The assessment of vehicle exhaust emissions referred to CO2 based on the investigations of city buses under actual conditions of operation

• Autorzy: Merkisz J. , Rymaniak Ł.

Identyfikatory

DOI

10.17531/ein.2017.4.5

Warianty tytułu

PL

Ocena emisji zanieczyszczeń z pojazdów w odniesieniu do CO2 na podstawie badań autobusów miejskich w rzeczywistych warunkach eksploatacji

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper discusses the assessment of the exhaust emissions from heavy-duty vehicles following investigations under actual traffic conditions. The environmental characteristics presented thus far were mainly based on unit or road emissions. The paper presents an analysis of exhaust emissions referred to the harmful CO2, which was assumed as measure of correctness of the combustion process. The parameters determining this way are referred to as emission indexes. The research objects were 18-meter city buses fitted with three types of powertrains: conventional engine, hybrid (electric motor combined with a diesel engine) and a spark ignition engine fuelled with compressed natural gas (CNG). All buses were Euro V–EEV compliant. The measurements were performed according to the SORT 2 driving test procedure on the test route within the Poznan agglomeration. Investigations performed under actual traffic conditions allow a true assessment of environmental performance of a given research object because they cover a much greater engine operating parameter variability range compared to laboratory and homologation tests. The performed road tests and their analysis led to conclusions related to the applicability of the developed method of emission assessment based on emission indexes for vehicles fitted with different powertrains.

PL

W artykule przedstawiono rozważania dotyczące oceny emisji zanieczyszczeń z pojazdów ciężkich na podstawie badań realizowanych w rzeczywistych warunkach eksploatacji. Przedstawiane do tej pory charakterystyki ekologiczne silnikowych środków transportu opierały się przede wszystkim na emisji jednostkowej lub drogowej. W pracy przedstawiono analizę emisji związków toksycznych odniesioną do związku szkodliwego CO2, dla którego założono, że jest miarą poprawności realizacji procesu spalania. Wyznaczone w ten sposób parametry nazwano wskaźnikami toksyczności. Obiekty badawcze stanowiły osiemnastometrowe autobusy miejskie wyposażone w trzy rodzaje układów napędowych: konwencjonalny i hybrydowy z silnikami ZS, a także pojazd zasilany sprężonym gazem ziemnym z silnikiem ZI. Wszystkie autobusy spełniały normę Euro V–EEV. Pomiary wykonano zgodnie z procedurą testu jezdnego SORT 2 oraz na trasie badawczej w aglomeracji poznańskiej. Badania w warunkach rzeczywistej eksploatacji pozwalają dokonać rzetelnej oceny ekologiczności danego obiektu badawczego, ponieważ obejmują znacznie większy obszar zmienności parametrów pracy silników spalinowych w porównaniu z laboratoryjnymi testami homologacyjnymi. Wykonane badania drogowe i ich analiza pozwoliły na sformułowanie wniosków dotyczących słuszności stosowania opracowanej metody oceny emisji zanieczyszczeń, bazującej na wskaźnikach toksyczności, dla pojazdów wyposażonych w różne rodzaje układów napędowych.

Słowa kluczowe

EN

city bus; emission of CO2 and other exhaust components; laboratory and actual test conditions; powertrain; emission index

PL

autobus miejski; eksploatacyjne i testowe warunki badań; układ napędowy; wskaźniki toksyczności; emisja CO2; emisja związków toksycznych w spalinach

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 19, no. 4
• Strony: 522--529
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Merkisz J.

• Institute of Combustion Engine and Transport Poznan University of Technology Piotrowo 3 str., 60-965 Poznan, Poland

autor

Rymaniak Ł.

• Institute of Combustion Engine and Transport Poznan University of Technology Piotrowo 3 str., 60-965 Poznan, Poland

Bibliografia

• 1. Almén J. Swedish In-Service Testing Programme 2010 on Emissions from Heavy-Duty Vehicles. AVL Certification & Regulation Compliance, Södertälje 2010.
• 2. Bajerlein M., Rymaniak Ł. The Reduction of Fuel Consumption on the Example of Ecological Hybrid Buses. Applied Mechanics and Materials Vol. 518 (2014), 96–101, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.518.96.
• 3. Bonnel P., Rubino L., Carriero M., Krasenbrink A. Portable Emission Measurement System (PEMS) for Heavy Duty Diesel Vehicle PM Measurement: the European PM PEMS Program. SAE Technical Paper 2009-24-0149.
• 4. Commission Regulation (EU) No 582/2011 of 25 May 2011 implementing and amending Regulation (EC) No 595/2009 of the European Parliament and of the Council with respect to emissions from HDV (Euro VI) and amending Annexes I and III to Directive 2007/46/EC of the European Parliament and of the Council.
• 5. Čupera J., Sedlák P. Design and Verification of Engine Power Calculation Model Using the Data of a Digital Bus Built into an Agricultural Tractor. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, no. 6, Brno 2011.
• 6. Czerwinski J., Comte P., Zimmerli Y. et al. Testing emissions of passenger cars in laboratory and on-road (PEMS, RDE). Combustion Engines. 2016, 166(3), 17–23. doi:10.19206/CE-2016-326.
• 7. Fuc P., Lijewski P., Ziolkowski A., Dobrzynski M., Dynamic Test Bed Analysis of Gas Energy Balance for a Diesel Exhaust System Fit with a Thermoelectric Generator, „Journal of Electronic Materials” 2017, Vol. 46, No. 5, p. 3145–3155.
• 8. Fulper C. New Measurement Techniques & Procedures for Measuring “Real World” Emissions with PEMS and PAMS. 2013 PEMS Conference & Workshop University of California, Riverside 2013.
• 9. Kuranc A. Exhaust emission test performance with the use of the signal from air flow meter. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 2015; 17 (1): 129–134.
• 10. Merkisz J., Kozak M., Lijewski P., Fuć P. Exhaust Emissions from Heavy-Duty Vehicles Under Actual Traffic Conditions in the City of Poznań. SAE Technical Paper 2013-01-0119.
• 11. Nylund N.O., Erkkilä K., Hartikka T.: Fuel Consumption and Exhaust Emissions of Urban Buses. VTT Tiedotteita Research Notes 2373, Helsinki 2007.
• 12. Petrović V.S., Janković S.P, Tomić M.V., Jovanović Z.S., Knežević D.M. The Possibilities for Measurement and Characterization of Diesel Engine Fine Particles – a Review. Thermal Science, no. 4/2011 (15), 915–938.
• 13. UITP 2009: UITP Project SORT Standardized On-Road Test Cycles. UITP – International Association of Public Transport, Bruksela 2009.
• 14. United Nations Economic Commission for Europe: Global technical regulation No. 4: Test procedure for compression-ignition (C.I.) engines and positive ignition (P.I.) engines fuelled with natural gas (NG) or liquefied petroleum gas (LPG) with regard to the emission of pollutants. ECE/TRANS/180/Add.4, 2007.
• 15. http://gpsvisualizer.com (dostęp: 30.01.2017).