Badania związków szkodliwych w spalinach emitowanych z pojazdów wyposażonych w filtry cząstek stałych

摘要

W artykule przedstawiono rezultaty z badań emisji związków szkodliwych z samochodu osobowego z silnikiem ZS, wyposażonego w filtr cząstek stałych, w warunkach drogowych - w jakich można uzyskać informację o ich rzeczywistej emisji. Testy wykonywano na odcinku kilkunastu kilometrów podczas jazdy miejskiej - dająone informację o emisji z pojazdów w trakcie eksploatacji i dotyczą rzeczywistych warunków ruchu. Do pomiarów stężenia związków toksycznych wykorzystano mobilny analizator do badań toksyczności SEMTECH DS firmy SENSORS. Analizator umożliwiał pomiar stężenia związków szkodliwych, mierząc jednocześnie masowe natężenie spalin. Pomiary emisji cząstek stałych (masy, liczby i rozkładu widmowego) wykonano z wykorzystaniem licznika cząstek stałych firmy AVL oraz spektrometru mas firmy TSI. Uzyskane dane posłużyły do opracowania zależności charakteryzujących wpływ dynamicznych właściwości silnika na emisję związków szkodliwych. Dynamiczne właściwości silnika uwzględniono w sposób pośredni, wykorzystując podział całego zakresu prędkości oraz zakresu obliczonego przyspieszenia w ruchu miejskim, do wykonania macierzy natężenia emisji. Wykorzystane dane uśredniono w ramach poszczególnych przedziałów prędkości i przyspieszeń, otrzymując charakterystykę udziału pracy silnika w poszczególnych przedziałach oraz charakterystyki macierzy emisji poszczególnych związków szkodliwych. Powyższe wyniki posłużyły do zdefiniowania wskaźnika emisyjności pojazdu, który można wykorzystać do klasyfikacji flot pojazdów pod względem emisji związków toksycznych, różniących się m.in. datą produkcji, a więc spełnianymi limitami toksyczności spalin, przebiegiem pojazdów lub warunkami eksploatacji.%The article presents the results of exhaust emission tests of cars with CI engines equipped with diesel particulate filters in road conditions - such conditions guarantee that the data obtained reflect the actual emission. The tests were carried out in sections of about a dozen kilometers in length in city traffic conditions - they contain the information about emissions of the vehicle in use and refer to the actual traffic conditions. The SEMTECH mobile analyzer from SENSORS was used to measure the concentration of toxic compounds. The analyzer ensured the measurement of concentration of exhaust emissions. The measurements of emission of particulates (mass, surface area, number and spectral distribution) was made using the AVL particle counter and the TSI mass spectrometer. Also the vehicle diagnostic system data were used in the tests, along with the GPS location system data. The data obtained were used for the analysis of relationships characteristic of the influence of the dynamic engine properties on the exhaust emissions. The dynamic engine properties were considered indirectly, using the division of the complete scope of speed and the scope of calculated acceleration in the city traffic to create the emissions intensity matrix. The data used were averaged within the particular ranges of speed and acceleration, thus obtaining the characteristics of engine operation in the particular ranges and the characteristics of emission matrix for the particular harmful compounds. The above results were used for defining the vehicle emissions rate which can be used for the classification of car fleets in terms of exhaust emissions, differing among others in build date and hence the exhaust emissions limits met, vehicle mileage or usage conditions.