【正文】 況點(diǎn)增加百分比最多達(dá)14%，其落入NTE區(qū)域內(nèi)的工況點(diǎn)占整個(gè)比例達(dá)到35%。因此，修正后的NTE法能夠更全面的覆蓋車(chē)輛實(shí)際運(yùn)行的工況，從而更合理、更科學(xué)的評(píng)估車(chē)輛排放情況。利用美國(guó)NTE法對(duì)這幾輛重型柴油車(chē)車(chē)的排放進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于我國(guó)重型車(chē)輛在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷很難長(zhǎng)時(shí)間維持高負(fù)荷工況，滿(mǎn)足美國(guó)NTE事件定義的工況點(diǎn)很少，這樣對(duì)車(chē)輛排放水平的評(píng)估可能不科學(xué)。對(duì)美國(guó)NTE法進(jìn)行了兩個(gè)方面的修正:l)NTE控制區(qū)域的擴(kuò)展:發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速邊界由15%ETC發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速移動(dòng)到nl0。發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率曲線(xiàn)由30%最大功率曲線(xiàn)降低到20%最大功率曲線(xiàn)。2)NTE事件修正定義為發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況連續(xù)進(jìn)入修正NTE控制區(qū)域的20s及20s以上的工況點(diǎn)作為一個(gè)NTE事件。通過(guò)修正NTE法，擴(kuò)大了發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的控制范圍，增加了NTE事件的數(shù)量，使得NTE法可以監(jiān)控更多的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況，符合我國(guó)重型車(chē)輛實(shí)際運(yùn)行工況的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)有效的對(duì)我國(guó)重型車(chē)輛的整車(chē)排放進(jìn)行評(píng)估。6 基于功基窗口法的重型柴油車(chē)排放特性 功基窗口法介紹功基窗口法是歐洲在美國(guó)NTE方法的基礎(chǔ)上提出來(lái)的，是以防止非法規(guī)檢測(cè)點(diǎn)排放過(guò)高，對(duì)滿(mǎn)足現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)(歐V)及未來(lái)排放標(biāo)準(zhǔn)(歐V)的重型發(fā)動(dòng)機(jī)在用符合性進(jìn)行檢查為目的，運(yùn)用車(chē)載排放設(shè)備測(cè)試基于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信息和車(chē)輛的瞬時(shí)排放數(shù)據(jù)，對(duì)車(chē)輛排放進(jìn)行研究的一種方法。功基窗口法計(jì)算在用車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)在所有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍和負(fù)荷內(nèi)的NOX比排放值。通過(guò)對(duì)重型柴油車(chē)進(jìn)行整車(chē)排放測(cè)試，從發(fā)動(dòng)機(jī)ECM中獲取瞬時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩值，并由此計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的功率大小，進(jìn)一步計(jì)算得到發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)功大小。將瞬時(shí)功率按照時(shí)間次序進(jìn)行累加計(jì)算至所設(shè)定的功基窗口大小，計(jì)算該窗口下覆蓋的NOX排放總質(zhì)量并與功基窗口相比得到該窗口下的NOX比排放值。其他窗口依次按照時(shí)間次序與之相同進(jìn)行計(jì)算，得到一系列窗口下的NOX比排放值。功基窗口大小選擇為所測(cè)試車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)行ETC循環(huán)工況下的循環(huán)功大小。利用功基窗口法對(duì)整車(chē)的排放進(jìn)行計(jì)算，得到車(chē)輛在每個(gè)窗口下的NOX比排放值。選擇一個(gè)合適的限值，至少要保證有90%的窗口NOX比排放值小于該限值，如果滿(mǎn)足這樣的要求，車(chē)輛的整車(chē)排放是合格的，滿(mǎn)足在用符合性要求。 功基窗口大小功基窗口法實(shí)際上是計(jì)算一系列做功相同的窗口下的NOX比排放，并將其與一個(gè)合適的限值進(jìn)行比較。確定功基窗口大小，就是確定發(fā)動(dòng)機(jī)做功為多大時(shí)，該做功大小下的一系列窗口比排放與限值進(jìn)行比較。功基窗口的大小會(huì)對(duì)窗口比排放值的離散程度有影響。本文確定的功基窗口大小為發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)行臺(tái)架型式核準(zhǔn)試驗(yàn)時(shí)，運(yùn)行ETC循環(huán)下發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功大小。表51所示為N3車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)及ETC循環(huán)下的循環(huán)功大小。表51 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)及循環(huán)功大小排量/L最大功率/kWETC循環(huán)功/kWh 窗口功計(jì)算及窗口比排放計(jì)算窗口功計(jì)算是指確定了功基窗口大小后，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)，累積做功達(dá)到功基窗口功大小的計(jì)算過(guò)程。第一個(gè)窗口計(jì)算，則從第一個(gè)測(cè)試工況點(diǎn)的做功大小累加，每個(gè)工況點(diǎn)的時(shí)間標(biāo)記為i，其窗口功計(jì)算公式如(6l)所示: （61） 式中：W： 在1s內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功[kWh]；Tperi: 在1s內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際扭矩百分比[%]；N: 在1s內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速[rpm]；Trefi: 參考發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩；第一個(gè)窗口功計(jì)算完成后，則從第n+1個(gè)工況點(diǎn)開(kāi)始，利用公式計(jì)算第二個(gè)窗口功的計(jì)算，并以此類(lèi)推，直至計(jì)算到包含最后一個(gè)測(cè)試工況點(diǎn)的窗口。在計(jì)算每個(gè)窗口功過(guò)程中，其對(duì)應(yīng)的污染物排放瞬時(shí)數(shù)據(jù)和發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)數(shù)據(jù)也相應(yīng)的包含在各個(gè)窗口中，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)窗口下的排放進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算。對(duì)每個(gè)窗口下的瞬時(shí)NOX排放率與時(shí)間相乘后進(jìn)行積分計(jì)算得到該窗口下的NOX總排放質(zhì)量。將NOX總排放質(zhì)量除以窗口功大小，即得到該窗口下的NOX窗口比排放量。其他所有的窗口進(jìn)行相同的計(jì)算，就得到一系列窗口下的比排放量。本文利用MATLAB數(shù)據(jù)處理軟件編寫(xiě)了功基法數(shù)據(jù)處理程序，計(jì)算了每個(gè)窗口下的比排放值。 功基窗口大小對(duì)計(jì)算車(chē)輛NOX排放的影響編寫(xiě)了可以實(shí)現(xiàn)利用不同的功基窗口來(lái)計(jì)算重型車(chē)輛的窗口比排放的MATLAB程序，研究不同大小的基功窗口，對(duì)車(chē)輛排放計(jì)算結(jié)果的影響，從而確定合適大小的基功窗口。（發(fā)動(dòng)機(jī)ETC循環(huán)功），利用MATLAB進(jìn)行了計(jì)算。如圖61所示，為車(chē)輛在兩組不同的功基窗口下的比排放值。功基窗口大小不同，同一輛測(cè)試車(chē)輛的窗口比排放值波動(dòng)情況也不相同。功基窗口越小，窗口比排放差異越大，波動(dòng)程度越大；功基窗口越大，窗口比排放差異越小，波動(dòng)程度越小。，窗口比排放值變化程度較顯著，起伏變化比較明顯；反之，功基窗口越大，窗口比排放的變化越平緩， 。圖61 車(chē)輛在不同功基窗口下的NOx比排放值不同的功基窗口對(duì)同一車(chē)輛的所有窗口NOX比排放均值的影響很小，但是不同的窗口功會(huì)影響到每一個(gè)窗口功下的NOX比排放值。功基窗口不同，各個(gè)窗口功NOX平均排放值的離散程度也不同，累計(jì)功達(dá)到所選功基窗口持續(xù)時(shí)間也不相同，所得到的窗口個(gè)數(shù)也不相同。因此，必須確定一個(gè)合適的功基窗口大小，使得窗口比排放的波動(dòng)程度不能很劇烈，并且累計(jì)功達(dá)到所選功基窗口持續(xù)時(shí)間不能很長(zhǎng)，有足夠的窗口個(gè)數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)車(chē)輛的排放。 功基窗口發(fā)的判定經(jīng)過(guò)上述功基窗口法對(duì)整車(chē)排放數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，獲得一系列的窗口比排放值。采用功基窗口法對(duì)車(chē)輛的排放水平進(jìn)行合格判定，是通過(guò)統(tǒng)計(jì)窗口比排放小于某一合適限值的達(dá)標(biāo)窗口數(shù)量占所有窗口數(shù)量比例是否大于90%來(lái)確定的。如果整車(chē)的窗口比排放小于限值的達(dá)標(biāo)窗口數(shù)量達(dá)到了所有窗口數(shù)量的90%及以上，則判定該車(chē)輛排放是合格的；反之，則判定整車(chē)排放是不合格的。本課題所采用功基窗口法對(duì)測(cè)試車(chē)輛N3進(jìn)行判定， ,，%。具體的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表61所示。表61 功基窗口法統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率功基窗口數(shù)33152窗口平均功率百分比大于20%的窗口33152窗口平均功率百分比合格率%比排放合格窗口33152合格窗口比例% 本章小結(jié)功基窗口法是歐盟為實(shí)現(xiàn)重型發(fā)動(dòng)機(jī)在用符合性檢查和管理，防止非法規(guī)工況點(diǎn)的高排放而對(duì)整車(chē)排放進(jìn)行計(jì)算和評(píng)估的一種方法。功基窗口大小會(huì)影響窗口比排放的波動(dòng)程度，功基窗口越小，波動(dòng)程度越大，窗口個(gè)數(shù)越多。功基窗口越大，波動(dòng)程度越小，窗口個(gè)數(shù)越少。選擇功基窗口為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行ETC循環(huán)時(shí)的循環(huán)功大小時(shí)，可以較好的解決窗口比排放波動(dòng)程度和窗口個(gè)數(shù)的問(wèn)題。利用窗口平均功率百分比為20%剔除怠速、低速低負(fù)荷工況點(diǎn)較多的窗口，剔除后的窗口比排放比剔除前離散性更小，波動(dòng)范圍變小。功基窗口法的最終限值需要進(jìn)一步討論后確定。 總結(jié)本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外重型汽車(chē)整車(chē)排放測(cè)試方法和重型發(fā)動(dòng)機(jī)在用符合性有關(guān)法規(guī)的調(diào)研，結(jié)合我國(guó)加強(qiáng)對(duì)重型車(chē)輛實(shí)際排放的監(jiān)管要求和我國(guó)運(yùn)用便攜式排放測(cè)試系統(tǒng)(PEMS)取得的經(jīng)驗(yàn)和科研成果，提出了采用PEMS對(duì)重型車(chē)輛運(yùn)行在日常運(yùn)營(yíng)路線(xiàn)進(jìn)行排放測(cè)試。測(cè)試車(chē)輛搭載發(fā)動(dòng)機(jī)品牌為達(dá)到國(guó)IV排放標(biāo)準(zhǔn)的主流發(fā)動(dòng)機(jī)品牌。分析了重型車(chē)輛運(yùn)行在實(shí)際道路上的基本排放特征。對(duì)比了重型車(chē)輛在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷運(yùn)行區(qū)域與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行ETC臺(tái)架認(rèn)證試驗(yàn)的工況區(qū)域差異。分別利用NTE法和功基法對(duì)整車(chē)排放數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理和分析，并參考美國(guó)NTE法規(guī)的判定程序及歐盟利用功基窗口法判定重型車(chē)在用符合性的方法對(duì)本文所選擇的測(cè)試車(chē)輛進(jìn)行了整車(chē)排放評(píng)估。結(jié)合我國(guó)重型車(chē)輛運(yùn)行工況特征，修正了美國(guó)NTE法，并重新對(duì)重型車(chē)輛的排放進(jìn)行了評(píng)估。采用便攜式排放測(cè)試系統(tǒng)對(duì)重型車(chē)輛進(jìn)行排放測(cè)試，是一種獲取重型車(chē)輛在實(shí)際道路運(yùn)行條件下排放的有效測(cè)試手段，可以作為我國(guó)重型發(fā)動(dòng)機(jī)在用符合性檢查手段的一種補(bǔ)充。 展望采用PEMS對(duì)整車(chē)進(jìn)行排放測(cè)試，具有成本低，可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，氣態(tài)污染物的PEMS系統(tǒng)在美國(guó)法規(guī)中已經(jīng)有了明確的規(guī)定。利用PEMS測(cè)試技術(shù)進(jìn)行排放測(cè)試具有很廣闊的前景，為未來(lái)重型車(chē)輛整車(chē)排放測(cè)試及重型發(fā)動(dòng)機(jī)在用符合性檢查提供了有效的測(cè)試手段。對(duì)于顆粒物的PEMS系統(tǒng)，由于其技術(shù)要求沒(méi)有達(dá)到法規(guī)中的要求，美國(guó)和歐洲并未對(duì)顆粒物的PEMS測(cè)試有具體的要求，但美國(guó)和歐洲對(duì)于顆粒物的PEMS系統(tǒng)可行性研究正在進(jìn)行中，隨著用于測(cè)量顆粒物的商業(yè)化PEMS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，柴油車(chē)顆粒物的PEMS測(cè)試也必將會(huì)成為法規(guī)所規(guī)定的內(nèi)容。因此，需要及時(shí)跟蹤美國(guó)和歐洲關(guān)于PEMS用于整車(chē)排放測(cè)試的法規(guī)修訂。參考文獻(xiàn)[1] 冒曉建，肖文雍，[J].汽車(chē)工程,.[2] 李駿，王鵬程，[J].汽車(chē)工程,.[3] Tomazic D Pfeifer [J].國(guó)外內(nèi)燃機(jī),[4] Ladommatos N .The Dilution, Chemical and Thermal Effects of Exhaust Gas Reducing Inlet Charge Oxygen [J].SAE Paper961165.[5] 趙偉民，[J].汽車(chē)工程,.[6] 朱西產(chǎn)，[N].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)2005年第2期第[7] Code of Federal Regulations,Title40,Part86,SubpartNEmission Regulations for New OttoCycle and Diesel HeavyDuty Engines。 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