曲德鑫 于忠貴 王劍鋒 曹亮 劉玉明

摘 要：乘用車(chē)在正式上市銷(xiāo)售前均需要做整車(chē)油耗、排放認(rèn)證，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定其排放及油耗水平是否符合當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)政策要求。為最大限度的模擬實(shí)際駕駛工況，同時(shí)為確定統(tǒng)一的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，各國(guó)家或地區(qū)均會(huì)制定統(tǒng)一的整車(chē)道路試驗(yàn)工況循環(huán)，用于整車(chē)排放、油耗試驗(yàn)。文章主要研究世界上主要乘用車(chē)市場(chǎng)所在地的整車(chē)試驗(yàn)工況特點(diǎn)，并加以分析。

關(guān)鍵詞：整車(chē)試驗(yàn)工況循環(huán);NEDC;WLTC;FTP75;US06;SC03;HEFET;JS08

中圖分類(lèi)號(hào)：U467.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2019）12-123-04

Abstract： Passenger cars need to do the fuel consumption and emission certification of the whole vehicle before they are officially listed for sale. According to the test results， whether the emission and fuel consumption levels meet the local regulations and policies. In order to maximize the actual driving conditions， and to determine a uniform test standard， each country or region will formulate a unified cycle of vehicle road test conditions for vehicle emissions and fuel consumption tests. The main purpose of this paper is to study the world`s major vehicle test cycle， and analyze.

Keywords： vehicle test cycle; NEDC; WLTC; FTP75; US06; SC03; HEFET; JS08

引言

為保護(hù)環(huán)境、降低能耗，世界上大多數(shù)國(guó)家或地區(qū)乘用車(chē)在正式上市銷(xiāo)售前均需要做整車(chē)油耗、排放認(rèn)證，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定其排放及油耗水平是否符合當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)政策要求。由于實(shí)車(chē)實(shí)際使用工況每個(gè)用戶各有不同，因此整車(chē)油耗、排放試驗(yàn)無(wú)法完全模擬實(shí)際駕駛情況。為最大限度的模擬實(shí)際駕駛工況，同時(shí)為確定統(tǒng)一的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，各國(guó)家或地區(qū)均會(huì)制定統(tǒng)一的整車(chē)道路試驗(yàn)工況循環(huán)，用于整車(chē)排放、油耗試驗(yàn)。目前世界上較大的乘用車(chē)研制、銷(xiāo)售市場(chǎng)主要集中在北美、歐洲以及東亞地區(qū)（中、日、韓），各國(guó)根據(jù)本國(guó)各有特點(diǎn)的用車(chē)習(xí)慣及實(shí)際情況均制定了不同的整車(chē)道路試驗(yàn)工況循環(huán)，本文主要針對(duì)各主要工況循環(huán)特點(diǎn)進(jìn)行研究說(shuō)明。

1 中國(guó)-歐洲整車(chē)試驗(yàn)工況

因我國(guó)的整車(chē)試驗(yàn)工況基本參考?xì)W洲相關(guān)法規(guī)制定，因此將我國(guó)與歐洲的整車(chē)試驗(yàn)工況放在一起說(shuō)明。

我國(guó)以及歐洲均在進(jìn)行由現(xiàn)有NEDC試驗(yàn)工況向WLTC工況的過(guò)渡工作。我國(guó)目前實(shí)行第四階段油耗法規(guī)與國(guó)Ⅴ排放法規(guī)均應(yīng)用NEDC工況，新發(fā)布的國(guó)Ⅵ排放法規(guī)應(yīng)用WLTC工況，計(jì)劃2020年實(shí)行。至于我國(guó)下一階段油耗法規(guī)應(yīng)用哪種工況目前還未可知，但基本可以確定不會(huì)再使用NEDC。對(duì)于歐洲而言，歐盟已于2017年逐步棄用NEDC工況，改為全面采用WLTC工況循環(huán)。

完整的NEDC試驗(yàn)需先運(yùn)行4個(gè)市區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)，接著運(yùn)行1個(gè)市郊運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)。工況運(yùn)行圖如圖1所示。

對(duì)于WLTC工況循環(huán)，雖然從整個(gè)循環(huán)上看我國(guó)與歐盟一致，但在實(shí)際運(yùn)用上卻略有差別。歐盟根據(jù)功率質(zhì)量比將車(chē)輛分為三個(gè)級(jí)別并對(duì)應(yīng)6種試驗(yàn)循環(huán)，統(tǒng)稱WLTC循環(huán)，如表1及圖2、圖3、圖4;而我國(guó)國(guó)Ⅵ排放法規(guī)中要求，所有應(yīng)試車(chē)輛，無(wú)論功率與質(zhì)量如何，均需進(jìn)行一個(gè)完整的WLTC循環(huán)，即按歐盟法規(guī)規(guī)定的Class3循環(huán)進(jìn)行。

我國(guó)乘用車(chē)市場(chǎng)將最直觀的感受到由NEDC循環(huán)切換到WLTC循環(huán)帶來(lái)的影響。從工況結(jié)構(gòu)上看，NEDC更趨近于穩(wěn)態(tài)工況，其加減速均較為平和，且基本程勻加減速狀態(tài)，而WLTC循環(huán)明顯為動(dòng)態(tài)工況，車(chē)輛加減速無(wú)明顯規(guī)律，相對(duì)更符合真實(shí)駕駛情況;從車(chē)輛所用發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工況點(diǎn)上看，經(jīng)過(guò)在某車(chē)型上分析，在跑WLTC循環(huán)時(shí)應(yīng)用的工況點(diǎn)要遠(yuǎn)多于NEDC，詳見(jiàn)圖4，因此要求車(chē)輛所用發(fā)動(dòng)機(jī)要在更多的工況點(diǎn)下有較優(yōu)的動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)要求車(chē)輛-發(fā)動(dòng)機(jī)-變速器之間匹配更加合理。

同時(shí)由于WLTC循環(huán)加速度更高（NEDC最大加速度為1.04m/s2，WLTC為1.75m/s2），對(duì)車(chē)輛動(dòng)力性有更高的要求，如按傳統(tǒng)“通過(guò)降低發(fā)動(dòng)機(jī)排量（動(dòng)力性）以達(dá)到降油耗”思路進(jìn)行車(chē)發(fā)匹配，將很可能在跑WLTC循環(huán)時(shí)，車(chē)輛會(huì)在部分工況下運(yùn)行到“噴油加濃”區(qū)域，從而對(duì)油耗及排放產(chǎn)生不利影響。針對(duì)該問(wèn)題在某車(chē)輛上進(jìn)行研究時(shí)，也證明了該問(wèn)題發(fā)生的可能性，如圖5中紅色圓圈區(qū)域。

根據(jù)以上研究，WLTC循環(huán)相對(duì)NEDC更為“激烈”，對(duì)車(chē)輛綜合性能要求更高，因此需要更優(yōu)的動(dòng)力總成、標(biāo)定、車(chē)發(fā)匹配等。

2 日本整車(chē)試驗(yàn)工況

日本作為全球主要的乘用車(chē)研制、消費(fèi)市場(chǎng)，其國(guó)內(nèi)相關(guān)試驗(yàn)工況也具有一定代表性。在2008年前，日本整車(chē)試驗(yàn)工況也為參考?xì)W洲制定，但在08年后其根據(jù)自身實(shí)際用車(chē)情況，制定了目前僅在日本國(guó)內(nèi)適用的JS08工況，工況圖如圖6。

該工況循環(huán)運(yùn)行全長(zhǎng)約8.2km，運(yùn)行時(shí)間1205s，平均車(chē)速24.4km/h，最高車(chē)速80km/h。

3 美國(guó)整車(chē)試驗(yàn)工況

美國(guó)整車(chē)試驗(yàn)工況并非單獨(dú)一個(gè)循環(huán)，而是針對(duì)車(chē)輛在不同使用環(huán)境下，分別規(guī)定與其對(duì)應(yīng)的工況進(jìn)行整車(chē)試驗(yàn)，從而最大限度的模擬車(chē)輛實(shí)際運(yùn)行情況。美國(guó)整車(chē)試驗(yàn)主要以FTP75循環(huán)為主，輔以US06、SC03、HWFET工況進(jìn)行補(bǔ)充。