本文的主要作者包括Jinyoung Ko, Dongyoung Jin, Wonwook Jang, Cha-Lee Myung, Sangil Kwon和Simsoo Park (通讯作者，spark@korea.ac.kr)，作者单位分别为Korea University的School of Mechanical Engineering和韩国国家环境研究院(Transportation Pollution Research Center, National Institute of Environmental Research)。本文于2016年12月3日在线发表于期刊《Applied Energy》，题为“Comparative investigation of NOx emission characteristics from a Euro 6-compliant diesel passenger car over the NEDC and WLTC at various ambient temperatures”。
现代机动车辆排放对全球环境及人类健康产生重大影响。为了应对这一问题，全球尤其是欧洲不断加强车辆排放法规，随着Euro 6标准的推出，柴油车的NOx排放上限从Euro 5的180 mg/km降低到80 mg/km。这促使研究人员加速开发和优化氮氧化物减排技术，例如富氮氧捕集器（LNT, lean NOx trap）和柴油颗粒过滤器（DPF, diesel particulate filter）。
与此同时，取代传统欧洲行驶循环（NEDC, New European Driving Cycle）的全球统一轻型车辆测试循环（WLTC, World-harmonized Light-duty Vehicle Test Cycle）将于2017年正式引入。相比NEDC，WLTC模拟了现实驾驶条件，具有更高的负载、更大的速度分布。此外，未来法规还计划纳入低温（14℃）和极低温（-7℃）条件下的排放测试。
本文的研究目的在于通过实时分析Euro 6柴油车在多种标准测试循环（NEDC与WLTC）与不同环境温度下的NOx排放特性，以及LNT在实际工况下对NOx转化及再生行为的影响，提出优化发动机管理系统和后处理系统以满足未来更严格排放法规的方法。
研究选用一台满足Euro 6排放标准的轻型柴油车，发动机为 2.2L CRDI（Common Rail Direct Injection）+ VGT（Variable Geometry Turbocharger）系统，搭载LNT和DPF作为后处理设备。其中，LNT材料主要包括铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）及氧化铝（Al2O3），并加入钡（Ba）作为NOx吸附剂，安装于DPF之前。
车辆以底盘测功机（AVL Roadsim）为核心进行测试，标准气体稀释隧道系统（AVL CVS i60）用于测量包括总碳氢化合物（THC）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）和颗粒物（PM）的排放量。同时，利用傅里叶变换红外分析仪（FTIR, Fast-2200）和NOx传感器实时监测尾气中NOx种类（NO、NO2、N2O、NH3）的浓度变化。
车辆测试分别在三种环境温度（23℃、14℃、-5℃）下进行。其中，NEDC包括城市(ECE)与郊区(EUDC)驾驶循环，总时长1180秒，行驶里程10.93公里。而WLTC由四个阶段组成（低速、中速、高速和超高速阶段），总时长1800秒，行驶里程23.27公里。两种循环在冷启动情况下分别经过三轮重复测试，以保证数据可信度。
测试数据从NOx传感器及气体稀释系统中分别提取，结合传感器实时测量与FTIR分析仪的跨时数据，研究NOx排放行为与LNT再生性能。同时对各阶段的NOx转化率进行计算。
研究显示，无论是NEDC还是WLTC，各温度条件下HC与CO排放量均满足欧6法规，体现出柴油机燃料稀燃特性的优势。然而，在低环境温度（-5℃）下，由于发动机各部件的预热时间延长及燃烧不完全，THC与CO的排放量有所增加。
在二氧化碳排放方面，WLTC的排放因子（g/km）普遍低于NEDC，归因于WLTC中包含更多高速度工况，有助于提升燃油经济性。此外，所有低温条件下CO2排放均有所上升，这与低温导致的润滑油粘度增加及发动机机械与热力效率下降相关。
低温对NOx排放的影响显著。以NEDC为例，相比23℃，-5℃条件下NOx排放量增加11倍，14℃条件下增加2.8倍。WLTC中，-5℃的NOx排放是23℃的7倍，14℃的NOx排放是23℃的2.5倍。这主要是低温条件下EGR阀开度降低导致的燃烧不稳定性所致。
在实时NOx排放中，NEDC的LNT再生次数为2次，主要集中于EUDC阶段。相比之下，WLTC的LNT再生发生5次，再生事件贯穿于高速和超高速阶段。
在冷启动阶段，由于LNT尚未达到其轻载温度（LOT, Light-off Temperature），化学反应无法发生，仅检测到NO成分。同时，低温条件下EGR阀开度显著降低，NOx浓度达到冷启动阶段的峰值。此外，由于阻燃效率较低，燃油消耗量也相应增加。
LNT再生期间，NOx主要以NO的形式释放，同时生成微量的N2O和NH3。研究显示，NOx的存储量、再生后的后处理温度以及车辆工况显著影响再生性能与排放成分。当环境温度较低时，NOx存储量增多，使N2O和NH3的峰值浓度增加。
本文深入分析了Euro 6柴油车的NOx排放特性，展示了LNT在不同环境温度及驾驶循环上的再生性能。主要结论包括： 1. 冷启动及低温条件是NOx排放的主要挑战，未来优化方向需聚焦在EGR策略与后处理系统性能改进； 2. WLTC测试中，LNT再生次数更多，转化率较NEDC平均值低，需对新标准进行更精准的发动机与系统调校； 3. LNT再生释放的NH3可作为SCR系统的还原剂，展现优化后的LNT-SCR联合系统的潜力。
在科学价值上，本文提供了实际工况下NOx排放动态及LNT再生性能的全面数据支持。在实用意义上，本研究为未来更严格的排放法规（如WLTC+低温测试）提供了重要技术解决方案与优化路径。
这项研究为满足下一代排放法规提供了新的思路。未来工作应包括对后处理系统、发动机控制逻辑以及更复杂环境下（如RDE测试下）调校优化的进一步探索。