[发明专利]机动车尾气污染物全组分排放测试方法

摘要

为了实现机动车污染物的全组分测试，本发明提供一种机动车尾气污染物全组分排放测试方法。本发明通过建立机动车尾气污染物全组分车载排放测试平台，在该平台基础上首先通过数据时间对齐，然后计算各污染物的瞬态排放结果，可以实现机动车污染物的全组分测试。

主权项

1.机动车尾气污染物全组分排放测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、搭建机动车尾气污染物全组分车载排放测试平台；所述机动车尾气污染物全组分车载排放测试平台包括控制主机(8)和均与控制主机(8)相连的、并行设置且与机动车尾气排气管(7)相连通的机动车第六阶段排放标准要求的车载排放测试系统(1)、VOCs和SVOCs在线分析仪(5)、非常规气体分析系统(2)、离线组分采样系统(4)以及在线颗粒物测量系统(3)；所述非常规气体分析系统(2)包括并列设置的通过加热采样管线(6)与机动车尾气排气管(7)相连通的CH4分析仪(21)、N2O分析仪(22)和NH3分析仪(23)；所述离线组分采样系统(4)包括等比例采样稀释系统(43)、颗粒物和挥发性有机污染物采样系统；等比例采样稀释系统(43)的输入端通过加热采样管线(6)与机动车尾气排气管(7)相连通，输出端与颗粒物和挥发性有机污染物采样系统的入口端相连通；所述在线颗粒物测量系统(3)包括固定流量采样稀释器(31)、颗粒物粒径谱仪(34)、黑碳分析仪(32)和在线颗粒物质量浓度测量仪(33)；固定流量采样稀释器(31)的输入端通过加热采样管线(6)与机动车尾气排气管(7)相连通，颗粒物粒径谱仪(34)、黑碳分析仪(32)和在线颗粒物质量浓度测量仪(33)并列设置且与固定流量采样稀释器(31)的输出端相连通；步骤2、控制主机(8)采集步骤1所搭建的机动车尾气污染物全组分车载排放测试平台中各测试模块的测试数据；步骤3、控制主机(8)将所述测试数据所对应的测试时间进行时间对齐；步骤3.1测试数据分类；第一类，机动车第六阶段排放标准要求的车载排放测试系统(1)的测试数据；第二类，排气流量计的在线测量数据，包括排气质量流量、排气体积流量、排气温度、排气压力和排气密度；第三类，发动机运行数据，包括扭矩、速度、温度、燃油消耗率以及来自于ECU数据读取设备的实时车速；第四类，卫星导航定位系统收集的在线数据，包括实时车速、经度、纬度、海拔；第五类，非常规气体分析系统(2)、在线颗粒物测量系统(3)、VOCs和SVOCs在线分析仪(5)的测试数据；步骤3.2参数选择；每一个类别测试数据与其他类别测试数据的时间对齐优先选择共有的测试数据，或者选择相关性最高的测试数据作为相关性系数计算的参数；步骤3.3数据时间对齐；步骤3.3.1同步开启测试平台中各测试仪器，进行初步数据时间对齐；步骤3.3.2利用MATLAB中的函数R＝CORRCOEF(x，move_y)进行不同测试仪器间的数据对齐，其中x，move_y均为一个n*1的列向量，分别代表两台设备共有或相关的瞬态测试数据，所述n为测试时长，单位为s；步骤3.3.3以x为基准，与move_y±15s的测试数据分别进行数据相关性分析，当相关性最大时数据时间达到最终对齐；步骤4、控制主机(8)计算瞬态排放结果；步骤4.1气态污染物瞬态排放结果计算：排气在标准状态(0℃和101.3kPa)下下的密度为1.293kg/m3，利用下列公式计算:式中：i为CO2、CO、NO、NO2、THC、CH4、N2O或NH3；gERi为气态污染物i的瞬时质量排放速率，g/s；Mi为气态污染物i的摩尔质量，g/mol；Cgi为车辆原始排气中气态污染物i的瞬时排放浓度，ppm；所述车辆原始排气是指未稀释的车辆尾气；Fm为车辆瞬时排气质量流量,kg/h；步骤4.2颗粒物粒数瞬态排放结果计算：式中：nERi为颗粒物粒数的瞬时排放速率，#/s；为稀释排气的颗粒物粒数浓度，并校正至标准状态(0℃和101.3kPa)#/cm³；DF为样气相对于原始排气的稀释倍数，无量纲；Fv为瞬时排气体积流量，L/s；步骤4.3PM、SVOCs、VOCs及其组分的瞬时排放结果计算：4.3.1利用下式计算修正系数k0j：4.3.2利用下式计算修正后的污染物j的瞬时排放质量cERj：式中：j为PM、SVOCs或VOCs及其组分；k0j为修正系数，无量纲；mj为试验期间离线采样仪器采集得到的污染物j的质量，mg；kj′为污染物j的等比例采样稀释系统(43)流量与离线采样设备采样流量比值，无量纲；kj″为机动车尾气排放流量与等比例采样稀释系统(43)采样流量的比值；Cmj为污染物j的瞬时质量排放浓度，mg/m3；Qj为污染物j的瞬时采样流量，m3/min；k1j为污染物j的固定流量采样稀释器(31)流量与在线测量设备采样流量比值，无量纲；k2j为车辆尾气排放流量与固定流量采样稀释系统采样流量的比值，无量纲；当在线测量设备从原始排气直接采样时k1j×k2j取值为1；t为污染物j的离线设备采样时间，s；cERj为校正后的污染物j瞬时排放质量，g/s；步骤5、排放因子计算；式中：EF为污染物排放因子，单位根据X确定，为g/km，g/kWh或g/kg‑fuel；ER为步骤4中计算的污染物排放速率，具体指步骤4中计算得到的gERi、nERi或cERj；X为瞬时车速(km/s)、瞬时功(kWh/s)或瞬时油耗(kg/s)；T为污染物测试时间，s。