基于廣州市路況情況的輕型車RDE試驗路線圖構建方法研究

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，探索滿足新法規要求的車輛行駛特征參數，找到適合廣州路況的試驗路線，為新法規的有效實施提供一些可借鑒的操作模式。

關鍵詞：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生態的重要內容之一，越來越嚴格的排放法規開始出臺并執行。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要求差異較大。為了更好的進行實際排放的檢測，歐洲最新排放法規已確定引入RDE檢測。我國在輕型車國6排放法規草案中也參考了歐洲法規對測試過程和結果評估的規范，引入了RDE檢測作為輕型車排放法規的II型試驗，并規定了實施日期和相關污染物的符合性因子。為分析研究新法規要求，本文通過基于廣州路況的輕型車RDE測試，探索滿足新法規要求的車輛行駛特征參數，找到適合廣州路況的試驗路線，為新法規的有效實施提供一些可借鑒的操作模式。

2 RDE測試規程

2015年5月，RDE檢測規程的技術參數正式被歐盟理事會批準，但是一些主要內容如執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，必然導致汽車在尾氣檢測時遭遇排放值遠劣于NEDC條件下的表現，為避免出現由于未通過型式認證而可能造成的柴油車大規模停產現象，歐盟委員會和成員國提出“合規因子”或“一致性因子”，相當于擴大了限值，使得RDE排放試驗結果更容易滿足限值，也為各個主機廠技術升級留出時間。我國輕型汽車國六標準在2016年12月發布，實施要求在2023年7月1日前企業必須申報RDE的測試結果，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，在低溫試驗和蒸發排放的控制上也更加嚴格。在實施步驟上我國國VI排放標準污染物限值分為6a和6b兩個階段，為各研究機構和廠商提供一定的優化升級時間，VI標準的實施將極大促進提升我國車用油品質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境下進行，行駛路線需要連續不間斷，對試驗數據進行連續記錄，中途不能中斷污染物采樣。PEMS應由外部電源供電，不能從汽車發動機獲得電能;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，盡量縮短怠速運轉時間，整個試驗時間應在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%。在測試環境要求了，除了常規環境條件外，歐盟RDE法規增加了擴展環境條件，結合我國實際情況，對部分環境條件又做了進一步擴展。

如果環境溫度和海拔高度條件中至少有一個被擴展，環境條件就成為“擴展環境條件”。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有所差異，對歐盟RDE法規中的行駛路線要求也根據我國實際情況進行了修改，要求如下：

市區<60km/h;60km/h<市郊<90km/h;高速>90km/h

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

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

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

市區、市郊、高速路段的最小行駛距離為16km，（市區、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的時間應達到至少5分鐘以上（10-12min）;

累計海拔正增量不大于1200m/100km。

3.3 RDE測試數據處理要求

根據我國實際情況，在國VI法規中，RDE試驗的數據處理方法選擇使用CO2移動平均窗口法，試驗結束后對數據和結果的完整性和有效性進行校驗，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

根據國VI法規要求，RDE測試路線盡可能覆蓋正常駕駛的各種工況條件。廣州市內高速堵車嚴重，京港澳高速幾乎無法完成試驗，車輛速度很難達到100km/h以上，因此試驗路線避開熱門的車多的高速路，最后選擇珠三角環線高速和濟廣高速，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設備，主控電腦和緊急停止開關按鈕安裝在副駕駛位置，由試驗操作員進行操作控制。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，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

在發動機啟動前進行數據的初始采樣、測量并記錄各項參數。測試車輛按照預先設定的路線，不間斷行駛，OBS-ONE對不同速度段里程比例和平均車輛進行測量，試驗操作員根據市區、市郊和高速等路段的行駛進行駕駛工況切換，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測試結束后關閉發動機，結束數據采樣和記錄，保存試驗數據并將設備切換到暫停狀態。回到測試起點后對PEMS分析儀進行零點和量距點漂移檢查，檢查結果需要符合國VI法規中的相應要求。

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

5 試驗結果分析

使用移動平均法對試驗結果進行積分，計算每個窗口污染物的排放;在各個窗口進行加權計算時按照計算結果與試驗I型試驗CO2排放的特征曲線之間的公差進行，分別計算得到市區、市郊和高速不同路段的平均排放結果和總里程排放結果，最后根據三個階段不同窗口的計算結果對試驗的完整性和有效性進行確認。實際駕駛為在日常駕駛環境下進行的測試，從出發到目的地，做一次完整的試驗循環。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行模擬駕駛，完成試驗循環。實際駕駛路況與模擬駕駛試驗的結果統計如下：

從以上結果可以看出，測試行駛里程和時間均滿足規程要求，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、市郊和高速正常高速占比都可以達到100%，滿足法規要求的邊界條件要求。

6 總結

通過以上試驗，可以得到以下結論：

兩種模擬駕駛模式下，模擬2的駕駛條件滿足法規要求的各項條件，實際排放結果最接近試驗室測試結果;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果，可見模擬2更適合進行RDE試驗（如圖1所示）。最后，按照市區-郊高速依次遞增的公里數行駛，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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