林勍

基于FLY-3000油耗測(cè)試儀的大型車輛油耗性能檢測(cè)

林勍

（汕頭市韓堤車輛檢測(cè)有限公司，廣東 汕頭 515031）

針對(duì)大型車輛的油耗檢測(cè)，提出基于FLY-3000油耗測(cè)試儀的油耗性能檢測(cè)方法。利用碳平衡法原理，應(yīng)用不分光紅外法，分析車輛油耗檢測(cè)原理，分析檢測(cè)流程和檢測(cè)步驟，并以大型車輛進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，得到實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證檢測(cè)方法的有效性。結(jié)果表明：該車輛行駛阻力2736N，臺(tái)架運(yùn)轉(zhuǎn)阻力943N，臺(tái)架加載阻力1793N，行駛總距離849.1m，60s油耗262.626ml，每百公里油耗為30.93L，小于該車型油耗標(biāo)準(zhǔn)限值34.6L，符合大型車輛油耗檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

油耗測(cè)試儀；大型車輛；油耗性能檢測(cè)；碳平衡法

前言

燃油消耗量是衡量機(jī)動(dòng)車燃油經(jīng)濟(jì)性的一項(xiàng)重要指標(biāo)，機(jī)動(dòng)車燃油消費(fèi)大約占中國(guó)新增石油消費(fèi)的60%~66%[1]，提高汽車油耗檢測(cè)精度，有利于掌握油耗規(guī)律。機(jī)動(dòng)車燃油的排放污染物主要有：CO、HC+NOx、PM和顆粒物等，會(huì)直接導(dǎo)致溫室效應(yīng)和產(chǎn)生酸雨等環(huán)境污染。為應(yīng)對(duì)生態(tài)環(huán)境危機(jī)，中國(guó)正積極頒布了一系列油耗法規(guī)，限制機(jī)動(dòng)車油耗量。2001年，國(guó)家頒布國(guó)標(biāo)GB/T 18565-2001《營(yíng)運(yùn)車輛綜合性能要求和檢驗(yàn)方法》，規(guī)定營(yíng)運(yùn)車綜合性能檢測(cè)方法；2004年，頒布了國(guó)標(biāo)GB/T 19578-2004《乘用車燃料消耗量限值》；2009年，頒布國(guó)標(biāo) GB/T 27999-2011《乘用車燃料消耗量評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)》[2]，建立我國(guó)第三階段油耗標(biāo)準(zhǔn)；2014年重新修訂GB/T27999-2014，要求至2020年，我國(guó)新車平均油耗降低到5L/100km。因此機(jī)動(dòng)車的油耗檢測(cè)成為了必不可少的環(huán)節(jié)。針對(duì)汽車油耗的檢測(cè)，國(guó)內(nèi)很多專家學(xué)者前期做了大量的有益研究工作，并取得一定成效[3-8]。如劉軍等研究了機(jī)動(dòng)車燃油消耗量快速測(cè)量系統(tǒng)[4]，付百學(xué)等建立汽車油耗計(jì)算的理論模型，為汽車油耗檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)[5]，李小俊等對(duì)汽車油耗檢測(cè)方法的分析與比較[6]。本文基于國(guó)標(biāo)評(píng)價(jià)方法，通過對(duì)油耗性能分析，應(yīng)用FLY-3000 燃油消耗測(cè)試裝置并進(jìn)行場(chǎng)測(cè)試，分析大型車輛的油耗關(guān)系曲線，得到車輛油耗檢測(cè)結(jié)論。

1 機(jī)動(dòng)車燃油消耗量檢測(cè)方法

機(jī)動(dòng)車油耗測(cè)試方法分直接測(cè)試法和間接測(cè)試法。直接測(cè)試法主要通過計(jì)量一定時(shí)間或里程內(nèi)機(jī)動(dòng)車消耗的燃油體積或質(zhì)量，獲得機(jī)動(dòng)車油耗作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。直接測(cè)試安裝不便，歷時(shí)較長(zhǎng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，測(cè)試精度低，拆裝過程中由于燃油揮發(fā)性強(qiáng)會(huì)造成環(huán)境污染且存在易燃的安全隱患，工作效率低下，故目前直接法比較少用，而采用間接測(cè)試法，包括有碳平衡法、電噴法和超聲波檢測(cè)法，現(xiàn)階段主要使用碳平衡法。

碳平衡法測(cè)量機(jī)動(dòng)車油耗量只需通過檢測(cè)機(jī)動(dòng)車排氣，幾分鐘之內(nèi)即可得到機(jī)動(dòng)車的實(shí)際油耗量數(shù)據(jù)，極大地提高了油耗檢測(cè)的效率，對(duì)油耗檢測(cè)具有重大意義。

2 大型車輛燃油消耗量性能檢測(cè)

2.1 FLY-3000裝置燃油消耗測(cè)試原理

FLY-3000 燃油消耗測(cè)試裝置（以下簡(jiǎn)稱FLY 測(cè)試裝置）采用了不分光紅外分析平臺(tái)測(cè)量汽油或柴油車的排氣濃度，以及采用了準(zhǔn)確性高、穩(wěn)定性和耐久性均十分優(yōu)良的內(nèi)錐式（V-cone）流量計(jì)測(cè)量稀釋后總流量，再根據(jù)溫度、濕度和壓力修正后準(zhǔn)確地計(jì)算碳的排放量，從而獲得車輛的燃油消耗量。FLY 測(cè)試裝置即可以測(cè)試百公里油耗，也可以測(cè)試每小時(shí)油耗，并且預(yù)留了排放氣體污染物質(zhì)量測(cè)量的功能。圖1為燃油消耗測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。

FLY-3000燃油消耗測(cè)試排氣濃度裝置采用了IRB-2100不分光紅外分析平臺(tái)，不分光紅外法是利用HC、CO2、C0等非對(duì)稱氣體分子對(duì)同波長(zhǎng)紅外光具有特定的吸收峰的特性從而獲得氣體濃度與吸收率的關(guān)系。圖2給出了IRB-2100 紅外平臺(tái)結(jié)構(gòu)框圖，紅外光源由CPU控制I/O口輸出，經(jīng)調(diào)制后進(jìn)入射氣室，敏感氣體將吸收特定波長(zhǎng)紅外光，使入射到紅外檢測(cè)器的能量減少，HC、CO2和CO通道紅外檢測(cè)器與參比通道紅外檢測(cè)器的輸出信號(hào)進(jìn)行比較，獲得HC、CO2和CO通道透過率的變化量，根據(jù)透過率的變化量即可計(jì)算出氣體濃度值，再進(jìn)行折算可精確測(cè)量汽油或柴油車的排氣濃度。

圖1 燃油消耗測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

圖2 IRB-2100 紅外平臺(tái)結(jié)構(gòu)框圖

2.2 大型車輛油耗性能檢測(cè)原理

2.2.1 車輛檢測(cè)參數(shù)計(jì)算

根據(jù)《GBT 18566-2011 道路運(yùn)輸車輛燃料消耗量檢測(cè)評(píng)價(jià)方法》可知，空氣阻力主要與機(jī)動(dòng)車的外形結(jié)構(gòu)有關(guān)[2]。設(shè)空氣阻力系數(shù)為CD，機(jī)動(dòng)車迎風(fēng)面積為A，空氣密度為ρ，機(jī)動(dòng)車行駛速度為vo，則機(jī)動(dòng)車道路行駛的空氣阻力可根據(jù)公式計(jì)算：

其中，空氣阻力系數(shù)可根據(jù)下表進(jìn)行獲得。

表1 營(yíng)運(yùn)客車和營(yíng)運(yùn)貨車的空氣阻力系數(shù)（CD）值表

2.2.2 檢驗(yàn)流程

圖3給出了車輛檢驗(yàn)流程圖，包括車輛選擇、車輛參數(shù)查詢、道路行駛參數(shù)設(shè)置、底盤測(cè)功機(jī)加載、碳平衡法測(cè)油耗、結(jié)果分析得出結(jié)論。

圖3 車輛檢測(cè)流程圖

2.2.3 檢測(cè)步驟

①引車員將試驗(yàn)機(jī)動(dòng)車按照要求平穩(wěn)地駛上底盤測(cè)功機(jī)，并固定機(jī)動(dòng)車的非驅(qū)動(dòng)輪。

②將油耗儀進(jìn)行預(yù)熱、泄漏檢測(cè)和示值調(diào)零。

③起動(dòng)機(jī)動(dòng)車并逐漸加速，將變速器接入最高檔，并將車速穩(wěn)定在檢測(cè)車速。

④將油耗儀的采樣管與機(jī)動(dòng)車的排氣管對(duì)接，并做到 采樣管與排氣管末端同軸，使排氣和稀釋空氣能夠同時(shí)進(jìn)入取樣管。

2.3 大型車輛檢測(cè)數(shù)據(jù)分析

圖4 大型車輛油耗檢測(cè)分析

利用FLY-3000燃油消耗測(cè)試裝置，對(duì)大型載貨柴油車進(jìn)行模擬實(shí)際道路上的滿載勻速行駛，并測(cè)試該柴油車油耗。本例采用Q1大型載貨柴油車作為檢測(cè)對(duì)象，驅(qū)動(dòng)軸空載質(zhì)量為9203kg，等速百公里油耗標(biāo)準(zhǔn)限值為34.6 L，采用三軸六筒底盤測(cè)功機(jī)進(jìn)行實(shí)測(cè)，圖4為檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)和油耗實(shí)時(shí)檢測(cè)結(jié)果。

由實(shí)時(shí)檢測(cè)曲線可以看出：該大型車輛行駛阻力2736N，臺(tái)架運(yùn)轉(zhuǎn)阻力943N，臺(tái)架加載阻力1793N，行駛總距離849.1m，60s油耗262.626ml，根據(jù)《GBT 18566-2011 道路運(yùn)輸車輛燃料消耗量檢測(cè)評(píng)價(jià)方法》可以算出：該車輛每百公里油耗為30.93L，小于該車型油耗標(biāo)準(zhǔn)限值（參比值）34.6L，故檢測(cè)結(jié)果符合大型車輛油耗檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

信息技術(shù)的不斷發(fā)展，油耗檢測(cè)法也不斷發(fā)展，不解體油耗檢測(cè)法成為研究的重心，智能化程度的提高使檢測(cè)精度越來越高，檢測(cè)速度越來越快。油耗檢測(cè)技術(shù)向著高精度化、高智能化、高集成化方向發(fā)展是必然趨勢(shì)，檢測(cè)速度越來越快。采用碳平衡法，基于油耗測(cè)試儀的機(jī)動(dòng)車油耗量檢測(cè)方法，其檢測(cè)速度快，且通過簡(jiǎn)單的操作即可得到機(jī)動(dòng)車的實(shí)際油耗量數(shù)據(jù)，做到車輛的隨到隨檢、隨檢隨走，極大地提高了油耗檢測(cè)的效率，特別是對(duì)大型車輛檢測(cè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

[1] 曹軼.中國(guó)石油安全的現(xiàn)狀與對(duì)策研究[J].經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊, 2018 (02):5-6.

[2] GBT 18566-2011道路運(yùn)輸車輛燃料消耗量檢測(cè)評(píng)價(jià)方法[S].

[3] 賀新,王岐東,葉身斌.機(jī)動(dòng)車油耗的測(cè)量與計(jì)算研究及其進(jìn)展[J]. 北京工商大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2007,25(1):32-37

[4] 劉軍,姚健,高建立等.機(jī)動(dòng)車燃油消耗量快速測(cè)量系統(tǒng)研究[J].機(jī)動(dòng)車技術(shù),2008(4):34-38

[5] 付百學(xué),胡勝海.汽車油耗檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立與應(yīng)用研究[J].測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào),2008,22(1):38-43.

[6] 馬健軍,龍志軍,馮競(jìng)祥.機(jī)動(dòng)車油耗檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2016,54(11):78-81.

[7] 李小俊,姚煥新.汽車油耗檢測(cè)方法的分析與比較[J].寧波工程學(xué)院學(xué)報(bào),2013,25(2):49-53.

[8] Fu B X, Hu S H. Study for the method of automobile oil consump -tion measuring based on ultrasonic wave[C]. Advanced Mechanical Engineering. Applied Mechanics and Materials. New York: AME, 2010: 962-966.

Detection of Fuel Consumption Performance of Large Vehicle Based on FLY-3000 Fuel Consumption Test Instrument

Lin Qing

( Shantou Handi Vehicle Testing Co., Ltd., Guangdong Shantou 515031 )

Based on FLY-3000 fuel consumption tester, a fuel consumption performance test method is proposed for large vehicles. Using the principle of carbon balance method, the principle of non-spectroscopic infrared method is used to analyze the fuel consumption detection principle of vehicles, analyze the detection process and test steps, and conduct field tests with large vehicles to obtain real-time detection data and verify the effectiveness of the detection method. The results show that the vehicle's driving resistance is 2736N, the platform operating resistance is 943N, the platform is loaded with resistance 1793N, the total driving distance is 849.1 M, the fuel consumption is 262.626 ML, and the fuel consumption per hundred kilometers is 30.93L, less than the standard fuel consumption limit 34.6 L, which meets the fuel consumption test standards of large vehicles.

Fuel Consumption Tester; Large Vehicles; Fuel Consumption Performance test; Carbon Balance Method

U467.5

A

1671-7988(2019)13-58-03

U467.5

A

1671-7988(2019)13-58-03

林勍（1967-），廣東汕頭人，本科，汽車檢測(cè)工程師，就職于汕頭市韓堤車輛檢測(cè)有限公司，研究方向：車輛檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.13.021