The European Commission has developed a Real-Driving Emissions (RDE) test procedure to verify pollutant emissions during real-world vehicle operation using the Portable Emissions Measurement Systems (PEMS). This paper presents the experimental procedures required by the newly-adopted RDE test.
Vehicles are tested in controlled and relatively narrow laboratory conditions to determine their official emission values and reference fuel consumption. However, on the road, ambient and driving conditions can vary over a wide range, sometimes causing emissions to be higher than those measured in the laboratory. For this reason, the European Commission has developed a complementary Real-Driving Emissions (RDE) test procedure using the Portable Emissions Measurement Systems (PEMS) to verify gaseous pollutant and particle number emissions during a wide range of normal operating conditions on the road. This paper presents the newly-adopted RDE test procedure, differentiating six steps: 1) vehicle selection, 2) vehicle preparation, 3) trip design, 4) trip execution, 5) trip verification, and 6) calculation of emissions. Of these steps, vehicle preparation and trip execution are described in greater detail. Examples of trip verification and the calculations of emissions are given.
车辆在受控的实验室条件下进行测试,以确定他们的官方排放值和燃油消耗( 例如,联合国欧洲经济委员会(UNECE)第83条)1。对于轻型汽车,法规2007分之7152定义了欧5和6的排放限值,到在各类车辆M1,M2(乘用车),N1和N2(车辆货物运输),必须遵守。合规是由实验室1标准化测试中冷启动后,测量尾气排放的所谓的“I型”试验验证。虽然实验室测试确保重现性和结果的可比性,它仅覆盖一个小范围的的道路上通常发生的环境,驱动和发动机的运行条件。作为事实上,官方实验室检测结果反映越来越少的实际油耗司机的道路3经历。另外,邻正公路车辆排放,尤其是柴油轿车的 NO x排放量也比型式认证值越高4-5。条例二千零七分之七百十五2包含的规定,以确保排放限值是根据车辆的正常操作和使用推崇。各种新的管理组件的管道,以减少观察到的差异,如世界协调轻型程序(WLTP),主要为二氧化碳和燃油消耗,而真正驱动排放(RDE)的测试程序,主要用于污染物。
不可否认,新的监管包常规污染物中最重要的组件是符合排放限值需要遵循RDE过程,证明了真实世界的车辆运行。新的程序将补充排放的测量在底盘测功机,使管制污染物的彻底控制在laborator既实现Y和在道路上。在RDE是根据在公路上与便携式排放测量系统(PEMS)排放测试。 PEMS并不新鲜,尤其是对重型车辆测试。美国环境保护局(US-EPA)已经加入到实验室认证测试基于与PEMS车辆测试不被超过(NTE)的概念更多的排放要求。在欧洲,PEMS基于在职合格的欧VI标准(ISC)的规定适用于欧V发动机6,7。 PEMS度量排放与测量性能( 例如,线性,准确度)是比得上的实验室级的设备8的发动机排气。最新一代PEMS的权衡30公斤,结构紧凑,并能方便地安装在小型客车,从而对车辆的影响很小。
应付的检测条件,特定的测试和数据评估亲真实世界变异cedures必须执行。在宽范围的高度,温度和驱动条件,可能会发生的测试。然而,关于(我)之旅成分要求( 例如,大致城市,农村,和高速公路驾驶平摊)和(ii)驾驶动态( 例如,在允许的范围加速度)旨在确保车辆在一个公平的测试,代表性的,且可靠的方式。尽管如此,由于一些因素( 例如,交通,驱动程序和风),任何在道路测试仍然存在,在一定程度上随机和非复制的。因此,主要的挑战是,评估事后的测试条件正常,使车辆排放的可靠的评估数据评估方法的开发。为此目的,两种方法均在RDE内通过:移动平均窗口(MAW)和功率分级方法。所述MAW方法把测试成子部分(窗口),并使用特定的距离平均二氧化碳(CO 2 </sUB>)各窗口的排放,以评估操作条件的正常性。功率分级方法归类瞬时公路上排放到基于在车轮上的相应的电源功率箱。所得配电的正常通过与标准化的轮动力频率分布的比较成立。这两种方法都包括标准,以确保实现考试涵盖驾驶的RDE测试过程9-10动态性允许的范围内。这两种方法通常给予10%以内的结果;然而,在50%的量级上的差异已经报道11,12。这两个数据的评价方法进行了深入的评估仍下落不明。欧盟委员会承认这一缺陷在RDE法规13,14的演奏14和预见在不久的将来这两个方法与留住他们或开发一个统一的方法为气态污染物和班驳的评价客观的审查第一百号排放。
到现在为止,两人RDE包已经通过了欧盟成员国的技术委员会汽车(TCMV)及其官方公报欧盟13-15出版后成为法律。第一RDE封装覆盖的边界条件,实际测试过程中,PEMS规格和数据评估方法(MAW和/或功率分级),但不排放限值(包被在18 日的投票由TCMV 2015年5月)。第二RDE包添加适用于RDE测试不被超过(NTE)的排放限值。此外,还引入了互补的边界条件检查过剩或缺乏驾驶动态。每个有效的个人RDE测试的排放量必须低于各自NTE排放限值,在调控的整合因素提及。目前,只有NO排放都包括在内。结合整合因素将出台在两个步骤:一因素的欧6 的 NO x限制(80毫克/公里)将适用于从2017年至2019年新的型式认证,所有新车注册量2.1。整合因素将随后2020年至2021年降低到1.5。 1.5最终欧6一致性因子提供的0.5相比实验室设备和测试条件的可能范围内的测试对测试排放变异性( 例如,温度PEMS的附加测量不确定性的余量( 即,50%) ,动力学和高度)。关于CO。,虽然结合符合因素目前没有讨论,在道路上CO排放必须测量和记录,以获得式的批准。第二包是由TCMV于2015年10月的28 日付诸表决。
两个额外的包开球会议举行了1月25 日 2016年第三RDE包将解决粒子数PEMS测试,冷启动E使命和混合动力汽车的测试。板载测量粒子数排放汽车是具有挑战性的,因为没有经过验证的技术尚未确立。新的概念和方法均在有效期内制定2013年和2014年间,包括实时与恒流量采样16气溶胶组合电器检测。这个包是在下半年的2016年第四RDE包将处理有关在业务整合和市场监督测试的需求定义进行表决。这个包的完成是由2017年年初的RDE规定预见427分之201613和14646分之2016目前正与全球统一的轻型车辆测试程序(WLTP)整合成为一个更大的欧盟型式认证法规,这将补充条例二千〇七分之七百一十五2。
本文的目的是提出通过新近通过RDE单组所需的实验程序特征研。的RDE测试程序定义的容许测试条件的界限,也可以用于分析车辆操作和相关的污染物排放量( 表1)进行测试车辆,仪器的要求,以及评价方法的协议。 1)车辆选择,2)车辆的准备,3)的行程设计,4)行程执行,5)行程验证,和6)的排放量的计算:该程序可以在六个步骤进行总结。如果任何的在任何这些六个步骤的要求没有得到满足时,测试被认为失败。对于RDE测试过程的更详细的描述,读者可参考的调节自身13-14。
欧共体条例二千零八分之六百九十二附件IIIA |
1.引言,定义和缩写 |
2.符合性因素一般要求 |
要执行3 RDE测试 |
4.一般要求 |
5.边界条件 |
6.旅行要求 |
7.操作要求 |
8.润滑油,燃料油和试剂 |
9.排放和评价之旅 |
附录 |
附录1:与PEMS车辆排放检测试验方法 |
附录2:规格和PEMS元件和信号校准 |
附录3:PEMS和非可追踪排气质量流量的验证 |
附录4:排放量的测定。 |
附录5:与方法1行程动态条件验证(移动平均窗) |
附录6:与方法2行程动态条件验证(电源BinniNG) |
附录7:车辆的选择初始型号核准检测PEMS |
附录7A:整个行程动态验证 |
附录7B:过程,以确定行程累计正收益抬高 |
附录8:数据交换和报告要求 |
附录9:遵守生产商的证书 |
表1:快速发展经济体的监管结构的调控被认为是欧盟委员会法规2008分之69210的附件IIIA。所有部件和附件的委员会法规427分之2016(第一包)8进行了说明。附录7a和7b,以及整合的因素,在委员会条例646分之2016(第二包装)9进行说明。
在本文中,RDE过程被描述。几个点值得特别注意,将在这里更详细地讨论。
用于定型的目的,它是强制性确定使用的设备的废气流,如不与车辆的ECU的任何连接一个EFM运作。关于车辆的准备,对EFM和尾管之间的连接是重要的。该材料应温度和废气耐组合物-虽然这不是对NO x的如此重要,这将是对粒子数采样,其中沉积的材料的解吸可导致人为的高排放显著。此外,应避免可累积缩合点。加速过程中形成的冷凝液可以进入到测量系统和破坏或阻止他们。的分析仪的采样点被连接,以便对EFM的下游,以确保整个佛罗里达州流穿过的EFM。在情况下,这是不可能的,它们对EFM的上游连接,对所提取的流的校正,必须作出。分析器应连接的EFM的下游,而没有任何修改的采样线的长度。如果这是不可能的,在额外管道中的停留时间具有以确保正确排放计算要考虑到该软件。该分析仪可以安装内部或车辆外部的,只要安全要求。此外,该分析仪的校准需要注意。它必须在车辆的排放量的预期范围内进行的。否则,的排放测试的有效部分的测量值的99%〜90%的覆盖率的要求可能无法实现。
跳闸验证和排放量的计算通常是由PEMS软件进行。对于正常驾驶,所有的条件可以很容易地满足17 </ SUP>。例如,根据我们的测量结果,一个正常驱动行程以及动态边界的范围内( 图4)。然而,攻击性驾驶可以通区域内,特别是在市区或高速公路的部分。另一方面,在荷兰的城市的数据显示,通常驱动也可以超出这些限制18。在未来,经历随着时间的推移,试验进行了更接近,显示的“50%的差异将评估过程11,19的适用性的边界条件,以及评价方法。
不确定性的来源道路载荷的测定二氧化碳排放量与WLTC测量起源;这些测量用于评估与RDE数据评估行驶条件的正常性。理想的情况下,所选择的道路负载类似于那些用在道路上PEMS测试的卸载车辆。由WLTP授予( 例如,到D的灵活性etermine基于保守的通用参数或者与一个家庭内的最高测试质量的车辆的道路负载)可以在由WLTC确定和以后的道路上测得的CO 2的排放造成实质性的偏差。由此,该方法可以产生实际驾驶严重程度的偏颇的评价。用于设定道路负载的WLTP规定可能潜在需要RDE目的被指定。
应当指出的是,相较于在服务符合规欧洲重负荷,存在一定的差异( 例如,漂移校正是允许的,OBD连接是必要的,以计算以g /千瓦时排放)由于不同类型对于重型汽车(发动机)6批准程序。的差异超出了本文的范围。随着美国在使用符合规定,有在评价方法的更多不同之处。
在世界范围内,RDE标志着首先监管在道路上测试轻型车辆。在条例427分之2016定义的RDE规定标志着轻型汽车在欧洲型式认可,在RDE补充实验室受控条件下的标准车辆测试的第一个相关的实例。的RDE测试过程允许进行测试,并因此控制,在宽范围的操作条件,并以更强大的和全面的方式比与预定的驱动周期的当前应用的实验室测试车辆污染物排放。
尽管如此,RDE也受到限制。首先,在路上长时间周期模态辐射测量仪嗣继承漂移的风险( 例如,由于环境温度的变化)。在道路上排放测量因此受到较大不确定性的利润(估计在适用的排放限制的 NO x最多20-30%)比21排放测量■在实验室,即使PEMS分析器履行有关准确度和精密度的实验室分析仪类似的要求。二,PEMS设备的处理需要培训;在道路上进行发射试验还没有插件和播放,它需要的专家。由于在道路上使用PEMS测试仍然相当新颖,培训,使汽车制造商和技术服务来获取和分享最佳实践是必要的。本文章是传播PEMS的处理和车辆排放的道路上测试知识的一种尝试。与RDE规定较大规模的经验,可以通过实验室之间的练习或通过与现有的国际立法基准获得,至今下落不明。作为RDE构成为全球轻型汽车首次在公路上测试程序,欧盟委员会预计的符合性因素进行年度审查,并在中期整个RDE程序的更全面的审查。
<p class=“jove_content”>有对未来的应用两大领域。首先,RDE可能会被其他国家采用。中国,印度,日本和韩国都有意采用RDE,或其元素,出于监管目的。因此,这里所描述的过程可能会成为世界各地的轻型车辆的监管在道路上排放测试的蓝图。其次,RDE呈现一个很好的实践指南研究机构和技术服务进行任何独立的排放测试。该规定有助于确保精确和稳健的道路上的发射测量。The authors have nothing to disclose.
The authors would like to thank Sensors Inc. for providing a PEMS for conducting an inter-laboratory exercise.
PEMS analyzer | Sensors Inc. | SEMTECH ECOSTAR | |
PEMS analyzer | AVL | MOVE | Figure 2 |
PEMS analyzer | Horiba | OBS | Figure 2 |
PEMS analyzer | MAHA | PEMS-GAS | Figure 2 |
Exhaust Flow meter | Sensors Inc. | SEMTECH EFM-HS | EFM-HS specifications of Table 4 |
GPS | Garmin | Drive 50 | |
Weather station | Waisala | AWS310 | |
Zero gas | Air Liquide | AL089 | Alphagaz 1 (N2) |
Span gas | Air Liquide | SM190022710IT | 1800 ppm NO in N2 |
Span gas | Air Liquide | SM190022710IT | 13% CO2 in N2 |
Batteries | Discover | EV12A-A | |
Mention of trade names or commercial products does not constitute endorsement or recommendation by the authors or the European Commission |