车用柴油机SCR技术现状及应用前景分析(9)

OBDCTS）及便携式排放测试系统（Portable Emission MeasurementSystem，PEMS）两部分组成，如图14所示。

图14 车载测试系统

OBDCTS用来跟踪和复现指定的车辆行驶工况，如“中国典型城市公交循环工况”。OBDCTS主要由非接触光电速度传感器、车辆信号处理仪和装有数据信号处理软件的OBDCTS外接计算机组成。使用时将外接计算机放置在驾驶室，驾驶员根据复现的预定工况操作车辆，从而保证车辆多次重复运行在相同的工况上。

PEMS由车载气态污染物测量仪OBS-2200和车载颗粒物测量仪ELPI组成。OBS-2200可以测量瞬时的CO、CO2、H2O、NOX及THC浓度；瞬时的车辆排放尾气的流量、温度、压力；周围环境温度、湿度、压力等。ELPI可以测量瞬时的各颗径PM（如PM1.0、PM2.5、PM10）排放质量浓度及数目浓度等。 7.2 测试车辆

试验车辆参数见表1所列。两辆混合动力公交车为同一公司生产，具有整备质量、最高车速、电系统（如电机及电池）及控制策略完全相同的特点。该国Ⅳ混合动力公交车与国Ⅲ混合动力公交车的主要区别在于：国Ⅳ混合动力公交车使用了装配SCR系统的国Ⅳ发动机，而国Ⅲ混合动力公交车使用的是不带后处理装置的国Ⅲ发动机。

表1 试验车辆参数

参数 驱动型式 长x宽x高 （cmxcmxcm） 整备质量/kg

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国IIIHEB

混联

1198x254x318

国IVHEB

1198x254x310

12190

最高车速/km·h-1 发动机型号 后处理技术 电机型式 /型号 电池型式 /型号

7.3 测试方法

ISBe185 32

80

ISBE4 205B

SCR

三相交流异步电机 /KAM280-HA 超级电容 /BMODO165P048

由于目前国内重型混合动力公交车辆只有能量消耗量试验方法，没有污染物排放试验方法。参照《GB/T 19754—2005重型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法》[24]及《美国SAE—J2711标准混合动力重型车辆排放性能测试》[25]，进行了指定工况下的混合动力公交车的场地排放测试。试验时对车辆进行配重，为车辆载重质量的65%。

该测试在北京通县交通部公路试验场内进行。测试工况采用国家863计划电动汽车课题成果“中国典型城市公交循环工况”，如图15所示。

图15 中国典型城市公交循环工况

7.4 实验结果处理与分析[26]

按照试验设计，对两辆混合动力公交车分别进行了多次的车载尾气检测。对车载测试设备收集的车辆排放特征数据及行驶工况数据进行时间同步匹配，然后对数据进行质量控制（如缺失值插值处理等），从而保证数据的精度。试验测试得到了完整的工况数据

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及与之相对应的瞬时排放数据（各种排放物排放率、排气温度、排气压力等）。如图16为国Ⅳ混合动力公交车某次测试的250~360s时间段内NOX放率及车速曲线。

图16 国IV混合动力公交车车速及NOx排放率曲线

对瞬时排放率进行积分可以得到总排放量，对瞬时速度进行积分可以得到行驶里程，进而得到测试车辆的单位里程排放质量或平均排放率。由于试验结果存在一定偏差，取多次测试结果的平均值进行分析。两辆混合动力公交车辆的单位里程排放质量见表2所列。

表2 两辆混合动力公交车单位里程排放质量对比g/km

车型 国III 国IV

THC 0.133 *

CO 12.15 2.28

PM 0.486 0.414

NOX 10.17 12.09

注：* 表示测得值低于最小测量精度

从表2可以看出，国Ⅳ混合动力公交车的THC排放极低（国外研究同样也发现THC排放极低

［27］

），已低于OBS-2200最小测量值。分析认为，碳氢化合物会在SCR催化剂的作用下

与NOX生反应，从而导致THC排放较低。从表2中还可以看出，国Ⅳ混合动力公交车的CO排放仅占国Ⅲ混合动力公交车的18.8%；PM占国Ⅲ混合动力公交车的85.2%；而NOX放却比国Ⅲ混合动力公交车高18.9%。

为分析国Ⅳ混合动力公交车NOX放偏高，对SCR统进行了初步检查，确认添蓝系统能可靠地进行喷射，且添蓝罐中已添加足够且品质较好的添蓝溶液，而SCR催化器也不存在过分失效的问题。分析认为很可能是排气温度偏低，导致SCR催化器没有充分起燃。

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为此，从排气温度角度分析国Ⅳ混合动力公交车NOX放异常问题，对多次测得的排气温度分布情况进行统计，如图17为国Ⅳ混合动力公交车排气温度直方图。