張寶元，趙振宇，沈　南，郝　亞

（北京汽車研究總院有限公司，北京　101300）

Zhang Baoyuan，Zhao Zhenyu，Shen Nan，Hao Ya

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整車質(zhì)量對(duì)行駛阻力和燃油消耗量的影響分析

張寶元，趙振宇，沈南，郝亞

（北京汽車研究總院有限公司，北京101300）

Zhang Baoyuan，Zhao Zhenyu，Shen Nan，Hao Ya

摘要：目前汽車輕量化已成為國內(nèi)外汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn)，降低整車質(zhì)量可有效減少車輛行駛阻力和整車燃油消耗量。文中通過調(diào)整整車質(zhì)量進(jìn)行道路阻力功率滑行來獲得整車實(shí)際行駛阻力，在底盤測(cè)功機(jī)上進(jìn)行Ⅰ型排放試驗(yàn)，測(cè)試整車燃油消耗量；同時(shí)采用法規(guī)推薦阻力測(cè)試整車燃油消耗量，進(jìn)一步分析車輛在不同加載方式下（滑行法和查表法）整車質(zhì)量對(duì)車輛行駛阻力和整車燃油消耗量的影響。

關(guān)鍵詞：整車質(zhì)量；行駛阻力；燃油消耗量

0　引　言

隨著我國對(duì)乘用車燃油消耗量要求越來越高，且懲罰措施越來越嚴(yán)厲，降低油耗、提高燃油經(jīng)濟(jì)性已成為汽車企業(yè)迫在眉睫的任務(wù)。當(dāng)前汽車輕量化已成為國內(nèi)外汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn)，降低整車質(zhì)量在提高車輛動(dòng)力性和操控性的同時(shí)還可以降低油耗和減少廢氣排放。整車質(zhì)量對(duì)車輛滾動(dòng)阻力、坡度阻力和加速阻力有直接影響，在相同的動(dòng)力系統(tǒng)下，整車質(zhì)量越大，車輛所受到的行駛阻力就越大，燃油消耗量也就越高。有研究表明，若整車質(zhì)量降低10％，燃油效率可提高6％～8％[1]。

1　測(cè)試方法

1.1測(cè)試方案

測(cè)試車輛為某款越野車，在車輛整備質(zhì)量附近選定1740kg、1840kg、1940kg共3個(gè)質(zhì)量點(diǎn)，各質(zhì)量點(diǎn)間相差100kg，通過減配增重調(diào)整整車質(zhì)量以滿足設(shè)定質(zhì)量點(diǎn)要求。在設(shè)定質(zhì)量點(diǎn)進(jìn)行道路阻力功率滑行來獲取車輛實(shí)際行駛阻力，然后在底盤測(cè)功機(jī)上擬合設(shè)定阻力系數(shù)，進(jìn)行Ⅰ型排放試驗(yàn)來測(cè)試整車燃油消耗量，分析采用滑行法加載時(shí)整車質(zhì)量對(duì)行駛阻力和燃油消耗量的影響；同時(shí)采用法規(guī)推薦阻力對(duì)底盤測(cè)功機(jī)進(jìn)行阻力設(shè)定，進(jìn)行Ⅰ型排放試驗(yàn)來測(cè)試整車燃油消耗量，分析采用查表法加載時(shí)整車質(zhì)量對(duì)行駛阻力和燃油消耗量的影響，進(jìn)一步比較在相同的整車質(zhì)量下采用不同的加載方式（滑行法和查表法）對(duì)車輛行駛阻力和燃油消耗量的影響。

1.2測(cè)試原理

采用Ⅰ型排放測(cè)試循環(huán)，通過測(cè)定試驗(yàn)車輛在模擬市區(qū)和市郊工況循環(huán)下的二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）和碳?xì)浠衔铮℉C）排放量，并用碳平衡法計(jì)算整車燃油消耗量[2]。車輛道路阻力功率滑行按照輕型汽車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中附件CH所述要求執(zhí)行[3]。

1.3測(cè)試誤差控制

為保證測(cè)試數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確，減少人員操作、儀器設(shè)備、車輛狀態(tài)和環(huán)境條件等因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，采取如下措施進(jìn)行誤差控制。

1）在相同整車質(zhì)量下連續(xù)進(jìn)行2次排放測(cè)試，取2次結(jié)果平均值作為最終燃油消耗量；

2）在進(jìn)行道路阻力功率滑行時(shí)測(cè)試8組以上數(shù)據(jù)來計(jì)算車輛實(shí)際行駛阻力；

3）盡量使用相同的設(shè)備、人員對(duì)車輛進(jìn)行操作。

2　測(cè)試數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

2.1測(cè)試數(shù)據(jù)

通過進(jìn)行車輛道路阻力功率滑行和環(huán)境倉內(nèi)Ⅰ型排放試驗(yàn)，得到車輛道路滑行阻力系數(shù)和整車燃油消耗量試驗(yàn)結(jié)果，見表1和圖1。

表1　車輛道路滑行阻力系數(shù)和底盤測(cè)功機(jī)阻力設(shè)定系數(shù)

圖1　整車燃油消耗量試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

2.2測(cè)試結(jié)果分析

2.2.1整車質(zhì)量對(duì)行駛阻力的影響

由圖2可以看出，測(cè)試車輛在不同的整車質(zhì)量條件下道路行駛阻力隨著整車質(zhì)量的增加而增大，測(cè)功機(jī)滑行設(shè)定阻力與道路滑行阻力變化趨勢(shì)一致。

圖2　道路滑行阻力與底盤測(cè)功機(jī)設(shè)定阻力關(guān)系曲線

采用滑行法得到的測(cè)功機(jī)設(shè)定阻力整體大于查表設(shè)定阻力，這是因?yàn)椴楸碓O(shè)定阻力是對(duì)不同車型車輛道路滑行特性綜合分析后確定的一種折中方法，在一定范圍內(nèi)更具有合理性和代表性。測(cè)試車輛屬于越野汽車，與同等車長(zhǎng)的轎車相比，體積更大，車輛更重，風(fēng)阻系數(shù)更高，其行駛阻力特性與轎車區(qū)別很大。

2.2.2整車質(zhì)量對(duì)燃油消耗量的影響

表2　采用滑行法時(shí)整車燃油消耗量數(shù)據(jù)對(duì)比

表3　采用查表法時(shí)整車燃油消耗量數(shù)據(jù)對(duì)比

由表2和表3可以看出，無論采用查表法還是滑行法來測(cè)試整車燃油消耗量，燃油消耗量均隨著整車質(zhì)量的增加而增大。采用查表法測(cè)得的燃油消耗量比滑行法測(cè)得的燃油消耗量差別明顯，這是因?yàn)榈缆纷枇β驶惺墉h(huán)境和道路條件影響較大，行駛阻力并不穩(wěn)定，當(dāng)整車質(zhì)量有變化時(shí)，行駛阻力可能變化不明顯。

2.2.3不同加載方式對(duì)燃油消耗量影響

表4　不同加載方式下整車燃油消耗量數(shù)據(jù)對(duì)比

由表4可以看出，采用滑行法測(cè)得的整車燃油消耗量整體大于查表法測(cè)得的整車燃油消耗量，油耗差值在1.3～1.6L/(100km)之間。由圖2可以看出，測(cè)功機(jī)滑行設(shè)定阻力整體大于查表設(shè)定阻力，這是導(dǎo)致滑行法和查表法整車燃油消耗量有差別的根本原因。

3　結(jié)　論

通過對(duì)車輛進(jìn)行道路阻力功率滑行和綜合油耗測(cè)試，得到車輛在0～120km/h車速區(qū)間，車輛道路滑行阻力隨著整車質(zhì)量的增加而增大，滑行設(shè)定阻力與道路滑行阻力變化趨勢(shì)一致，但是滑行設(shè)定阻力整體大于查表設(shè)定阻力。無論采用滑行法還是查表法來測(cè)試整車燃油消耗量，燃油消耗量均隨著整車質(zhì)量的增加而增大，查表法測(cè)得燃油消耗量差別更明顯，但是滑行法測(cè)得的燃油消耗量整體大于查表法測(cè)得的燃油消耗量。

今后，會(huì)繼續(xù)對(duì)其他型式越野車進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，來不斷完善越野車整車質(zhì)量對(duì)行駛阻力和燃油消耗量的影響研究。

參考文獻(xiàn)

[1]余志生.汽車?yán)碚摚ǖ?版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2]輕型汽車燃料消耗量試驗(yàn)方法：GB/T19233-2008[S].

[3]輕型汽車污染物排放限值及測(cè)試方法（中國第五階段）：GB18352.5-2013[S].

收稿日期：2015-11-13

文章編號(hào)：1002-4581（2016）02-0025-03

中圖分類號(hào)：U467.4+98

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.14175/j.issn.1002-4581.2016.02.007