高海拔對汽油車CO排放的影響

(重慶交通大學(xué) 重慶 400074)

引言

隨著國家公路網(wǎng)向西部地區(qū)的延伸，高海拔寒區(qū)公路隧道數(shù)量逐年遞增。在高海拔寒區(qū)隧道內(nèi)，海拔的增加，使空氣中的氧氣含量明顯變低。對于汽油車，因為氧氣的含量降低使其燃油不能燃燒充分，可能會導(dǎo)致污染物排放量增加，這使高海拔寒區(qū)隧道的通風(fēng)問題成為了人們關(guān)注的焦點之一[1]。

對于有害氣體基準(zhǔn)排放量的研究，臺架試驗是必不可少的步驟。為此，本文對西藏高海拔地區(qū)和重慶市區(qū)的汽油車CO排放的實測數(shù)據(jù)對比分析，研究結(jié)果表明“高海拔地區(qū)汽油車CO的排放量遠(yuǎn)高于低海拔地區(qū)”，可為高寒地區(qū)公路隧道通風(fēng)節(jié)能設(shè)計提供參考依據(jù)。

一、污染物排放

(一)CO排放

根據(jù)《公路隧道通風(fēng)設(shè)計細(xì)則》[2]，稀釋CO的需風(fēng)量按式(1)計算：

(1)

式中：Qreq(CO)隧道稀釋CO的需風(fēng)量(m3/s)；QCO：隧道CO排放量(m3/s)；δ：CO濃度；p0：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(kN/m2),取101.325 kN/m2；p：隧址大氣壓(kN/m2)；T0：標(biāo)準(zhǔn)氣溫(K)，取273K；T：隧址夏季氣溫(K)

CO排放量計算如式(2)所示：

(2)

式中：QCO：隧道CO排放量(m3/s)；qco：設(shè)計目標(biāo)年份的CO基準(zhǔn)排放量[m3/(veh·km)]；fa：考慮CO的車況系數(shù)；fd：車密度系數(shù)；fn：考慮CO的海拔高度系數(shù)；fm：考慮CO的車型系數(shù)；fiv：考慮CO的縱坡—車速系數(shù)；n：車型類別數(shù)；Nm：相應(yīng)車輛的交通量。

二、數(shù)據(jù)分析

本文分別在試驗地點隨機(jī)取樣，樣本容量為50。將汽油車車型按照基準(zhǔn)質(zhì)量(RM)分為四大類：①1020≤RM≤1250；②1250≤RM≤1470；③1470≤RM≤1700；④1700≤RM≤1930。經(jīng)分析，高低海拔汽油車CO排放量數(shù)據(jù)如表1所示。并繪制出在穩(wěn)態(tài)工況法(ASM)試驗條件下，西藏地區(qū)和重慶地區(qū)CO排放量的柱狀對比圖，如圖1所示。

表1 CO排放數(shù)據(jù)表

圖1 西藏與重慶地區(qū)CO排放量對比圖

柱狀圖直觀地體現(xiàn)出，在高海拔地區(qū)CO排放量明顯高于低海拔地區(qū)。經(jīng)計算，按照基準(zhǔn)排量將車型分類，在1020≤RM≤1250時，西藏地區(qū)CO排放量比重慶地區(qū)高41%；在1250≤RM≤1470時，西藏地區(qū)CO排放量比重慶地區(qū)高37%；在1470≤RM≤1700時，西藏地區(qū)CO排放量約是重慶地區(qū)的兩倍。

三、結(jié)語

本文得出，高海拔地區(qū)CO排放量約是低海拔地區(qū)CO排放量的1.26～2.4倍。證實了汽油車在高海拔地區(qū)與低海拔地區(qū)的CO排放量有明顯差異。通過對高、低海拔臺架試驗中CO排放的研究，希望能對以后CO海拔高度系數(shù)和CO基準(zhǔn)排放量的更正修改提供參考。