基于实际道路瞬时工况的柴油车黑碳排放因子定量研究

Black carbon (BC) aerosol as an important part of the atmospheric aerosol, can not only reduce visibility, but also have a strong absorption of solar radiation and lead to an important contribution to regional and global climate change. BC is mainly produced by incomplete combustion of fossil fuels and biomass fuels. At present, as for the quantification of BC emission factor for diesel vehicle, off-line analysis method based on a driving trip was widely used in the related researches, which is difficult to eliminate the uncertainty caused by the impact of driving cycle and the off-line analysis method. In this study, a portable emission measurement system (PEMS) for BC from diesel vehicle based on photoacoustic method will be built. On-road BC measurement for diesel vehicles with different technologies and types will be carried out in the typical roads using the PEMS. Based on the test and analysis, the impacts of key factors on BC emission will be analyzed, and emission model method for BC emission for diesel vehicle based on instantaneous driving cycle will be developed. The aim of this study is to reduce the uncertainty of the quantificaiton of BC emission factor for diesel vehicle. The results of this study will provide support for the control of BC emission, regional air quality modeling, and air pollution control.

黑碳气溶胶（black carbon，BC）作为大气气溶胶的重要组成部分，不仅能够降低能见度，对太阳辐射还具有强烈的吸收作用，是区域及全球气候变化的重要贡献源。BC主要是由化石和生物质燃料不完全燃烧产生，其中柴油车是重要来源之一。目前，针对柴油车BC排放的研究，其排放因子的定量大多是利用离线分析的方法来测量一段工况的平均排放，难以消除瞬时工况的影响带来的不确定性以及离线分析产生的测量误差。本研究针对柴油车BC排放，利用光声测量方法，结合车载测试技术，搭建柴油车实际道路BC车载排放测试系统；选择不同技术和车型的柴油车，在典型道路上对其BC瞬时排放进行测试分析；基于测试和分析，解析关键因素对柴油车BC排放的影响，构建基于瞬时工况的柴油车BC排放因子定量模型方法，以期减少柴油车BC排放因子定量的不确定性，为BC排放控制以及区域大气污染模拟和污染控制提供科学依据。

黑碳气溶胶（BC）作为大气气溶胶的重要组成部分，直接或间接影响区域及全球气候变化。BC主要是由化石和生物质燃料不完全燃烧产生，其中柴油车是重要来源之一。目前，针对柴油车BC排放因子的定量研究更多是基于离线分析，难以消除瞬时工况以及离线分析测量误差带来的不确定性。本研究基于车载测试技术，耦合光声测量方法，搭建了柴油车实际道路BC排放车载测试系统。共计选取了22辆不同车型和排放标准的柴油车开展实际道路瞬时工况BC排放测量。首先，基于实测数据解析了关键因素对柴油车BC排放因子的影响。研究发现，BC排放因子随排放标准的提升明显降低，安装了柴油颗粒过滤器（DPF）的柴油车BC排放降低尤为显著；同种车型和排放标准柴油车高速工况下BC排放明显低于非高速工况。深入探究柴油车瞬时BC排放与车辆行驶参数之间的潜在关系是开发高度灵活的车辆排放估算系统的关键，本研究进一步解析了柴油车瞬时BC排放与车辆比功率（VSP）的分布。车辆频繁加减速是导致BC高排放的主要原因，测试车辆VSP分布主要集中在-30~35 kW/t，基于燃料消耗的BC排放因子随VSP区间变化波动明显。最终，本研究基于车辆瞬时排放和行驶数据，研究定量了不同车型和排放标准柴油车VSP与燃料消耗、BC排放率以及排放因子之间的关系，并构建了基于瞬时工况的柴油车分车型和标准BC排放因子定量模型方法。本研究基于实际道路瞬时工况精确定量分车型和标准BC排放因子能够降低离线定量结果的不确定性，为BC排放控制以及区域大气污染模拟和污染控制提供科学依据。