基于窗口动力学因子对激烈驾驶行为下实际行驶排放结果的修正

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为真实反映车辆的实际排放水平,国Ⅵ排放法规要求将车辆实际行驶排放(RDE)试验作为WLTC的补充测试程序。由于RDE试验是在实际道路上进行,造成RDE试验结果受到非车辆因素较为严重的影响。为保证测试结果的客观性,国Ⅵ排放法规对测试边界条件做出了具体限制,比如:测试路段、环境温度及行程动力学参数的等等。但大量试验结果表明,上述限制条件并不能有效排除非车辆因素对RDE试验结果的影响。为降低驾驶行为对RDE试验结果的影响,提高RDE试验结果的可重复性、客观性。本文对3辆满足国六排放标准的轻型汽油车开展驾驶行为对比试验。具体研究内容如下:采用不同的驾驶行为对3辆满足国Ⅵ排放标准的轻型汽油开展RDE驾驶行为对比试验(6次RDE试验均满足RDE法规要求)。试验结果对比分析表明,当前RDE法规行程动力学边界条件过于宽广,因而造成在满足法规要求的范围内,允许测试过程中驾驶行为的激烈程度出现明显的变化。此外,不同驾驶行为下的CO2实际特性曲线分布基本一致,因而通过CO2实际特性曲线所确定的窗口加权系数无法有效消除驾驶行为激烈程度对RDE试验结果的影响,造成同一车辆在不同驾驶行为下的RDE试验结果具有巨大差异。其中,相对于正常驾驶,激烈驾驶行为下的CO排放相对升高143.93%-260.68%,PN排放相对升高86.60%-267.95%,NOx排放相对升高22.91%-116.27%。虽然目前国内外研究人员开展了大量关于RDE试验动力学方面的研究,但是其仅在路段层面对行程动力学进行分析。而研究表明,在路段层面各排放污染物无法与行程动力学参数v·apos[95]、RPA保持稳定的正相关性。为此,本文深入至窗口层级,对窗口v·apos[95]、RPA与排放污染物CO、PN、NOx的相关性进行了分析。分析结果表明,相对于窗口RPA,窗口v·apos[95]更能够反映污染物的排放水平。其中,对于窗口v·apos[95]而言,在市郊和高速路段下,CO和PN均能与其保持稳定的强正相关性(>0.8),NOx与其的正相关性有所降低;对于窗口RPA而言,在高速路段,其仅能够与PN、NOx排放保持稳定的强正相关性(>0.8)。由于RDE法规没有提出驾驶行为评价标准,因而无法对RDE试验中驾驶行为的激烈程度进行区分。为此,本文提出通过WLTC基准线和v·apos[95]限值线对RDE试验中驾驶行为的激烈程度进行评判。对不同驾驶行为下窗口驾驶行为的激烈程度评判后,结果表明,该驾驶行为评判标准可以有效区分不同驾驶行为。其中,正常驾驶行为下的各数据窗口基本分布在WLTC基准线附近,而激烈驾驶行为下RDE窗口则基本分布在v·apos[95]限值线附近。由于在RDE法规中,不同驾驶行为下的CO2排放特性曲线差异较小,因而造成现有RDE试验结果受到驾驶行为较为严重的影响。为此,本文提出基于窗口v·apos[95]、WLTC基准线和v·apos[95]限值线,得到每个窗口的动力学因子,并以此对窗口驾驶行为的激烈程度进行量化和评判。对不同驾驶行为下的动力学因子差异分析后发现,正常驾驶和激烈驾驶中驾驶行为的差异主要出现在市郊和高速路段。通过窗口动力学因子对RDE试验结果进行驾驶行为激烈程度修正后,可以显著降低驾驶行为激烈程度对RDE试验结果的影响,提高了试验结果的可重复性、客观性。其中,经过窗口动力学因子修正后,相对正常驾驶,激烈驾驶行为下CO排放相对增量由143.93%-260.68%下降至25.31%-48.53%;激烈驾驶行为下PN排放相对增量由86.60%-267.95%下降至0.41%-47.24%;激烈驾驶行为下NOx排放相对增量由22.91%-116.27%下降至7.81%-18.44%。
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