Experiments and simulation of heavy duty truck real-world emission

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist die Ermittlung der Abgasemissionen eines Sammelfahrzeugs mit einem Portable Emission Measurement System, um die erforderlichen Daten für eine Simulation vorzubereiten. Unterstützung bei den Experimenten zu den Real-world Abgasemissionen sowie die Analyse der Messergebnisse wurden durchgeführt. Die Hauptaufgaben der Messungen stellen das Implementieren der Messungseinrichtung in das Fahrzeug sowie die Durchführung nach einem definierten Ablauf dar. Für das erste Experiment wurde ein GPS-Tracker verwendet, um das Streckenprofil zu erhalten. Für das zweite Experiment wurde ein portables Abgasmesssystem verwendet, um die Abgasemission auf der Strecke zu messen. Aufgrund der fehlenden Verbindung zum OBD-System wird Volumenstrom durch das Pitot- Rohr gemessen. Zusätzlich wird die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Positionsdaten, die vom GPS-Tracker ermittelt wurden, berechnet. Im Datenverarbeitungsschritt werden alle gesammelten Daten der beiden Experimente analysiert und diskutiert. Folglich misst das Portable Emission Measurement System CO2, CO, HC, NOx, NO und O2-Emissionen und berechnet den Kraftstoffverbrauch. Zur Modifizierung der Basissimulation wird der Effekt der Hydraulik-Zusatzgeräte bestimmt und notwendige Daten für die Parameter vorbereitet. Nach der Simulation werden die Ergebnisse mit real-world Ergebnissen von Experimenten zur Validierung verglichen.<br />Um vor dem GPS-Tracking-Experiment und dem Abgasemissions-Experiment Erfahrungen zu gewinnen, wurden zwei Testfahrten in Wien durchgeführt.<br />Probemessungen für beide Standortdaten und Abgasemissionsdaten wurden mit einem Testfahrzeug der Forschungsgruppe durchgeführt. Hauptziel dieser Untersuchung ist es, die Interaktion zwischen GPS-Datenerfassung, Abgasemissionsmessung und Abgasvolumenstrom zu beobachten.<br />

The aim of this master thesis is to determine the exhaust emission of a collection truck with a Portable Emission Measurement System (PEMS) to prepare required data for simulation. Experimental assistance for real world exhausts emission measurement during the experiments and analysis of the measurement result are done. The main task of measurements is to implement the measurement device into the vehicle and perform it in defined procedure. For the first experiment, a GPS tracker is used to obtain distance profile. For the second experiment, a portable exhaust measurement system is used to measure exhaust emission on the route. Due to lack of connection to OBD system, exhaust volume rate is measured by Pitot tube. Additionally, vehicle speed is calculated by location data which is gathered by GPS tracker.<br />In the data processing step all collected data from two experiments are analysed and discussed. As a consequent, the portable emission measurement system measure CO2, CO, HC, NOx, NO and O2 emissions and calculate the fuel consumption. For the modification of the basis simulation, effect of auxiliary unit is determined and necessary data for parameters are prepared. After simulation, results are compared with real world experiment results for validation. To gain experience before the GPS tracking experiment and exhaust emission experiment, two test drives are done in Vienna. Trial measurements for both location data and exhaust emission data are done with test vehicle of the research group.<br />In this investigation, the main target is to observe the interaction between GPS data collection, exhaust emission measurement and exhaust volume flow rate.