车载排放测试系统对于欧6柴油轿车氮氧化物和主要 二氧化氮排放的研究以及与COPERT排放因子的比较外文翻译资料

英语原文共 11 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

车载排放测试系统对于欧6柴油轿车氮氧化物和主要

二氧化氮排放的研究以及与COPERT排放因子的比较

Rosalind ODriscoll , Helen M. ApSimon , Tim Oxley , Nick Molden ,Marc E.J. Stettler , Aravinth Thiyagarajah

亮点

bull; 迄今为止，以39辆车作出的最大的欧6车载排放测试系统的研究

bull; 部分主要NO₂和绝对NO₂污染的细致分析

bull; EGR、LNT、SCR的氮氧化物控制技术的分析

bull; 现实世界排放因子和COPERT排放因子的比较

bull; 城市和高速公路驾驶的比较以及加速度对于氮氧化物排放的影响

摘要

现实世界氮氧化物的排放经常大大超过在实验室中基于型式核准进程所期待的那样。在本文中，从大量最新的欧6柴油机轿车的样本中呈现的现实世界的排放焦距在NO_x以及主要NO₂上。车载排放测试系统(PEMS)的数据是从39辆欧6柴油车分析而来，这些车经过了由城市和高速公路部分组成的测试路线。这些样本包括了安装有废气再循环(EGR)、稀燃NO_x捕集技术(LNT)或者选择性催化还原技术(SCR)的车辆。结果显示了从1到22倍型式核准的限制中NO_x排放是广泛可变的，平均NO_x排放为0.36(sd. 0.36)g/km，是欧6限制的4.5倍。平均主要NO₂含量(fNO₂)为44(sd. 20)%。在线路中城市部分更高的排放是由于加速度增长的结果。基于排放因子对于PEMS测试结果和COPERT的比较显示，PEMS测试结果平均比COPERT对NO_x的估计高1.6倍，对于NO₂来说高2.5倍。然而，通过剔除5辆最污染的车辆，平均排放显著降低。

关键词：欧6排放标准，NO_x，主要NO₂，柴油机排气后处理，COPERT

1. 简介

过去10年，欧盟(EU)见证了空气污染物排放的减少，二氧化氮(NO₂)是这些污染物中最突出的，是由于NO₂直接对人们的健康产生了消极影响，包括削弱肺功能和增加癌症风险(Adam et al., 2015; Hamra et al., 2015; WHO, 2013)。最近的证据将NO₂与欧洲每年成千上万人的过早死亡联系起来 (COMEAP, 2010; EEA, 2015a; RCP, 2016)。欧盟的第一个子指令(99/33/EC)设定了年平均值NO₂浓度限制为40mg^-3，每小时平均限值为200mg^-3(每年宽限超过18次)。这些限制自2010年1月起对成员国具有法律约束力。连续的法规迄今未能将NO₂浓度完全降低至可接受的水平。欧洲城市人口的十分之一仍然居住在NO₂浓度超过为保护人类健康设定的限度的地区(EEA，2015b)。

欧盟引入了连续的排放标准(欧盟标准)，限制克每公里(g·km^-1)的氮氧化物排放(NO_x = NO NO₂)。最近的欧6标准规定了NO_x0.08g/km的限值(EC，2008)。当前型式核准包括在实验室条件下在底盘测功机上执行的新欧洲驾驶循环(NEDC)。目前没有专门的NO₂排放标准，其必要性尚未确定(Degraeuweet al.,2016)，本文认为这是一个重要的遗漏。

欧洲6柴油车的实际排放数据(来自车载排放测量系统，PEMS)在文献中并不丰富，大多数样本量有限(Franco et al., 2014; Weiss et al., 2012)。在这项研究中，我们呈现了来自39辆欧6柴油车的PEMS测试。本文的结论应从空气质量的角度考虑。我们将PEMS数据与欧6排放标准和实际驾驶排放(RDE)不超标限制在NO_x上比较。我们也关注绝对NO₂排放(g·km^-1)。本文深入了解现实世界欧6g·km^-1的NO_x和NO₂排放，并将这些与空气质量排放模型COPERT(计算道路运输排放的计算机程序)的预测进行比较。我们考虑到氮氧化物排放的性质，以及哪些政策措施可能最有效地解决城市地区空气质量限制超标问题。我们还研究了作为主要NO₂排放的NO_x的比例对排气后处理，发动机尺寸以及在城市和高速公路驾驶之间差异的影响。

1.1 背景

从1999年到2010年，大气NO_x浓度已经下降到符合欧洲标准(表1)，虽然它们的下降量比立法介绍时所预期的更低。然而，NO₂浓度保持恒定，甚至在一些情况下增加。来自柴油车辆的运输排放一直承担着广泛责任(Anttila et al., 2011; Beevers et al., 2012; Carslaw et al., 2011a, 2011b; Henschel et al., 2015; Hu et al., 2012)。 这是道路柴油机NO_x排放超过监管限制这一趋势的结果，这些监管限制仅在基于实验室的型式核准过程中实现(Franco et al., 2014; Weiss et al., 2012, 2011b)，结合欧洲更深的柴油市场渗透，这是由于减少二氧化碳(CO₂)排放和相关税收优惠政策而驱使的。

表1 欧洲标准和排放限值(EC, 2007; Europarl, 2016)

等 级 引 入 时 间 NOx限值g/km

欧4 2005.9 0.25

欧5 2009.9 0.18

欧6a 2014.9 0.08

欧6c (RDE) 2017.9 0.168

当NO_x作为NO和NO₂的混合物释放到大气中时，与臭氧(O₃)发生化学反应。O₃与 NO_x的NO成分反应产生NO₂。这通过NO₂对NO的光离解来平衡，并且是光稳定平衡状态方程的特征—

(i)NO O₃→NO₂ O₂ (ii)NO hnu;( O₂)→NO NO₃

给予充分混合的空气和足够的时间，这导致NO₂与NO_x的平衡比 (Clapp and Jenkin, 2001)。然而，在路边场所，这种反应没有足够的时间，并且臭氧常常已经耗尽，限制了与NO的反应。在这些情况下，直接作为主要NO₂排放的NO_x的比例成为主要因素(Carslaw et al., 2016; Degraeuwe et al., 2016)。由于这种高水平的主要NO₂尤其与造成路边高浓度的NO₂有关。连续欧洲标准的引入标志着作为主要NO₂(fNO₂)排放的NO_x的比例的增加。这主要是由于添加了被称为柴油机氧化催化剂(DOCs)的氧化后处理系统(Alvarez et al., 2008; Carslaw et al., 2011b, 2016; Grice et al., 2009)。经过DOC排放流经一个还原环境。大多数欧6车辆安装有稀燃NO_x捕集器(LNT)或选择性催化还原(SCR),与废气再循环(EGR)结合在一起(ICCT，2015)。

最近的大众汽车“失效装置”排放丑闻加速了欧盟型式核准程序的强化改革。为了解决型式核准和实际排放之间的差异，截至2017年9月，在欧盟注册销售的新型号车将遵循RDE测试程序(EC，2015a)。然而，所有新车辆的销售在2019年之前不会受到RDE的限制。欧洲议会已经决定道路排放限制将高于欧6标准。RDE排放限制将采取取决于一致性系数(CF)的不超标(NTE)形式，

NTE_污染物=CF_污染物times;欧6排放标准

NOx被认可的一致性系数为2.1(NTE限制为0.168g/km)将于2017年9月起具有法律约束力。在2020年9月将降至1.5(Europarl，2016)。欧盟还计划从单纯的上市前合规程序中脱离，并对流通车辆实施市场监管(EC，2015b)。

新的轻型型式核准程序的RDE元件将使用PEMS。 PEMS是在20世纪90年代末开发的，并于2009年批准用于重型发动机的欧盟发动机认证，在2011年成为重型认证的强制性标准(EC, 2011, 2009)。 PEMS，与遥感一起暴露了认证和道路排放之间的差异(Carslaw, 2005; Rubino et al., 2007; Weiss et al., 2011b)。他们引入轻负荷试验程序，预计可以减少城市地区NO₂超标的问题 (Degraeuwe et al., 2016; Weiss et al., 2012)。车辆排放取决于多种多样的运行和环境条件，包括加速度，交通拥堵，驾驶风格，风力和温度(Kousoulidou et al., 2013)。因此，即使重复测试，PEMS数据附加了比实验室测量更大的可变性水平，其中这些外部因素可以被控制和调节(Weiss et al., 2011b)。然而，正是这一点使得PEMS更能代表现实世界的情况。

PEMS已经在排放清单，排放模型的发展和排放因子的预测方面发挥了重要作用(Collins et al., 2007; Frey et al., 2003)。这包括英国用于NO_x排放预测的COPERT，道路运输排放模型以及排放因子工具包 (DEFRA, 2014; Kousoulidou et al., 2013)。COPERT用于28个欧盟成员国中的22个国家的道路运输清单和排放预测(Kioutsioukis et al., 2010)。

1. 方法

车载排放测试系统用于测量39辆欧6柴油客车的实际驾驶排放。 这些车是M1^[1]型，由13个不同的制造商制造，包括发动机尺寸和柴油燃料使用标准。 分析了整个行程以及城市和高速公路部分各自的排放。 然后将排放测量结果与来自COPERT 4v11速度相关排放因子的等效排放预测进行比较。

2.1 测试车辆

车辆已被分配车辆ID，用于反映安装的NO_x后处理和发动机尺寸。NO_x后处理，7个EGR，19个LNT和13个SCR的混合，反映了2014年欧盟柴油车销售组合(ICCT, 2015) (所有车辆都配备了EGR，尽管大部分车辆配备与EGR结合的第二技术，但标记为EGR的车辆仅操作EGR)。发动机尺寸范围包括1.4—3，是欧洲柴油机尺寸分布的准确反映(欧盟统计局，2013)。2015年，英国13家制造商取得了70%的新车注册，包含20个最受欢迎的车型，占2014年欧盟销售的大部分(ICCT, 2015; SMMT, 2016)。所有车辆从低里程开始。表2描述了本研究中使用的车辆。

2.2 测试线路

车辆在大伦敦地区的开放道路上测试。每辆车在同一路线上测量一次行程，尽管一些汽车发生了轻微的变化(由于现实世界的测试性质，即道路工程和改道，这是不可避免的)。路线包括城市和高速公路段。为了分析现实世界的城市和高速公路排放，行程被专用软件将其分解成高速公路和城市区段。各部分使用GPS坐标识别，并且此后将被称为城市或

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[137130]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word