摩托车及轻便摩托车排放标准第三阶段怠速法试验研究

所属栏目:车辆论文 发布日期:2011-04-02 08:16 热度:

  摘要:本文论述了摩托车及轻便摩托车怠速污染物排放测量预热方法的计划方案,对一些代表车型的怠速污染物排放结果进行总结,提出高怠速试验公差范围的推荐值等内容。
  
  关键词:预热,机油温度,怠速分析,双怠速
  
  为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,防治摩托车污染物排放对环境的污染,进一步改善环境空气质量,使我国对摩托车和轻便摩托车污染物排放的控制力度进一步向国际靠拢,减少摩托车和轻便摩托车对我国城市大气的污染,同时促进摩托车生产企业增强环保意识,积极采用新技术,以对应国家排放标准的要求,把摩托车对环境的污染降低到最低水平,保护人类的生存和生活环境。
  我国自1993年到2006年的十余年中,一直是世界摩托车第一生产大国。摩托车保有量的快速增长,直接导致尾气污染日益严重。据公安部交管局通报,我国机动车保有量增长平稳,汽车和摩托车是机动车构成的主要部分。汽车、摩托车占全国机动车保有量的90.51%。截止2007年3月,全国机动车保有量为148,385,696辆,其中汽车51811112辆,摩托车82488485辆。私人摩托车占摩托车保有量的96.92%。就目前我国摩托车排放污染控制状况而言,如何控制批量生产摩托车和在用摩托车的排放水平是减少摩托车对环境污染的关键所在。
  由于我国在2008年7月1日起实行第三阶段排放标准:GB14622—2007《摩托车污染物排放限值及测量方法(工况法,中国第Ⅲ阶段)》、GB18176-2007《轻便摩托车污染物排放限值及测量方法(工况法,中国第Ⅲ阶段)》,但对于怠速排放规定还在制定当中,所以对摩托车及轻便摩托车怠速排放的研究是非常必要的。
  1. 摩托车及轻便摩托车怠速污染物排放测量预热方法试验
  在GB14621-2002《摩托车和轻便摩托车排气污染物排放限值及测量方法(怠速法)
  》中规定了三种预热方法,即摩托车以车速50km/h、轻便摩托车以车速40km/h运行10km
  ;摩托车按GB14622-2002规定工况、轻便摩托车按GB18176-2002规定工况在底盘测功机上运行四个循环;车辆在正常道路交通条件下行驶至少15分钟。这三种预热方式所采用的方式方法都存在很大的差异,其预热效果及对排放试验结果的影响是否一致也没有经过验证,所以我们采用标准中规定的三种不同的预热方式分别进行试验,试验流程如下:
  (1) 测量机油温度;
  (2) 对样车进行预热;
  (3) 测量机油温度;
  (4) 进行高怠速排放试验;
  (5) 进行怠速排放试验;
  (6) 测量机油温度;
  (7) 重复步骤(4)到(6);
  (8) 对车辆进行静置,准备下一种预热方式下的试验。
  试验所采用的样车都具有比较高的代表性,均为状态稳定,市场占有率比较高的车型。选用车型比例如下图:
  1.jpg
  试验设备采用FGA-4100汽车怠速分析仪,预热方法一为摩托车以车速50km/h、轻便摩托车以车速40km/h运行10km;方法二为车辆在正常道路交通条件下行驶至少15分钟;方法三为摩托车按GB14622-2002规定工况、轻便摩托车按GB18176-2002规定工况在底盘测功机上运行四个循环,预热效果如图1所示,其中第一种预热方式下的充分预热车辆(充分预热即为预热完成后的机油温度不小于再经过怠速测试完成后的机油温度)占车辆总数的36.36%,第二种预热方式下的车辆占22.22%,第三种预热方式下的车辆占25%,由此看出第一种预热方式的效果最好。在进行完两次排放测试后,测量的机油温度有所变化,如图2所示,此时的温度分布比试验前的分布更加集中,其中温度在50~70℃范围内的占总数的69%,所以确定车辆预热是否合格可以将预热后的机油温度值推荐在50~70℃范围内。
2.jpg3.jpg
  2. 怠速污染物排放结果汇总
  在以上三种预热方式下分别对样车进行了怠速法测试及高怠速法测试,排放结果如图3、图4所示:
  4.jpg5.jpg
  在低怠速试验中满足国标二阶段排放限值的车辆占91%,满足国标三阶段排放限值的车辆占72%;而在高怠速试验中满足国标二阶段排放限值的车辆占81%,满足国标三阶段排放限值的车辆占72%。通过两种试验的比对,发现在这两种试验过程中高怠速试验的排放值普遍比怠速法试验的排放值要低。部分在怠速试验中HC排放值比较高的车辆,在高怠速试验中HC会下降,而CO值会升高,这说明这部分车辆的排放值并不稳定,可以不参考这些数据。所以第三阶段怠速法限值推荐值应该比较合适。
  3. 高怠速试验的公差范围
  在对车辆进行高怠速调节的过程中,发现很难将转速稳定在一个固定值下,而且有部分车型的偏差会很大。试验证明只有30%的车辆转速可以控制在2500±100rpm的范围内,有70%的车辆可以控制在2500±250rpm的范围内,所以将高怠速试验转速的范围控制在2500±250rpm的范围内比较合理。但是在实行国标三阶段后,会有越来越多的车型选择电喷技术来代替化油器技术,在采用电喷技术的车型上,对怠速转速的调节将会更加困难,甚至是无法调节。这些都需要进行更进一步的试验分析研究。
  4. 试验结论
  在GB14621-2002《摩托车和轻便摩托车排气污染物排放限值及测量方法(怠速法)
  》中规定的三种预热方法,其中让摩托车以车速50km/h、轻便摩托车以车速40km/h运行10km的预热方法的效果是最好的,而摩托车按GB14622-2002规定工况、轻便摩托车按GB18176-2002规定工况在底盘测功机上运行四个循环的这种预热方式是最常使用的预热方式,但这种预热方法的预热效果并不好。如果未达到充分预热的车辆进行试验,会产生车辆试验状态不统一的情况,而影响排放结果。因此,为避免这种现象,可以在新的怠速法排放标准中增加对预热是否充分的判定,给出温度判定范围,进行规范。

  在进行双怠速试验过程中,将高怠速转速稳定在2500rpm比较困难,所以可以适当的扩大转速的误差范围,推荐设定在2500±250rpm的范围内,并且由于高怠速下的排放结果比原来采用的怠速法的结果更低,所以推荐的高怠速排放限值应该比较适用。另外,在高怠速的实验过程中,需要对试验时间进行规定,因为现有的大部分车辆的冷却方式为强制风冷,所以不能将车辆处于长时间的高转速状态下,那样有可能会对车辆带来损伤,也会由于过热对排放结果带来影响。
  
  结束语:随着我国第三阶段排放标准的实行,各企业应对法规采用的污染控制方法各有不同,将会使排放水平参差不齐,这也对GB14621-200X《摩托车和轻便摩托车排气污染物排放限值及测量方法(怠速法)》的实施带来更多的困难,这就有待于我们通过进一步的试验研究来逐渐完善。
  
  
  参考文献
  GB14622—2007《摩托车污染物排放限值及测量方法(工况法,中国第Ⅲ阶段)》GB18176-2007《轻便摩托车污染物排放限值及测量方法(工况法,中国第Ⅲ阶段)》
  GB14622—2002《摩托车污染物排放限值及测量方法(工况法)》
  GB18176-2002《轻便摩托车污染物排放限值及测量方法(工况法)》
  GB14621—2002《摩托车和轻便摩托车排气污染物排放限值及测量方法(怠速法)》

文章标题:摩托车及轻便摩托车排放标准第三阶段怠速法试验研究

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