重型汽車快速車載排放測試系統及方法【
技術領域：
】[0001]本發明涉及一種重型汽車排放測試系統及方法，尤其涉及一種重型汽車車載排放測試系統及方法。【
背景技術：
】[0002]重型汽車排放測試的法規方法主要是在實驗室發動機臺架上進行模擬測試。發動機臺架測試容易控制測試工況，其測試結果具有較好的重復性，是目前重型汽車排放檢測中最常用的方法。[0003]但臺架模擬測試是按設定的工況測試發動機的排放，不能真正反映重型汽車在實際道路上行駛時的排放特征。對在用重型汽車進行排放測試時，發動機臺架測試方法也存在操作復雜、耗時長、費用高等問題。[0004]針對日益突出的重型汽車實際道路排放監管需求，國內外開發了車載排放測試系統（portableemissionsmeasurementsystem，PEMS)。重型汽車車載排放測試不意圖如圖1所示，該系統一般采用：[0005]1、不分光紅外分析法（NDIR)測量C0和C02;[0006]2、用氫火焰離子檢測器（FID)測量THC(總碳氫化合物）；[0007]3、不分光紫外分析法（NDUV)或化學發光法（CLD)測量N0和N02;[0008]4、用電化學法（EC)測量02;[0009]5、用尾氣流量計測量排氣流量；[0010]6、用全球衛星定位系統（GPS)，逐秒記錄重型汽車行駛過程中的地理位置（即經度、煒度和海拔高度）和行駛速度；[0011]7、用0BD讀碼器（即E⑶通訊模塊）讀取發動機的運行參數（如轉速、扭矩、負荷等）。[0012]車載測試得到的是單輛車在實際道路上的排放情況，可以為實際行駛條件下機動車排放特征的分析和模擬提供有效的數據支持，但其設備組件較多，操作較為復雜，耗時較長（約需1天），主要應用于法規要求的重型汽車排放在用符合性監管，但難以做到快速檢測。【
發明內容】[0013]本發明目的是提供一種能夠快速測試大量樣本、能在龐大的車隊中及時發現超標車輛的重型汽車快速車載排放測試方法。[0014]本發明的技術解決方案是：[0015]一種重型汽車快速車載排放測試系統，其特殊之處是：[0016]包括氣路系統、尾氣分析系統、數據采集和處理系統；所述氣路系統包括零氣或量距氣氣路、樣氣處理單元、廢水和廢氣單元；所述樣氣處理單元包括依次串聯的采樣管、冷凝管、除水器、樣氣泵；所述廢水和廢氣單元包括廢水管和廢氣管；所述采樣管的入口與重型汽車尾氣管出口相通；所述除水器的出氣口與樣氣泵的入口相通，其出水口與廢水管相通；所述分析系統包括控制閥單元、顆粒物過濾器、常規尾氣分析儀；所述控制閥單元包括單向閥和三通閥；所述單向閥的入口和零氣或量距氣氣路相通；所述三通閥A、B、C口分別與單向閥的出口、樣氣泵的出口、顆粒物過濾器的入口相通；所述常規尾氣分析儀的入口與顆粒物過濾器出口相通，其出口與廢氣管相通；所述數據采集和處理系統包括數據存儲器、數據處理和輸出設備；[0017]上述常規尾氣分析儀為常規的汽車尾氣五氣分析儀，其采樣頻率多1Hz，采用不分光紅外法測試C02/C0/HC濃度，采用電化學法測試NOx和02濃度。[0018]上述三通閥用于實現單一的A口進C口出或單一的B口進C口出。[0019]第一種重型汽車快速車載排放測試方法，包括以下步驟：[0020]1)確定轉換系數K:[0021]1.1)選取有代表性的n輛重型汽車，先采用車載排放測試系統對第i輛重型汽車尾氣開展測試，獲得以g/kWh為單位的功基窗口NOx比排放Ai;n多1，i<n;[0022]1.2)在第i輛重型汽車上安裝重型汽車快速車載排放測試系統，測量該重型汽車尾氣的NOx和C02濃度，再按下式求出以g/kgCO2為單位的NOx排放系數Bi;【主權項】1.一種重型汽車快速車載排放測試系統，其特征在于：包括氣路系統、尾氣分析系統、數據采集和處理系統；所述氣路系統包括零氣或量距氣氣路、樣氣處理單元、廢水和廢氣單元；所述樣氣處理單元包括依次串聯的采樣管、冷凝管、除水器、樣氣累；所述廢水和廢氣單元包括廢水管和廢氣管；所述采樣管的入口與重型汽車尾氣管出口相通；所述除水器的出氣口與樣氣累的入口相通，其出水口與廢水管相通；所述分析系統包括控制閥單元、顆粒物過濾器、常規尾氣分析儀；所述控制閥單元包括單向閥和=通閥；所述單向閥的入口和零氣或量距氣氣路相通；所述=通閥A、B、C口分別與單向閥的出口、樣氣累的出口、顆粒物過濾器的入口相通；所述常規尾氣分析儀的入口與顆粒物過濾器出口相通，其出口與廢氣管相通；所述數據采集和處理系統包括數據存儲器、數據處理和輸出設備。2.根據權利要求1所述重型汽車快速車載排放測試系統，其特征在于：所述常規尾氣分析儀為常規的汽車尾氣五氣分析儀，其采樣頻率>IHz，采用不分光紅外法測試CO2/CO/肥濃度，采用電化學法測試NOx和化濃度。3.根據權利要求1或2所述重型汽車快速車載排放測試系統，其特征在于：所述=通閥用于實現單一的A口進C口出或單一的B口進C口出。4.一種重型汽車快速車載排放測試方法，其特征在于：包括W下步驟：1)確定轉換系數K;1.1)選取有代表性的n輛重型汽車，先采用車載排放測試系統對第i輛重型汽車尾氣開展測試，獲得Wg/kWh為單位的功基窗口NOx比排放Ai;n>1，i《n;1.2)在第i輛重型汽車上安裝重型汽車快速車載排放測試系統，測量該重型汽車尾氣的NOx和C〇2濃度，再按下式求出Wg/kgCO2為單位的NOx排放系數B式中；和分別為N02和C02的摩爾質量；NOxconc!為第i輛重型汽車尾氣排放NOy的平均瞬時體積濃度，ppm;(巧為第i輛重型汽車尾氣排放C〇2的平均瞬時體積濃度，％;1.3)按下式計算第i輛重型汽車轉換系數ki:kj=Aj/Bj；1.4)對步驟1.1中的n輛有代表性的重型汽車開展測試，獲得ki、k2……k。，計算轉換系數K:2)對重型汽車開展快速車載排放測試：在被檢重型汽車上安裝重型汽車快速車載排放測試系統，測量重型汽車在實際道路行駛中不少于20min的尾氣NOx和C〇2濃度并記錄所有測量數據，再按照步驟1.2的公式求出Wg/kgC〇2為單位的NOx排放系數B檢測值；3)按下式推導被檢重型汽車Wg/kWh為單位的功基窗口NOx比排放A推導值=KXB檢旭；4)對測試結果進行判定：若推導出的比功基窗口NOx比排放的參考限值小，可初步判定被檢重型汽車的尾氣NOx凈化裝置工作正常，否則工作不正常。5.根據權利要求4所述重型汽車快速車載排放測試方法，其特征在于：所述步驟1.2和/或步驟2還包括測試數據甄選環節：若測量數據中存在C〇2濃度小于設定闊值的數據點，則認定為低負荷工況點，該數據點不參與NOx排放系數％J胃的計算。6.根據權利要求5所述重型汽車快速車載排放測試方法，其特征在于：所述C02濃度的設定闊值為6%。7.-種重型汽車快速車載排放測試方法，其特征在于：包括W下步驟：1)對重型汽車開展快速車載排放檢測：在被檢重型汽車上安裝重型汽車快速車載排放測試系統，測量重型汽車在實際道路行駛中不少于20min的尾氣NOx和C〇2濃度并記錄所有測量數據，再按照下式求出Wg/kgCO2為單位的NOx排放系數％J胃;式中：和分別為n〇2和CO2的摩爾質量；~Aw。。為尾氣排放NOJ勺平均體積濃度，ppm;CO;。。。。為尾氣排放C〇2的平均體積濃度，%;2)按下式推導被檢重型汽車的功基窗口NOx比排放：Wg/kWh為單位的功基窗口NOx比排放；A推導值=KXB檢旭.其中，K=0.82+0.13;3)對檢測結果進行判定：若推導出的比功基窗口NOx比排放的參考限值小，可初步判定被檢重型汽車的尾氣NOx凈化裝置工作正常，否則工作不正常。8.根據權利要求7所述重型汽車快速車載排放測試方法，其特征在于：所述步驟1和/或步驟2還包括測試數據甄選環節：若測量數據中存在C〇2濃度小于設定闊值的數據點，則認定為低負荷工況點，該數據點不參與NOx排放系數％J胃4的計算。9.根據權利要求8所述重型汽車快速車載排放測試方法，其特征在于：所述C02濃度的設定闊值為6%。10.根據權利要求7或8或9所述重型汽車快速車載排放測試方法，其特征在于：所述K為0.82。【專利摘要】本發明涉及一種重型汽車快速車載排放測試系統及方法，本系統及方法利用快速車載排放測試系統重點對尾氣中NOx和CO2濃度開展測試，使用尾氣NOx和CO2濃度來測算基于單位CO2排放的NOx排放系數，再通過與功基窗口NOx比排放之間的數量轉換關系，推導出可與參考限值直接比較的重型汽車排放值。本發明與相對成熟的歐洲功基窗口法相比，省去了對功基窗口的大小以及滑動平均的功基窗口比排放等的測算，大大簡化了數據分析工作；能夠更加便捷和快速地判斷重型汽車的NOx排放水平，用于重型汽車排放的現場抽查和路檢等。【IPC分類】G01M17-007【公開號】CN104849068【申請號】CN201510271825【發明人】胡京南,鮑曉峰,何立強,郭興,祖雷【申請人】中國環境科學研究院【公開日】2015年8月19日【申請日】2015年5月25日