龔香坤

摘 要：車(chē)輛油耗型式認(rèn)證將有NEDC工況逐漸向WLTC和CLTC工況轉(zhuǎn)變，對(duì)不同排量和發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型的影響不能一概而論。本研究就不同工況對(duì)小排量增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的影響進(jìn)行分析，以為廠家車(chē)輛標(biāo)定和用戶(hù)實(shí)際使用提供合理化建議。

關(guān)鍵詞：不同工況;車(chē)輛;油耗

1 引言

2019年，工信部發(fā)布了新的《乘用車(chē)企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車(chē)積分并行管理辦法》意見(jiàn)征求稿，代表了國(guó)家對(duì)車(chē)企平均油耗的要求和監(jiān)管將越來(lái)越嚴(yán)格。但與此同時(shí)，我國(guó)現(xiàn)行油耗型式認(rèn)證循環(huán)依然為歐盟開(kāi)發(fā)的NEDC工況，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比，NEDC油耗結(jié)果與車(chē)輛實(shí)際道路油耗有一定的差距。國(guó)家也意識(shí)到現(xiàn)有油耗試驗(yàn)工況已不能滿(mǎn)足未來(lái)形勢(shì)需求，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)聯(lián)合市場(chǎng)監(jiān)督管理總局于2019年3月4日發(fā)布了GB/T 19233—XXXX《輕型汽車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)方法》征求意見(jiàn)稿。征求意見(jiàn)稿明確了未來(lái)輕型汽車(chē)油耗試驗(yàn)工況曲線前期將由NEDC工況變?yōu)閃LTC工況，并最終過(guò)渡至中國(guó)工況（以下簡(jiǎn)稱(chēng)CATC）。基于國(guó)家雙積分政策的要求，小排量帶增壓類(lèi)的整車(chē)油耗研究肯定會(huì)是車(chē)企研究的重點(diǎn)，基于此，本文重點(diǎn)研究了1.6L排量及以下增壓車(chē)輛在不同工況下油耗情況，并借此為企業(yè)研發(fā)供參考。

2 試驗(yàn)工況對(duì)比

2.1 基本情況對(duì)比

NEDC工況，目前用于輕型汽車(chē)油耗型式認(rèn)證，由1個(gè)市區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)和1個(gè)市郊運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)構(gòu)成，其持續(xù)時(shí)間是1180s。WLTC工況，目前用于國(guó)六輕型汽車(chē)的I型型式認(rèn)證，由低速段、中速段、高速段、超高速段組成，持續(xù)時(shí)間1800s。CATC工況，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)工況，由低速段、中速段、高速段組成，持續(xù)時(shí)間1800s。如下圖1所示：

2.2 各工況參數(shù)對(duì)比

本文將各工況點(diǎn)以1Hz頻率進(jìn)行分解，得到vi、ti。對(duì)各曲線在平均速度、停車(chē)時(shí)間比例、等速時(shí)間比例、相對(duì)正加速度（The Relative Positive Acceleration，RPA）方面進(jìn)行對(duì)比分析：

其中

viai+：加速度大于0時(shí)的速度和加速度

T：總時(shí)間

S：循環(huán)總里程

RPA反映循環(huán)速度曲線的波動(dòng)性，值越大，波動(dòng)性越大，駕駛越激烈。

對(duì)比結(jié)果如下表1：

3 試驗(yàn)方法描述

選取10輛不同型號(hào)的車(chē)輛，進(jìn)氣方式均為增壓中冷，具體車(chē)輛信息如下表2：

加載方法描述：均采用車(chē)輛國(guó)六滑行曲線，兩驅(qū)模式下加載。

試驗(yàn)方法描述：同一車(chē)輛，采用相同的加載方式，相同的檢驗(yàn)條件，分別測(cè)量其在NEDC、WLTC、CATC工況下的油耗以及排放情況。

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)結(jié)果如下表3：

因?yàn)檐?chē)輛不一樣，所以本文能通過(guò)各循環(huán)工況下各段油耗占比來(lái)分析：

其中：

i：低速段、中速段、高速段、超高速段

fi：該段油耗占比

Fi：該段油耗值，L/100km

Di：該段距離，km

4.1 同一循環(huán)工況不同車(chē)輛下各段油耗占比

如圖1、圖2、圖3所示，計(jì)算了1至10樣車(chē)在NEDC、CATC、WLTC工況下各速度段油耗占比情況：

對(duì)各段油耗占比取平均值以及計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，得到如下結(jié)果：

對(duì)于各段油耗占比，對(duì)于不同的車(chē)輛來(lái)說(shuō)，WLTC工況油耗結(jié)果的穩(wěn)定性大于CATC和NEDC工況，其中NEDC工況的油耗占比結(jié)果顯示不同車(chē)輛各段油耗占比差距更大，更容易受到不同車(chē)輛標(biāo)定數(shù)據(jù)的影響。對(duì)單個(gè)循環(huán)（NEDC/CATC/WLTC）來(lái)說(shuō)，都是高速段比低速段對(duì)油耗的影響更大。

4.2 同一車(chē)輛不同循環(huán)工況油耗對(duì)比

如圖4所示：

對(duì)于同一車(chē)輛不同循環(huán)工況的油耗，試驗(yàn)結(jié)果并未全部是增大或者減小。但是我們?nèi)匀豢梢詮木C.2合油耗的平均值方面考慮，對(duì)相同的工況曲線，將10輛樣車(chē)的綜合油耗取平均值，結(jié)果如下表5：

從均值上來(lái)看，對(duì)于1.6L排量及以下增壓車(chē)輛來(lái)說(shuō)，NEDC循環(huán)工況下試驗(yàn)出來(lái)的綜合油耗的平均值反而比WLTC和CATC的高，CATC居中，但是跟NEDC很接近，WLTC工況下綜合油耗最小。

5 結(jié)論

（1）從各曲線的對(duì)比情況來(lái)看：

NEDC：停車(chē)時(shí)間最長(zhǎng)，行駛工況過(guò)于平緩，等速行駛的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng)，平均速度居中，對(duì)于NEDC工況來(lái)說(shuō)，其在勻速行駛時(shí)的油耗表現(xiàn)對(duì)其綜合油耗影響比較大。

WLTC：平均速度最高，更接近于經(jīng)濟(jì)時(shí)速，但是同時(shí)駕駛行為比NEDC更激烈，但是從各車(chē)輛的WLTC油耗表現(xiàn)來(lái)看，對(duì)于1.6L以下的增壓車(chē)輛，各速度段油耗比列很接近，不容易受到不同標(biāo)定的影響，且綜合油耗的平均水平也是最低的。

CATC：駕駛行為最激烈，但是停車(chē)時(shí)間與NEDC接近，雖然駕駛行為最激烈，但是由于停車(chē)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，對(duì)于1.6L以下增壓車(chē)輛整體情況來(lái)說(shuō)，CATC的綜合油耗介于WLTC和NEDC之間，更接近于NEDC的油耗。

（2）通過(guò)以上數(shù)據(jù)表明，對(duì)于1.6L及以下的增壓車(chē)輛來(lái)說(shuō)，各曲線對(duì)油耗的影響因車(chē)而異，但是CATC的整體影響幅度有限，WLTC工況對(duì)車(chē)輛的綜合油耗試驗(yàn)值是有利的。廠商可以通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化標(biāo)定數(shù)據(jù)，適應(yīng)未來(lái)油耗曲線切換到WLTC和NEDC后的油耗標(biāo)準(zhǔn)需求。

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