李昕瞳

摘 要：為了評估車輛在實際道路行駛時的排放情況，我國國VI法規(guī)中加入了實際行駛污染物排放試驗（RDE）要求。本文通過基于廣州路況的輕型車RDE測試，探索滿足新法規(guī)要求的車輛行駛特征參數(shù)，找到適合廣州路況的試驗路線，為新法規(guī)的有效實施提供一些可借鑒的操作模式。

關(guān)鍵詞：輕型車;RDE;試驗路線

1 引言

目前解決機動車污染問題成為保護(hù)生態(tài)的重要內(nèi)容之一，越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)開始出臺并執(zhí)行。由于檢測手段和工具的不足，使得車輛的真實排放情況與法規(guī)要求差異較大。為了更好的進(jìn)行實際排放的檢測，歐洲最新排放法規(guī)已確定引入RDE檢測。我國在輕型車國6排放法規(guī)草案中也參考了歐洲法規(guī)對測試過程和結(jié)果評估的規(guī)范，引入了RDE檢測作為輕型車排放法規(guī)的II型試驗，并規(guī)定了實施日期和相關(guān)污染物的符合性因子。為分析研究新法規(guī)要求，本文通過基于廣州路況的輕型車RDE測試，探索滿足新法規(guī)要求的車輛行駛特征參數(shù)，找到適合廣州路況的試驗路線，為新法規(guī)的有效實施提供一些可借鑒的操作模式。

2 RDE測試規(guī)程

2015年5月，RDE檢測規(guī)程的技術(shù)參數(shù)正式被歐盟理事會批準(zhǔn)，但是一些主要內(nèi)容如執(zhí)行日期和限值的松緊程度等仍然需要最終敲定。由于RDE的引入，必然導(dǎo)致汽車在尾氣檢測時遭遇排放值遠(yuǎn)劣于NEDC條件下的表現(xiàn)，為避免出現(xiàn)由于未通過型式認(rèn)證而可能造成的柴油車大規(guī)模停產(chǎn)現(xiàn)象，歐盟委員會和成員國提出“合規(guī)因子”或“一致性因子”，相當(dāng)于擴大了限值，使得RDE排放試驗結(jié)果更容易滿足限值，也為各個主機廠技術(shù)升級留出時間。我國輕型汽車國六標(biāo)準(zhǔn)在2016年12月發(fā)布，實施要求在2023年7月1日前企業(yè)必須申報RDE的測試結(jié)果，并從2023年7月1日起強制實施RDE的NTE排放限值要求。與國五法規(guī)相比對各污染物的排放限值均增加了40%～50%左右，在低溫試驗和蒸發(fā)排放的控制上也更加嚴(yán)格。在實施步驟上我國國VI排放標(biāo)準(zhǔn)污染物限值分為6a和6b兩個階段，為各研究機構(gòu)和廠商提供一定的優(yōu)化升級時間，VI標(biāo)準(zhǔn)的實施將極大促進(jìn)提升我國車用油品質(zhì)和汽車排放控制能力。

3 試驗測試要求和方法

3.1 RDE測試一般要求

RDE試驗要求在實際路面環(huán)境下進(jìn)行，行駛路線需要連續(xù)不間斷，對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)記錄，中途不能中斷污染物采樣。PEMS應(yīng)由外部電源供電，不能從汽車發(fā)動機獲得電能;在安裝PEMS時，盡量做到對車輛性能及空氣動力學(xué)特性的影響降到最低。從車輛啟動到試驗開始，盡量縮短怠速運轉(zhuǎn)時間，整個試驗時間應(yīng)在90-120min之間。車輛荷載除了自身重量外，包含駕駛員、測試員和試驗裝備，總的荷載要求不要超過車輛最大荷載的90%。在測試環(huán)境要求了，除了常規(guī)環(huán)境條件外，歐盟RDE法規(guī)增加了擴展環(huán)境條件，結(jié)合我國實際情況，對部分環(huán)境條件又做了進(jìn)一步擴展。

如果環(huán)境溫度和海拔高度條件中至少有一個被擴展，環(huán)境條件就成為“擴展環(huán)境條件”。如果試驗過程中，部分試驗超出了擴展試驗條件，則試驗結(jié)果無效。

3.2 RDE測試行駛路線要求

在行駛路線上，由于我國與歐洲的道路交通狀況不同以及道路交通法規(guī)有所差異，對歐盟RDE法規(guī)中的行駛路線要求也根據(jù)我國實際情況進(jìn)行了修改，要求如下：

市區(qū)<60km/h;60km/h<市郊<90km/h;高速>90km/h

市區(qū)、市郊、高速分別占比34%、33%、33%，誤差控制在±10%內(nèi)，但市區(qū)比例不可低于29%;

正常情況下，車速不應(yīng)超過120km/h，但在不超過高速路段行駛時間的3%的時間內(nèi)，最高車速最多增加15km/h;

市區(qū)平均車速應(yīng)在15-40km/h之間，停車階段指實際車速小于1km/h，應(yīng)占市區(qū)行駛時間的6-30%（6-10min），市區(qū)行駛可包含10s或更長的停車時間，如果單次停車時間超過180s，應(yīng)剔除;

市區(qū)、市郊、高速路段的最小行駛距離為16km，（市區(qū)、市郊19-21km左右，高速24-26km左右）;

高速路段行駛至少覆蓋90-110km/h的車速范圍，車速高于100km/h的時間應(yīng)達(dá)到至少5分鐘以上（10-12min）;

累計海拔正增量不大于1200m/100km。

3.3 RDE測試數(shù)據(jù)處理要求

根據(jù)我國實際情況，在國VI法規(guī)中，RDE試驗的數(shù)據(jù)處理方法選擇使用CO2移動平均窗口法，試驗結(jié)束后對數(shù)據(jù)和結(jié)果的完整性和有效性進(jìn)行校驗，如果校驗不能通過則RDE試驗行程無效。

4 試驗路線選擇和路況分析

4.1 路線選擇

根據(jù)國VI法規(guī)要求，RDE測試路線盡可能覆蓋正常駕駛的各種工況條件。廣州市內(nèi)高速堵車嚴(yán)重，京港澳高速幾乎無法完成試驗，車輛速度很難達(dá)到100km/h以上，因此試驗路線避開熱門的車多的高速路，最后選擇珠三角環(huán)線高速和濟(jì)廣高速，車輛相對較少，可用最短時間和里程完成試驗。

試驗前按照要求安裝PEMS設(shè)備，主控電腦和緊急停止開關(guān)按鈕安裝在副駕駛位置，由試驗操作員進(jìn)行操作控制。溫濕度測量儀和GPS接收器安裝在車輛頂部，氣態(tài)污染物分析儀和顆粒物分析儀安裝在車輛后備箱中，蓄電池可根據(jù)車輛空間情況靈活放置。將儀器安裝固定好并做好絕緣防護(hù)，后備箱空間不夠時可以考慮放倒后排座椅。

4.2 試驗駕駛過程分析

在發(fā)動機啟動前進(jìn)行數(shù)據(jù)的初始采樣、測量并記錄各項參數(shù)。測試車輛按照預(yù)先設(shè)定的路線，不間斷行駛，OBS-ONE對不同速度段里程比例和平均車輛進(jìn)行測量，試驗操作員根據(jù)市區(qū)、市郊和高速等路段的行駛進(jìn)行駕駛工況切換，車輛行駛里程不低于最低測試要求（各速度段均為16km），試驗時間控制在90min～120min之間。

RDE測試結(jié)束后關(guān)閉發(fā)動機，結(jié)束數(shù)據(jù)采樣和記錄，保存試驗數(shù)據(jù)并將設(shè)備切換到暫停狀態(tài)。回到測試起點后對PEMS分析儀進(jìn)行零點和量距點漂移檢查，檢查結(jié)果需要符合國VI法規(guī)中的相應(yīng)要求。

如果零點量距點漂移不在規(guī)程要求的范圍內(nèi)，則測試結(jié)果無效。如果零點漂移在有效范圍內(nèi)，可以在驗證量距點漂移前完成對分析儀的零點標(biāo)定。

5 試驗結(jié)果分析

使用移動平均法對試驗結(jié)果進(jìn)行積分，計算每個窗口污染物的排放;在各個窗口進(jìn)行加權(quán)計算時按照計算結(jié)果與試驗I型試驗CO2排放的特征曲線之間的公差進(jìn)行，分別計算得到市區(qū)、市郊和高速不同路段的平均排放結(jié)果和總里程排放結(jié)果，最后根據(jù)三個階段不同窗口的計算結(jié)果對試驗的完整性和有效性進(jìn)行確認(rèn)。實際駕駛為在日常駕駛環(huán)境下進(jìn)行的測試，從出發(fā)到目的地，做一次完整的試驗循環(huán)。模擬駕駛是在城市道路受限的情況下，通過模擬停車、急加減速等方式對城市道路狀況進(jìn)行模擬駕駛，完成試驗循環(huán)。實際駕駛路況與模擬駕駛試驗的結(jié)果統(tǒng)計如下：

從以上結(jié)果可以看出，測試行駛里程和時間均滿足規(guī)程要求，三個階段的行駛里程均超過16公里。實際駕駛的平均行駛時間和行駛距離均大于模擬駕駛的平均行駛時間和行駛距離，按照試驗要求，完成一次試驗，在相同道路環(huán)境下選擇不同駕駛方式對總距離和總時間有一定影響。模擬駕駛1和模擬駕駛2都是在實際道路上使用模擬駕駛方式，通過改變駕駛速度來模擬不同路況，并分配好三個階段的行駛距離和時間，因此市區(qū)、市郊和高速正常高速占比都可以達(dá)到100%，滿足法規(guī)要求的邊界條件要求。

6 總結(jié)

通過以上試驗，可以得到以下結(jié)論：

兩種模擬駕駛模式下，模擬2的駕駛條件滿足法規(guī)要求的各項條件，實際排放結(jié)果最接近試驗室測試結(jié)果;模擬1雖然可以滿足時間、路線、窗口占比等要求，但是對實際排放效果有較大影響，偏離實際道路排放結(jié)果，可見模擬2更適合進(jìn)行RDE試驗（如圖1所示）。最后，按照市區(qū)-郊高速依次遞增的公里數(shù)行駛，在行駛路線、窗口占比上更有可能滿足RDE邊界條件。

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