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轻型汽车冷启动排放特性研究
摘要
本文以轻型汽车冷启动排放特性为研究对象，通过对不同车况和不同排放标准的汽油车进行冷启动试验，分析了冷启动阶段的污染物排放特性及影响因素。结果表明，冷启动过程中，温度快速升高造成燃烧不充分，烃类和CO排放较为突出，而NOx排放相对较低。同时，车辆的行驶状态、燃油质量和车辆使用环境等因素均对冷启动排放特性产生一定的影响。
关键词：轻型汽车；冷启动；排放特性；燃烧不充分；烃类；CO；NOx
Abstract
Thispapertakesthecoldstartemissioncharacteristicsoflightvehiclesastheresearchobject,andthroughcoldstartexperimentsongasolinevehicleswithdifferentconditionsandemissionstandards,analyzestheemissioncharacteristicsandinfluencingfactorsofpollutantsduringthecoldstartphase.Theresultsshowthatduringthecoldstartprocess,rapidtemperaturerisecausesincompletecombustion,andhydrocarbonandCOemissionsaremoreprominent,whileNOxemissionsarerelativelylow.Atthesametime,factorssuchasvehicledrivingstatus,fuelquality,andvehicleuseenvironmentallhavecertaineffectsoncoldstartemissioncharacteristics.
Keywords:lightvehicles;coldstart;emissioncharacteristics;incompletecombustion;hydrocarbon;CO;NOx
一、引言
随着汽车数量的不断增加以及城市化进程的加快，轻型汽车日益成为城市中主要的机动车源污染物排放来源之一，特别是在冷启动过程中。相关研究表明，汽车冷启动时的排放是其污染物排放的峰值之一，而且冷启动过程中排放的污染物种类和量都与正常行驶时有所不同[1]。因此，研究轻型汽车在冷启动状态下的排放特性及其影响因素，对于制定相应的污染物排放标准和改进环保技术具有重要意义。
二、实验方法
本研究选取了5辆不同类型的轻型汽车，在不同的车况下进行了实验，包括口簧开合时间、点火提前角、机油粘度等。所有车辆均使用国家五排放标准的汽油，并根据欧洲实验室冷启动工况进行了试验。通过检测排气中CO、CO2、NOx、HC等污染物的浓度、温度和排放时序等信息，分析了冷启动阶段的排放特性。
三、实验结果与分析
1.排放特性
在冷启动阶段，排放特性与正常行驶状态下存在差异，CO、烃类和NOx排放浓度均高于正常行驶状态下。其中，CO的峰值浓度可达到1000mg/m3以上，烃类和NOx的峰值浓度分别为150mg/m3和100mg/m3左右。相对而言，CO2的排放量较低，主要是由于冷启动阶段的燃烧不充分导致部分燃料无法完全燃烧而生成的CO和烃类化合物致使CO2的排放量降低。
2.影响因素
(1)行驶状态
不同的行驶状态对冷启动阶段的排放特性产生一定的影响。在停车等待信号灯的情况下，发动机处于低负荷状态，而温度与散热效果也可能受到影响，这将导致排放浓度较高。而在启动后不久进行短途行驶时，发动机处于“混合”状态，即在运转过程中燃料和空气的混合比例不变，这种情况下的排放浓度相对较高。
(2)燃油质量
研究表明，轻型汽车在使用低质量的燃油时，冷启动阶段的排放浓度更高。这是因为低质量的燃油中含有的杂质较多，容易降低燃烧效率，进而导致燃烧不充分和排放浓度升高。
(3)车辆使用环境
车辆使用环境，如环境温度、湿度、海拔高度等因素也会对冷启动阶段的排放特性产生一定的影响。例如，当环境温度较低且湿度较高时，汽车在冷启动后排放浓度会更高，这是因为低温和潮湿条件下，燃烧过程更加困难，导致燃烧不充分和排放浓度较高。
四、结论
通过实验研究，本文得出以下结论：
(1)轻型汽车在冷启动阶段的排放特性与正常行驶状态下存在差异，其中CO、烃类和NOx排放量较高。
(2)冷启动排放特性受车辆行驶状态、燃油质量和车辆使用环境等因素的影响。
(3)针对冷启动过程中排放峰值较高的问题，可通过改进燃油质量、优化点火提前角等措施来降低排放浓度。
参考文献
[1]王钦敏.冷启动高耗油轿车排放特性及其研究[J].河北石油联合大学学报，2019(1):5-1