輕型車實(shí)際行駛污染物排放（RDE）試驗(yàn)方法概述

劉爽　閔浪　宋東　王猛　顧王文

摘 要：隨著國家對(duì)汽車污染物的管控力度逐漸加強(qiáng)，GB 18352.6-2016《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國第六階段）》應(yīng)運(yùn)而生，且已經(jīng)開始實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)中新增加的實(shí)際行駛污染物排放（RDE）試驗(yàn)要求也受到了廣泛的關(guān)注，尤其是對(duì)于試驗(yàn)實(shí)施方法和路線選擇的方法。本文主要通過多次RDE測(cè)試，總結(jié)出最優(yōu)試驗(yàn)方案及路線選擇方法，僅供參考。

關(guān)鍵詞：汽車 實(shí)際行駛污染物排放 試驗(yàn)要點(diǎn) 試驗(yàn)路線選擇

1 前言

隨著機(jī)動(dòng)車的產(chǎn)銷量和保有量的迅猛發(fā)展，汽車尾氣排放對(duì)環(huán)境的污染問題也日益嚴(yán)峻。因此世界各國均相繼制定并實(shí)施非常嚴(yán)格的排放法規(guī)來控制機(jī)動(dòng)車排放對(duì)環(huán)境的污染，我國目前實(shí)行國六標(biāo)準(zhǔn)。國六標(biāo)準(zhǔn)較國五標(biāo)準(zhǔn)而言，增加了實(shí)際行駛污染物排放（RDE）試驗(yàn)要求，定為II型試驗(yàn)。從標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以來RDE試驗(yàn)即受到了廣泛的關(guān)注，然而由于RDE試驗(yàn)為國標(biāo)新要求，很多企業(yè)對(duì)其了解甚少。

本文主要依據(jù)法規(guī)對(duì)RDE試驗(yàn)的要求，通過多次實(shí)際測(cè)試，總結(jié)出一套最優(yōu)方案，包括試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)路線、測(cè)試方法、結(jié)果分析等多方面，以供大家進(jìn)行參考。

2 RDE試驗(yàn)要求

本章節(jié)主要介紹GB 18352.6-2016對(duì)于RDE試驗(yàn)的相關(guān)定義及要求，以此作為整篇文章的法規(guī)依據(jù)。

2.1 適用范圍

最大設(shè)計(jì)車速大于或等于50km/h的輕型汽油車、兩用燃料車（只試驗(yàn)汽油）、單一氣體燃料車、裝用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的輕型汽車（包括HEV）。包括新生產(chǎn)車（型式檢驗(yàn)試驗(yàn)、生產(chǎn)一致性檢查）和在用車。

2.2 試驗(yàn)要求

市區(qū)行程和總行程污染物排放均應(yīng)小于表1和表2中規(guī)定的I型試驗(yàn)排放限值與表3中規(guī)定的符合性因子（CF）的乘積，計(jì)算過程中不得進(jìn)行修約。

3 RDE試驗(yàn)要點(diǎn)介紹

3.1 環(huán)境條件

溫度-7～35℃，海拔0～2400m（不同的溫度和海拔區(qū)間對(duì)應(yīng)不同的擴(kuò)展條件）。

3.2 試驗(yàn)路線要求及選擇

路線需包含市區(qū)（車速小于60km/h）、市郊（車速在60到90km/h之間）、高速（車速大于90km/h）三段，每段最少行駛16km，大約每段均占總行程的三分之一（允許有±10%的誤差，但市區(qū)不得小于29%）。

試驗(yàn)開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)之間的海拔高度之差≤100m，累積正海拔高度增加量≤1200m/100km。

3.3 試驗(yàn)時(shí)間及車速

總行駛時(shí)間應(yīng)在90～120min之間，且車速高于100km/h的適應(yīng)應(yīng)在5min以上。

正常情況下車速應(yīng)≤120km/h（在不超過高速路段行駛時(shí)間3%的時(shí)間內(nèi)，最高車速最多可增加15km/h）。

市區(qū)的平均車速應(yīng)介于15～40km/h。停車時(shí)間（車速<1km/h）應(yīng)占市區(qū)行駛時(shí)間的6%～30%。

市區(qū)行駛可包含10s或更長(zhǎng)時(shí)間的停車，但如果單次停車超過180s，數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)剔除，否則行程無效。

3.4 試驗(yàn)設(shè)備

使用便攜式排放測(cè)試系統(tǒng)（PEMS）進(jìn)行車輛排放測(cè)試。

PEMS設(shè)備至少應(yīng)包含以下零部件：（1）分析儀確定排氣中各種污染物的濃度。（2）一個(gè)或多個(gè)儀器或傳感器，確定排氣質(zhì)量流量。（3）北斗衛(wèi)星、全球定位系統(tǒng)（GPS）或其他系統(tǒng)，確定車輛的位置、海拔高度和行駛速度。（4）車輛本身以外的傳感器和其他設(shè)備，確定環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、大氣壓力和車速等。（5）使用獨(dú)立的電源為PEMS設(shè)備供電。

3.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與結(jié)果判定

3.5.1 預(yù)處理

計(jì)算排放量前，需進(jìn)行污染物參數(shù)的時(shí)間校正，對(duì)各個(gè)分析儀及傳感器進(jìn)行時(shí)間對(duì)齊;再進(jìn)行冷啟動(dòng)判定，冷啟動(dòng)階段一般以發(fā)動(dòng)機(jī)初始啟動(dòng)后5分鐘或冷卻液溫度達(dá)到70℃且不晚于發(fā)動(dòng)機(jī)初始啟動(dòng)后5分鐘，記錄冷啟動(dòng)排放但在計(jì)算排放結(jié)果中中剔除（即國六RDE試驗(yàn)不要求從冷啟動(dòng)開始）。

進(jìn)行海拔高度一致性、GPS車速一致性檢查，干濕基修正等，一般使用目前主流PEMS分析儀設(shè)備都內(nèi)置了滿足處理要求的后處理軟件進(jìn)行自動(dòng)檢查校正，如檢查GPS計(jì)算得到的總行駛距離與參考值偏差超過4%，則測(cè)試結(jié)果無效。

3.5.2 CO2移動(dòng)平均窗口法

國六RDE測(cè)試結(jié)果分析采用CO2移動(dòng)平均窗口法，該方法將試驗(yàn)結(jié)果分為數(shù)據(jù)子集（不同窗口），并用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理方法識(shí)別有效的RDE窗口。

數(shù)據(jù)處理過程分為5步：1）對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，并去除冷啟動(dòng)排放數(shù)據(jù);2）基于數(shù)據(jù)子集或窗口計(jì)算排放;3）進(jìn)行窗口正常性識(shí)別;4）完整性和正常性驗(yàn)證;5）基于正常窗口進(jìn)行排放計(jì)算。

如圖4示在連續(xù)的CO2排放曲線上從第1s開始按1Hz頻率累積計(jì)算CO2，以該車WLTC工況CO2總排放量的一半為基準(zhǔn)窗口參考量，到累積量達(dá)到參考值時(shí)，即劃分為一個(gè)窗口，再從第2s開始累積下一個(gè)窗口，得到每個(gè)窗口的各個(gè)污染物值和平均車速。

對(duì)市區(qū)、市郊、高速和總行程分別計(jì)算窗口特性排放的加權(quán)平均值以及分別計(jì)算嚴(yán)格程度指數(shù)，再依據(jù)加權(quán)排放值計(jì)算總行程的各污染物排放量[mg/km]。

下面就結(jié)果判定規(guī)則進(jìn)行說明：

（1）需滿足行程動(dòng)力學(xué)要求：

通過RPA=∫v·aposdt/D限定駕駛過于平緩;

通過v*apos的第95個(gè)百分位限定駕駛過于激進(jìn)。

（2）環(huán)境條件、海拔增加量、試驗(yàn)時(shí)間等按照2.1、2.2、2.3中條目判定;

4 RDE試驗(yàn)難點(diǎn)介紹

4.1 成熟行駛路線選擇

試驗(yàn)一般按照市區(qū)、市郊、高速順序連續(xù)進(jìn)行，需滿足各路段占比要求、總行駛時(shí)間要求、平均車速要求、停車時(shí)間要求、海拔要求等，并且要確保高速結(jié)束后有地點(diǎn)可滿足停車關(guān)機(jī)要求。

4.2 PEMS安裝

流量計(jì)安裝方式和采樣口位置應(yīng)減少對(duì)車輛排放和性能的影響，減少對(duì)排氣出口背壓的影響，確保采樣系統(tǒng)安裝緊密無泄漏等，EFM排氣出口管理需延長(zhǎng)，以避免側(cè)向風(fēng)對(duì)試驗(yàn)的影響。

4.3 CO2窗口的正常性和完整性

一般實(shí)現(xiàn)滿足要求的試驗(yàn)需要積累足夠的經(jīng)驗(yàn)。II型試驗(yàn)前的I試驗(yàn)需嚴(yán)格按照國六標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)和加載，同時(shí)，需確保車輛電瓶電量，以免在I型試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)充電導(dǎo)致低速段CO2過高的現(xiàn)象。對(duì)于一輛不熟悉的車，在RDE正式試驗(yàn)前需進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)以摸清試驗(yàn)車輛CO2排放特征。

4.4 對(duì)裝有顆粒物捕集器的車輛，需保證在試驗(yàn)過程中盡量避免再生的出現(xiàn)。

5 其他需關(guān)注事項(xiàng)

5.1 RDE試驗(yàn)需以WLTC循環(huán)測(cè)試的CO2排放量為計(jì)算基礎(chǔ)，所以在做RDE實(shí)驗(yàn)前需得到相關(guān)數(shù)值。

5.2 試驗(yàn)燃料：使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的市售燃料，如對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有爭(zhēng)議，可使用基準(zhǔn)燃料。

5.3 試驗(yàn)前后需對(duì)設(shè)備零點(diǎn)和量距點(diǎn)漂移進(jìn)行檢查，如結(jié)果超過表4所示范圍則測(cè)試結(jié)果無效，需重新進(jìn)行試驗(yàn)。

6 結(jié)論

綜上所述，實(shí)際行駛污染物排放（RDE）試驗(yàn)較為復(fù)雜，且涉及市區(qū)、市郊及高速路段，需借用市政路完成，不可控因素較多且復(fù)現(xiàn)性較差。因而就需要試驗(yàn)人員充分掌握試驗(yàn)方法，從合理規(guī)劃路線、提升駕駛技能等方面著手提高試驗(yàn)成功率。希望本文能給大家在RDE試驗(yàn)的方案選擇上提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB 18352.6-2016 輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國第六階段）.