2016年12月4日
欧洲委员会已制定了一项实际驾驶排放(RDE)测试程序,用于通过便携式排放测量系统(PEMS)验证车辆在实际运行过程中的污染物排放。本文介绍了新采用的RDE测试所要求的实验程序。
本视频的总体目标是介绍新采用的轻型车辆实际驾驶排放测试方法,该方法使用便携式排放测量系统来测定道路行驶过程中的排放物。在欧洲,实际驾驶排放测试程序将作为轻型车辆型式核准的补充,测试需在实际道路环境中进行。因此,受管控的污染物将在广泛的实际驾驶条件下得到全面控制。
该方法可在实际道路、城市道路以及高速公路上测量车辆排放。该方法为我们提供了每次测试中车辆排放性能的全面概述。演示该方法的人员为 Rinaldo Colombo、Mauro Cadario 和 Philippe Le-Lijour。
理想情况下,应将便携式排放测量系统(PEMS)主机和控制单元安装在车辆外部,例如使用平台安装在拖车杆或挂钩上,或放置于后备箱内。若必须将PEMS安装在驾驶舱内,则需使用绑带将其牢固固定在车辆上。同时应安装通向车外的通风口,用于排出PEMS释放的废气和冷凝物。
接下来,根据制造商的说明和当地法规,安装二氧化碳、一氧化碳和氮氧化物分析仪、附属单元及其连接器,以及加热采样管路。如果便携式排放测量系统(PEMS)不使用自带电池运行,则在车厢内固定两块12伏电池,例如放置在前排乘客座椅后方。
接下来,将气象站和GPS直接安装在车辆外部。然后,将信号电缆连接到便携式排放测量系统(PEMS)主机的信号输入端口。现在选择一个排气流量计(EFM),该流量计能够测量被测车辆预期的排气质量流量。
根据具体车辆的不同,EFM 可连接至拖车杆、自行车架或金属支架。使用焊接金属管将 EFM 连接到尾管。避免使用内径较小的管子导致尾管内径减小。
接下来,将所有气体采样探头安装在距排气出口20厘米以内的位置,但不得因在同一位置放置过多探头而阻碍排气流动。若使用排放流量监测仪(EFM),则探头必须距离排气出口至少20厘米。理想情况下,每个探头应从排气气流的中心线处进行采样。
如果大尺寸探头沿其长度方向设有多个孔,则也可用于贯穿排气管直径的测量。在进行零点和量程校准之前,需先执行泄漏检查。首先,打开便携式排放测量系统(PEMS)并根据制造商的建议让其稳定运行。
这可能需要大约 40 分钟。请使用电源供电,而非电池。将电脑连接到 PEMS。
开始操作前,确保气体采样管路温度已升至至少 60 摄氏度。同时,在继续操作前应处理便携式排放测量系统(PEMS)上的任何警告或错误信号。待系统升温完成后,使用零气和标气对系统进行校准。
首先,连接零点气体管路。使用氮气或合成空气作为零点气体,并将压力调节至制造商指定的值,通常为1至2巴。然后,在PEMS软件中启动零点校准程序。
首先,打开一个新会话。然后,选择零点气体端口并执行操作程序。现在,断开零点气体并准备进行量程校准。
根据行程中预期的污染物浓度范围选择标定气体。对于二氧化碳,使用含有10%至14%二氧化碳的校准气体。对于氮氧化物,使用浓度在1,500至2,000 ppm之间的标准气体。
将标气瓶连接到便携式排放测量系统(PEMS),并将气体压力设置为1至2巴。然后向软件发出信号。在用户界面中输入气瓶中各气体的浓度。
软件将检测并调整分析仪对量程值的响应。如有需要,可使用其余气体继续进行量程检查。也可选择重复调零步骤。
然后,将连接从当前状态切换回电池。接着,在启动发动机之前,开始数据记录。为了确保时间对齐,使用单一的数据记录设备。
现在,按照导航系统规划的路线行驶。行程应持续90至120分钟,驾驶方式应为非激进、非胆怯的正常驾驶。可根据需要使用空调。
行程结束后,即使发动机已关闭,仍需继续记录数据,直至采样系统的响应时间结束。然后停止测试记录。在关闭分析仪之前,通过重新测量测试前使用的零气和量程气来检查其漂移情况。
如果读数偏移过大,则必须作废该测试。最后,导出数据。进入数据文件,上传测试前创建的文件。
进行分析时,选择所有选项,然后在数据分析下选择处理文件,系统将生成用于分析的数据表格。使用一辆符合欧5b标准的轻型涡轮增压汽油直喷汽车,其发动机排量为1.2升,安装便携式排放测量系统(PEMS),并进行了一次符合实际驾驶排放(RDE)要求的行驶测试。
通过检查边界条件、运行条件以及驾驶行为的正常性,验证了此次行程。所有行程要求和运行参数均在规定限值范围内。相对正加速度处于限值范围内,速度与正加速度乘积的第95百分位数也处于限值范围内。
作为对比,提供了同一车辆在更激烈驾驶条件下的数据,以及来自文献的其他测试结果。结果显示,城市工况下的氮氧化物排放与实验室WLTC工况排放相当或更低,而实测的乡村和高速公路排放实际上更高。平均而言,排放水平低于NTE限值,因此该特定车辆将能够通过RDE测试。
一旦掌握,该技术可在不到一天的时间内完成。其中半天用于设备安装,另外半天用于执行行程及数据分析。在尝试此操作时,重要的是要记住,每辆车辆都是独特的,每次设置也可能不同。
该技术开发完成后,将为实际道路驾驶条件下有效的在用车辆合规性检查和空载道路监控铺平道路。请注意,操作废气和量程校准气体可能存在危险,在执行该程序时应采取必要的预防措施。设备安装必须始终在通风良好的区域进行。
本文讨论了欧盟委员会为在真实世界条件下评估车辆排放而制定的实际驾驶排放(Real-Driving Emissions, RDE)测试程序。文章概述了使用便携式排放测量系统(Portable Emissions Measurement Systems, PEMS)实施RDE测试所需的实验步骤。
实际驾驶排放测试解决了实验室测量与真实道路性能之间的差距,这是评估交通相关研发领域环境影响的关键考量因素。便携式排放测量系统能够在不同运行条件下直接评估污染物排放,有助于深入理解排放源的机制。这一能力为交通和能源领域中的风险评估及合规策略提供了依据,其中排放特征直接影响技术选择和法规应对准备。
RDE-PEMS 工作流程可整合到环境评估流程中,从最初的假设检验直至技术验证,特别是在真实世界排放行为影响研发决策的场景中。