輕型車實際行駛污染物排放（RDE）試驗方法概述

劉爽　閔浪　宋東　王猛　顧王文

摘 要：隨著國家對汽車污染物的管控力度逐漸加強，GB 18352.6-2016《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》應運而生，且已經開始實施。標準中新增加的實際行駛污染物排放（RDE）試驗要求也受到了廣泛的關注，尤其是對于試驗實施方法和路線選擇的方法。本文主要通過多次RDE測試，總結出最優試驗方案及路線選擇方法，僅供參考。

關鍵詞：汽車 實際行駛污染物排放 試驗要點 試驗路線選擇

1 前言

隨著機動車的產銷量和保有量的迅猛發展，汽車尾氣排放對環境的污染問題也日益嚴峻。因此世界各國均相繼制定并實施非常嚴格的排放法規來控制機動車排放對環境的污染，我國目前實行國六標準。國六標準較國五標準而言，增加了實際行駛污染物排放（RDE）試驗要求，定為II型試驗。從標準發布以來RDE試驗即受到了廣泛的關注，然而由于RDE試驗為國標新要求，很多企業對其了解甚少。

本文主要依據法規對RDE試驗的要求，通過多次實際測試，總結出一套最優方案，包括試驗設備、試驗路線、測試方法、結果分析等多方面，以供大家進行參考。

2 RDE試驗要求

本章節主要介紹GB 18352.6-2016對于RDE試驗的相關定義及要求，以此作為整篇文章的法規依據。

2.1 適用范圍

最大設計車速大于或等于50km/h的輕型汽油車、兩用燃料車（只試驗汽油）、單一氣體燃料車、裝用壓燃式發動機的輕型汽車（包括HEV）。包括新生產車（型式檢驗試驗、生產一致性檢查）和在用車。

2.2 試驗要求

市區行程和總行程污染物排放均應小于表1和表2中規定的I型試驗排放限值與表3中規定的符合性因子（CF）的乘積，計算過程中不得進行修約。

3 RDE試驗要點介紹

3.1 環境條件

溫度-7～35℃，海拔0～2400m（不同的溫度和海拔區間對應不同的擴展條件）。

3.2 試驗路線要求及選擇

路線需包含市區（車速小于60km/h）、市郊（車速在60到90km/h之間）、高速（車速大于90km/h）三段，每段最少行駛16km，大約每段均占總行程的三分之一（允許有±10%的誤差，但市區不得小于29%）。

試驗開始點和結束點之間的海拔高度之差≤100m，累積正海拔高度增加量≤1200m/100km。

3.3 試驗時間及車速

總行駛時間應在90～120min之間，且車速高于100km/h的適應應在5min以上。

正常情況下車速應≤120km/h（在不超過高速路段行駛時間3%的時間內，最高車速最多可增加15km/h）。

市區的平均車速應介于15～40km/h。停車時間（車速<1km/h）應占市區行駛時間的6%～30%。

市區行駛可包含10s或更長時間的停車，但如果單次停車超過180s，數據處理時應剔除，否則行程無效。

3.4 試驗設備

使用便攜式排放測試系統（PEMS）進行車輛排放測試。

PEMS設備至少應包含以下零部件：（1）分析儀確定排氣中各種污染物的濃度。（2）一個或多個儀器或傳感器，確定排氣質量流量。（3）北斗衛星、全球定位系統（GPS）或其他系統，確定車輛的位置、海拔高度和行駛速度。（4）車輛本身以外的傳感器和其他設備，確定環境溫度、相對濕度、大氣壓力和車速等。（5）使用獨立的電源為PEMS設備供電。

3.5 試驗數據處理與結果判定

3.5.1 預處理

計算排放量前，需進行污染物參數的時間校正，對各個分析儀及傳感器進行時間對齊;再進行冷啟動判定，冷啟動階段一般以發動機初始啟動后5分鐘或冷卻液溫度達到70℃且不晚于發動機初始啟動后5分鐘，記錄冷啟動排放但在計算排放結果中中剔除（即國六RDE試驗不要求從冷啟動開始）。

進行海拔高度一致性、GPS車速一致性檢查，干濕基修正等，一般使用目前主流PEMS分析儀設備都內置了滿足處理要求的后處理軟件進行自動檢查校正，如檢查GPS計算得到的總行駛距離與參考值偏差超過4%，則測試結果無效。

3.5.2 CO2移動平均窗口法

國六RDE測試結果分析采用CO2移動平均窗口法，該方法將試驗結果分為數據子集（不同窗口），并用統計數據處理方法識別有效的RDE窗口。

數據處理過程分為5步：1）對實驗數據進行分割，并去除冷啟動排放數據;2）基于數據子集或窗口計算排放;3）進行窗口正常性識別;4）完整性和正常性驗證;5）基于正常窗口進行排放計算。

如圖4示在連續的CO2排放曲線上從第1s開始按1Hz頻率累積計算CO2，以該車WLTC工況CO2總排放量的一半為基準窗口參考量，到累積量達到參考值時，即劃分為一個窗口，再從第2s開始累積下一個窗口，得到每個窗口的各個污染物值和平均車速。

對市區、市郊、高速和總行程分別計算窗口特性排放的加權平均值以及分別計算嚴格程度指數，再依據加權排放值計算總行程的各污染物排放量[mg/km]。

下面就結果判定規則進行說明：

（1）需滿足行程動力學要求：

通過RPA=∫v·aposdt/D限定駕駛過于平緩;

通過v*apos的第95個百分位限定駕駛過于激進。

（2）環境條件、海拔增加量、試驗時間等按照2.1、2.2、2.3中條目判定;

4 RDE試驗難點介紹

4.1 成熟行駛路線選擇

試驗一般按照市區、市郊、高速順序連續進行，需滿足各路段占比要求、總行駛時間要求、平均車速要求、停車時間要求、海拔要求等，并且要確保高速結束后有地點可滿足停車關機要求。

4.2 PEMS安裝

流量計安裝方式和采樣口位置應減少對車輛排放和性能的影響，減少對排氣出口背壓的影響，確保采樣系統安裝緊密無泄漏等，EFM排氣出口管理需延長，以避免側向風對試驗的影響。

4.3 CO2窗口的正常性和完整性

一般實現滿足要求的試驗需要積累足夠的經驗。II型試驗前的I試驗需嚴格按照國六標準進行試驗和加載，同時，需確保車輛電瓶電量，以免在I型試驗時出現充電導致低速段CO2過高的現象。對于一輛不熟悉的車，在RDE正式試驗前需進行預試驗以摸清試驗車輛CO2排放特征。

4.4 對裝有顆粒物捕集器的車輛，需保證在試驗過程中盡量避免再生的出現。

5 其他需關注事項

5.1 RDE試驗需以WLTC循環測試的CO2排放量為計算基礎，所以在做RDE實驗前需得到相關數值。

5.2 試驗燃料：使用符合國家標準的市售燃料，如對試驗結果有爭議，可使用基準燃料。

5.3 試驗前后需對設備零點和量距點漂移進行檢查，如結果超過表4所示范圍則測試結果無效，需重新進行試驗。

6 結論

綜上所述，實際行駛污染物排放（RDE）試驗較為復雜，且涉及市區、市郊及高速路段，需借用市政路完成，不可控因素較多且復現性較差。因而就需要試驗人員充分掌握試驗方法，從合理規劃路線、提升駕駛技能等方面著手提高試驗成功率。希望本文能給大家在RDE試驗的方案選擇上提供參考。

參考文獻：

[1]GB 18352.6-2016 輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）.