本发明专利技术涉及一种适用于装有OBD的重型汽车的简易车载排放测试系统及方法，该系统仅需尾气分析仪、OBD读码器和数据输出设备，该方法利用简易车载排放测试系统对重型汽车尾气中NOX、CO2、CO和HC浓度开展在线测试，同时读取发动机运行参数(转速、扭矩、燃油喷射速率)，基于以上数据计算以g/kWh为单位的NOx排放系数。本发明专利技术与相对成熟的欧洲功基窗口法相比，省去了对功基窗口的大小以及滑动平均的功基窗口比排放等的测算，大大简化了数据分析工作；能够便捷、快速、准确地判断国四及以后重型汽车的NOx排放水平，用于重型汽车排放的现场检查等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种重型汽车排放测试系统及方法，尤其涉及一种装有OBD的重型汽 车车载排放测试系统及方法。
技术介绍
重型汽车排放测试的法规方法主要是在实验室发动机台架上进行模拟测试。发动 机台架测试容易控制测试工况，其测试结果具有较好的重复性，是目前重型汽车排放检测 中最常用的方法。 但台架模拟测试是按设定的工况测试发动机的排放，不能真正反映重型汽车在实 际道路上行驶时的排放特征。对在用重型汽车进行排放测试时，发动机台架测试方法也存 在操作复杂、耗时长、费用高等问题。 针对日益突出的重型汽车实际道路排放监管需求，国内外开发了车载排放测试系 统（portable emissions measurement system，PEMS)。重型汽车车载排放测试不意图如 图1所示，该系统一般采用： 1、不分光红外分析法（NDIR)测量CO和CO2; 2、用氢火焰离子检测器（FID)测量THC(总碳氢化合物）； 3、不分光紫外分析法（NDUV)或化学发光法（CLD)测量NO和NO2; 4、用电化学法（EC)测量O2; 5、用尾气流量计测量排气流量； 6、用全球卫星定位系统（GPS)，逐秒记录重型汽车行驶过程中的地理位置（即经 度、炜度和海拔高度）和行驶速度； 7、用OBD读码器（即E⑶通讯模块）读取发动机的运行参数（如转速、扭矩、负荷 等）。 车载测试得到的是单辆车在实际道路上的排放情况，可以为实际行驶条件下机动 车排放特征的分析和模拟提供有效的数据支持，但其设备组件较多，操作较为复杂，耗时较 长（约需1天），主要应用于法规要求的重型汽车排放在用符合性监管，但难以做到快速检 测。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种能够快速测试大量样本、能在庞大的车队中及时发现超标 车辆的重型汽车简易车载排放测试系统及方法。 本专利技术的技术解决方案是： -种适用于装有OBD的重型汽车的简易车载排放测试系统，包括气路系统、尾气 分析系统、数据采集和处理系统，其特殊之处是，所述气路系统包括零气或量距气气路、样 气处理单元、废水和废气单元；所述样气处理单元包括依次串联的采样管、冷凝管、除水器、 样气栗；所述废水和废气单元包括废水管和废气管；所述采样管的入口与重型汽车尾气管 出口相通；所述除水器的出气口与样气栗的入口相通，其出水口与废水管相通；所述尾气 分析系统包括控制阀单元、颗粒物过滤器、常规尾气分析仪；所述控制阀单元包括单向阀和 三通阀；所述单向阀的入口和零气或量距气气路相通；所述三通阀A、B、C 口分别与单向阀 的出口、样气栗的出口、颗粒物过滤器的入口相通；所述常规尾气分析仪的入口与颗粒物过 滤器出口相通，其出口与废气管相通；所述数据采集和处理系统包括OBD读码器、数据存储 器、数据处理和输出设备；所述OBD读码器读取重型汽车的发动机瞬时运行参数；所述数据 存储器实时记录和存储常规尾气分析仪测试所得的重型汽车尾气污染物浓度和OBD读码 器读取的重型汽车发动机瞬时运行参数；所述数据处理和输出设备提取数据存储器中的数 据进行分析处理。 上述常规尾气分析仪为常规的汽车尾气五气分析仪，其采样频率多1Hz，采用不分 光红外法测试C02/C0/HC浓度，采用电化学法测试NOx和O2浓度。 上述三通阀用于实现单一的A 口进C 口出或单一的B 口进C 口出。 上述发动机瞬时运行参数包括但不限于转速、扭矩、燃油喷射速率；所述数据处理 和输出设备的分析处理包括数据甄选、自定义函数编辑、统计分析和测试结果判定。 -种适用于装有OBD的重型汽车的简易车载排放测试方法，包括以下步骤： 1)用简易车载排放测试系统测量被测重型汽车尾气污染物浓度以及发动机运行 参数，按公式（1)和（2)分别计算NOx瞬时排放速率和发动机瞬时输出功率；所述尾气污染 物包括NOx、C02、CO和HC ;所述发动机运行参数包括转速、扭矩和燃油喷射速率； 式中：^%%为重型汽车尾气N0X_时排放速率，g/s ; Λ/，和仏分别为NO 2和C的摩尔质量，mol/g ; NOxranc.、CO2ranc.、COranc.、HCranc.分别为重型汽车尾气 NO x、C02、C0、HC 瞬时体积排放 浓度，单位分别为ppm、％、ppm、ppmC ; FC为燃油瞬时喷射速率，g/s ; Wc为燃油的含碳量，％; 式中：P为重型汽车发动机的瞬时输出功率，kW ; Torq.为重型汽车发动机的瞬时净扭矩，N · m ; η为重型汽车发动机的瞬时转速，rpm ; 2)利用NOx排放速率和发动机瞬时输出功率按公式（3)求出以g/kWh为单位的 NOx排放系数设μλ : 式中：Mva为重型汽车尾气N0X_时排放速率的算术平均值，g/s ; 歹为重型汽车发动机的瞬时输出功率的算术平均值，kW ; 3)对测试结果进行判定： 若NOx排放系数H7w,比功基窗口 NOx比排放的参考限值小，可初步判定被检重型 汽车的尾气NOx净化装置工作正常，否则工作不正常。 上述步骤1和/或步骤2还包括测试数据甄选环节： 若测量数据中存在发动机瞬时输出功率小于设定阈值的数据点，则认定为低负荷 工况点，该数据点不参与NOx排放系数H 的计算。 当被测重型汽车以城市道路为主要运行区域时，所述设定阈值为该车发动机额定 功率的15% ;其余被测重型汽车的设定阈值为该车发动机额定功率的20%。 本专利技术的优点： 1、本专利技术系统的结构简单、成本低。本专利技术简易车载排放测试系统可省去法规 PEMS系统中的尾气流量计、GPS等设备，仅需尾气分析仪一台、OBD读码器一台、数据输出设 备一台（如图2所示），其中尾气分析仪选择常用的汽车尾气五气分析仪，可以使用车载供 电或体积较小的电池。 2、本专利技术系统可大大缩短仪器预热时间，检测周期短，小于30min。 3、本专利技术方法使用过程简单。可大大简化法规PEMS方法，利用简易车载排放测试 系统重点对重型汽车尾气污染物浓度和发动机运行参数开展测试，能够更加便捷和快速地 判断重型汽车的NOx排放水平，用于重型汽车排放的现场抽查和路检等。 4、本专利技术方法将测量数据中测试车辆发动机瞬时输出功率小于额定功率的20 % 的数据点（对城市车辆为小于15 %的数据点），认定为低负荷工况点，不参与NOx排放系数 的计算，提高了分析结果的可靠性。【附图说明】 图1是现有重型汽车车载排放测试示意图； 图2是本专利技术重型汽车简易车载排放测试示意图； 图3是本专利技术重型汽车简易车载排放系统原理示意图。【具体实施方式】 本专利技术适用于装有OBD的重型汽车的简易车载排放测试系统仅需尾气分析仪一 台、OBD读码器一台、数据输出设备一台，可用于重型汽车排放的现场抽查和路检等。 本专利技术适用于装有OBD的重型汽车的简易车载排放测试系统包括气路系统包括 零气或量距气气路、样气处理单当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于装有OBD的重型汽车的简易车载排放测试系统，包括气路系统、尾气分析系统、数据采集和处理系统，其特征在于：所述气路系统包括零气或量距气气路、样气处理单元、废水和废气单元；所述样气处理单元包括依次串联的采样管、冷凝管、除水器、样气泵；所述废水和废气单元包括废水管和废气管；所述采样管的入口与重型汽车尾气管出口相通；所述除水器的出气口与样气泵的入口相通，其出水口与废水管相通；所述尾气分析系统包括控制阀单元、颗粒物过滤器、常规尾气分析仪；所述控制阀单元包括单向阀和三通阀；所述单向阀的入口和零气或量距气气路相通；所述三通阀A、B、C口分别与单向阀的出口、样气泵的出口、颗粒物过滤器的入口相通；所述常规尾气分析仪的入口与颗粒物过滤器出口相通，其出口与废气管相通；所述数据采集和处理系统包括OBD读码器、数据存储器、数据处理和输出设备；所述OBD读码器读取重型汽车的发动机瞬时运行参数；所述数据存储器实时记录和存储常规尾气分析仪测试所得的重型汽车尾气污染物浓度和OBD读码器读取的重型汽车发动机瞬时运行参数；所述数据处理和输出设备提取数据存储器中的数据进行分析处理。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡京南，鲍晓峰，何立强，解淑霞，祖雷，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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