冷起動條件對先進(jìn)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的影響

最大限度地改善燃油經(jīng)濟(jì)性和減少排放量，是整個汽車工業(yè)對車輛進(jìn)行優(yōu)化的目標(biāo)。隨著先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)汽車的出現(xiàn)，工程師開始將優(yōu)化領(lǐng)域轉(zhuǎn)向汽車的各個方面。對于現(xiàn)代先進(jìn)汽車而言，發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)在冷起動條件下對汽車的駕駛性能、燃油經(jīng)濟(jì)性和尾氣排放均有較大影響。發(fā)動機(jī)冷起動時，由于潤滑油溫度、輪胎特性以及發(fā)動機(jī)表面摩擦特性的影響，使動力總成的功率損失增加。因此，為了減少尾氣排放，減排策略常常通過推遲點(diǎn)火時間、增加燃油噴射量來提高排氣管中催化劑的溫度。這些措施導(dǎo)致車輛燃油消耗量的進(jìn)一步增加，為了減少發(fā)動機(jī)冷起動和動力總成預(yù)熱引起的燃油消耗等而將導(dǎo)致汽車性能的下降，研究了冷起動條件對先進(jìn)汽車性能的影響。

對4輛不同結(jié)構(gòu)的先進(jìn)汽車在冷起動條件下的性能進(jìn)行測試。選取的4輛試驗(yàn)車分別為：第1輛為北美版2012款福特蒙迪歐，該車配備一臺排量為2.5L的4缸汽油機(jī)和一個6擋自動變速器；第2輛為2010款大眾捷達(dá)，該車配備一臺排量為1.4L的缸內(nèi)直噴渦輪增壓汽油機(jī)和一個7擋雙離合變速器；第3輛為2009款大眾捷達(dá)，該車配備一臺排量為2.0L的缸內(nèi)直噴渦輪增壓柴油機(jī)和一個6擋雙離合變速器；第4輛為2010款的豐田普銳斯，該車為混合動力汽車，配備了一臺1.8L阿特金森循環(huán)的四缸汽油機(jī)和一個功率分流變速器。這些試驗(yàn)車不僅包括了目前廣泛應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)，而且包括了不同的動力總成結(jié)構(gòu)，一定程度上反映出市場上普遍應(yīng)用的車型。該試驗(yàn)在美國阿貢國家試驗(yàn)室利用傳統(tǒng)的底盤測功機(jī)進(jìn)行。采用光電傳感器測量發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，采用直列式正排量流量計測量汽油機(jī)的燃油消耗量，由于利用該裝置測量柴油機(jī)的燃油消耗量較困難，因而采用車載尾氣流量計利用碳平衡原理計算柴油機(jī)的燃油消耗量。

試驗(yàn)時，分別測量汽車在冷起動和熱起動，以及UDDS和US06兩種循環(huán)工況下的特性。進(jìn)行冷起動試驗(yàn)時，為了保證上一次測試的余熱不會影響下一次測試，冷起動試驗(yàn)前必須將車輛在室溫22℃左右的環(huán)境下放置12h以上。熱起動試驗(yàn)時，為了保證整車預(yù)熱，在UDDS循環(huán)工況下每輛車連續(xù)運(yùn)行3次，在US06循環(huán)工況下每輛車連續(xù)運(yùn)行2次。

試驗(yàn)結(jié)果表明，冷起動條件下汽車燃油消耗、尾氣排放均增加，最佳換擋時間和輔助操作策略均發(fā)生變化。冷起動條件影響時間的長短，與所選擇的車輛循環(huán)工況直接相關(guān)。冷起動條件下，不同車輛結(jié)構(gòu)和不同循環(huán)工況下燃油經(jīng)濟(jì)性影響最小的是US06循環(huán)工況（增加了約10.5%），最大的是UDDS循環(huán)工況（增加了約21.8%）。

JayAndersonetal.SAE 2014-01-1375.

編譯：王祥