尚 勛 王 微

（中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司 天津 300300）

引言

目前，全世界范圍能源短缺問(wèn)題非常嚴(yán)重。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，汽車工業(yè)的規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，能源短缺問(wèn)題愈發(fā)凸顯，節(jié)約能源已成為我國(guó)的基本國(guó)策。《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》[1]第四十六條規(guī)定：“國(guó)務(wù)院有關(guān)部門制定交通運(yùn)輸營(yíng)運(yùn)車船的燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)；不符合標(biāo)準(zhǔn)的，不得用于營(yíng)運(yùn)。國(guó)務(wù)院有關(guān)交通運(yùn)輸主管部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)交通運(yùn)輸營(yíng)運(yùn)車船燃料消耗檢測(cè)的監(jiān)督管理。”

本文基于JT/T 711-2016《營(yíng)運(yùn)客車燃料消耗量限值及測(cè)量方法》[2]，以某品牌車長(zhǎng)為12 m 的營(yíng)運(yùn)客車為試驗(yàn)樣車，嚴(yán)格按照J(rèn)T/T 711-2016 標(biāo)準(zhǔn)中5.3規(guī)定的試驗(yàn)方法分別測(cè)試等速、加速及怠速工況的燃料消耗量，并根據(jù)JT/T 711-2016 標(biāo)準(zhǔn)中的加權(quán)計(jì)算方法求得該試驗(yàn)樣車的綜合燃料消耗量。

1 客車燃料消耗量測(cè)試

1.1 客車整車參數(shù)

該試驗(yàn)樣車整車參數(shù)的實(shí)測(cè)值及設(shè)計(jì)值見表1。

表1 試驗(yàn)樣車整車參數(shù)

1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)及變速箱參數(shù)

試驗(yàn)樣車的發(fā)動(dòng)機(jī)為6 缸增壓柴油機(jī)，變速箱為6 擋變速箱，發(fā)動(dòng)機(jī)及變速箱參數(shù)見表2。

表2 發(fā)動(dòng)機(jī)及變速箱參數(shù)

1.3 測(cè)試儀器與設(shè)備

燃料消耗量測(cè)試中使用到的儀器與設(shè)備如表3所示，其中，汽車道路試驗(yàn)系統(tǒng)用于測(cè)量車速和行駛距離，油耗儀用于測(cè)量燃料消耗量。為了滿足JT/T 711-2016 標(biāo)準(zhǔn)中要求的氣象條件，配備了氣象儀，用于測(cè)量風(fēng)速、大氣壓力及空氣濕度；配備了輪胎氣壓表，用于將試驗(yàn)樣車輪胎氣壓調(diào)整至合理范圍。在每次試驗(yàn)前后，用密度計(jì)測(cè)量燃料密度，求取平均值用于燃料消耗量計(jì)算。試驗(yàn)前，使用卷尺和三軸軸荷儀對(duì)試驗(yàn)樣車的尺寸、質(zhì)量及軸荷等進(jìn)行實(shí)測(cè)。在怠速工況測(cè)量燃料消耗量時(shí)，連接轉(zhuǎn)速表對(duì)試驗(yàn)樣車的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量。所使用的測(cè)試儀器與設(shè)備應(yīng)在檢定有效期內(nèi)，使用前須經(jīng)過(guò)標(biāo)定。

表3 測(cè)試儀器與設(shè)備

1.4 油耗儀安裝

測(cè)試前需要安裝油耗儀，油耗儀的2 個(gè)安裝接口如圖1 所示。按照?qǐng)D1 所示的方法連接試驗(yàn)樣車油箱和發(fā)動(dòng)機(jī)，并形成回路。安裝完畢后，先開啟油耗儀開關(guān)，再起動(dòng)試驗(yàn)樣車，待燃料穩(wěn)定后可開展后續(xù)測(cè)試工作。

圖1 油耗儀安裝

1.5 3 種工況的燃料消耗量測(cè)試方法

1.5.1 試驗(yàn)條件

經(jīng)測(cè)量，試驗(yàn)條件見表4。

表4 試驗(yàn)條件

1.5.2 樣車預(yù)熱行駛

試驗(yàn)樣車以60 km/h 的速度行駛30 min，然后以95 km/h 的最高車速完整滑行2 次，待試驗(yàn)樣車的冷卻水溫度達(dá)到80 ℃以上方可開展后續(xù)的測(cè)試工作。如果試驗(yàn)樣車的冷卻水溫度仍低于80 ℃，再以60 km/h的車速等速行駛10 min，然后可開展試驗(yàn)樣車的等速工況燃料消耗量測(cè)試工作。

1.5.3 等速工況燃料消耗量測(cè)試

本試驗(yàn)樣車的等速工況燃料消耗量測(cè)試車速為50、60、70、80、90、95 km/h。在各測(cè)試車速下，車輛滿載，變速器置于6 擋。在每個(gè)測(cè)試車速下，保持試驗(yàn)樣車平穩(wěn)行駛一段時(shí)間后，開始測(cè)試通過(guò)500 m 路段的燃料消耗量，記錄試驗(yàn)樣車通過(guò)該段距離的時(shí)間和燃料消耗量。每個(gè)測(cè)試車速應(yīng)在測(cè)試路段上往返測(cè)試各2 次，每個(gè)測(cè)試過(guò)程的瞬時(shí)車速與規(guī)定測(cè)試車速之差不應(yīng)超過(guò)2 km/h，每個(gè)測(cè)試過(guò)程的平均車速與規(guī)定測(cè)試車速之差不應(yīng)超過(guò)1 km/h。測(cè)試結(jié)果須按GB/T 12545.2-2001《商用車輛燃料消耗量試驗(yàn)方法》[3]的規(guī)定進(jìn)行重復(fù)性檢驗(yàn)。

1.5.4 加速工況燃料消耗量測(cè)試

本試驗(yàn)樣車的加速工況燃料消耗量測(cè)試的起始速度為60 km/h，終止速度為80 km/h。變速器置于5擋，加速前，將車速控制在60 km/h 內(nèi)保持勻速行駛至少5 s，然后快速將油門踏板踩到底，同時(shí)開始測(cè)量，在車速達(dá)到80 km/h 時(shí)測(cè)量結(jié)束，記錄加速時(shí)間和距離、燃料消耗量。試驗(yàn)過(guò)程中，起始速度和終止速度與規(guī)定測(cè)試速度之差應(yīng)分別在-2 km/h～0 km/h和0 km/h～2 km/h，每個(gè)測(cè)試車速下，應(yīng)在測(cè)試路段上往返測(cè)量各2 次。測(cè)試結(jié)果須按GB/T 12545.2-2001 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行重復(fù)性檢驗(yàn)。

1.5.5 怠速工況燃料消耗量測(cè)試

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)保持為車輛制造企業(yè)規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速偏差為±50 r/min。在怠速狀態(tài)下測(cè)試300 s的怠速工況燃料消耗量，重復(fù)測(cè)試3 次，取3 次測(cè)試結(jié)果的平均值作為怠速工況燃料消耗量。

2 測(cè)試結(jié)果分析

2.1 燃料消耗量測(cè)試結(jié)果校正[3]

式中：Q0為校正后的燃料消耗量，即燃料消耗量校正值，L/100 km；為實(shí)測(cè)的燃料消耗量的平均值，L/100 km；C1為環(huán)境溫度校正系數(shù)；C2為大氣壓力校正系數(shù)；C3為柴油機(jī)燃料密度校正系數(shù)。C1、C2、C3的計(jì)算公式分別如下：

式中：T 為試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度，℃，見表4；p 為試驗(yàn)時(shí)的大氣壓力，kPa，見表4；Gd為試驗(yàn)用的柴油平均密度，g/cm3，見表4。

通過(guò)公式（2）、公式（3）、公式（4）計(jì)算，等速工況下的校正系數(shù)分別為C1=0.977 8，C2=1.001 7，C3=0.999 2；加速工況及怠速工況的校正系數(shù)分別為C1=0.977 0，C2=1.001 3，C3=0.999 2。

2.2 等速工況燃料消耗量計(jì)算

試驗(yàn)時(shí)，記錄等速工況各速度點(diǎn)擋位、車速、測(cè)試時(shí)間及燃料消耗量，然后計(jì)算燃料消耗量平均值，利用公式（1）計(jì)算燃料消耗量校正值。測(cè)量結(jié)果以及計(jì)算結(jié)果見表5。

等速工況燃料消耗量的計(jì)算公式如下：

式中：Qu為等速工況燃料消耗量，L/100 km為第i個(gè)測(cè)試車速下等速工況燃料消耗量算術(shù)平均值的校正值，L/100 km，通過(guò)公式（1）計(jì)算得出，見表5；vui為第i 個(gè)等速工況速度點(diǎn)，km/h，見表5；n 為等速工況速度點(diǎn)的個(gè)數(shù)，n=6；Kui為第i 個(gè)測(cè)試車速下的等速工況權(quán)重系數(shù)，見表6[2]。

表5 等速工況試驗(yàn)及計(jì)算數(shù)據(jù)

表6 營(yíng)運(yùn)客車滿載綜合燃料消耗量時(shí)間權(quán)重系數(shù)

通過(guò)公式（5）計(jì)算出Qu=23.72 L/100 km。

2.3 加速工況燃料消耗量計(jì)算

試驗(yàn)時(shí)，記錄加速工況測(cè)試距離、測(cè)試時(shí)間及燃料消耗量。測(cè)量結(jié)果見表7。

加速工況燃料消耗量的計(jì)算公式如下：

式中：Qa為加速工況燃料消耗量，L/100 km；Qas為加速工況燃料消耗量的算術(shù)平均值，L/100 km；Qaj為第j 次加速燃料消耗量測(cè)試值，mL，見表7；Saj為第j次加速距離，m，見表7；m 為測(cè)量次數(shù)，m=4。為Qas的校正值，L/100 km。

表7 加速工況測(cè)試數(shù)據(jù)

通過(guò)公式（6）計(jì)算出Qas=42.99 L/100 km，然后將Qas代入公式（1），通過(guò)公式（1）計(jì)算出L/100 km。由公式（7）可知，加速工況燃料消耗量Qa=43.98 L/100 km。

2.4 怠速工況燃料消耗量計(jì)算

試驗(yàn)時(shí)，記錄3 次測(cè)量時(shí)間均為300 s 的怠速工況燃料消耗量，測(cè)試結(jié)果見表8。

表8 怠速工況燃料消耗量測(cè)試值

怠速工況燃料消耗量的計(jì)算公式如下：

式中：Ql為怠速工況燃料消耗量，L/h；Qld為怠速工況單位時(shí)間內(nèi)的燃料消耗量，L/h；Qdk為第k 次怠速燃料消耗量測(cè)試值，mL，見表8；Tdk為第k 次怠速測(cè)試時(shí)間，s，Tdk=300 s；P 為測(cè)量次數(shù)，P=3為Qld的校正值，L/h。

通過(guò)公式（8）計(jì)算出Qld=1.21 L/h。將Qld=1.21 L/h 代入公式（1），計(jì)算出=1.24 L/h。通過(guò)公式（9）可知，怠速工況燃料消耗量Q1=1.24 L/h。

2.5 綜合燃料消耗量計(jì)算

綜合燃料消耗量的計(jì)算公式如下，

式中：Q 為綜合燃料消耗量，L/100 km；n 為等速工況速度點(diǎn)的個(gè)數(shù)，n=6；vui為第i 個(gè)等速工況速度點(diǎn)，km/h，見表5；Kui為第i 個(gè)測(cè)試車速下的等速工況權(quán)重系數(shù)，見表6；Ku、Ka、Kl分別為等速工況、加速工況、怠速工況燃料消耗量的時(shí)間權(quán)重系數(shù)，見表6；Sa為加速工況平均加速距離，m；Saj為第j 次加速距離，m，見表7；Ta為加速工況平均加速時(shí)間，s；Taj為第j 次加速時(shí)間，s，見表7；m 為加速工況測(cè)量次數(shù)，m=4。

通過(guò)公式（10）、公式（11）、公式（12）計(jì)算出綜合燃料消耗量Q=25.5 L/100 km。

2.6 單位旅客周轉(zhuǎn)量的綜合燃料消耗量計(jì)算

單位旅客周轉(zhuǎn)量的綜合燃料消耗量按照如下公式計(jì)算：

式中：Q′為單位旅客周轉(zhuǎn)量的綜合燃料消耗量，L/（1 000 p·km）；Q 為綜合燃料消耗量，L/100 km，Q=25.5 L/100 km；M 為試驗(yàn)樣車的額定載客人數(shù)，人（p），M=55 人（p）。

通過(guò)公式（13）計(jì)算出單位旅客周轉(zhuǎn)量的綜合燃料消耗量Q′=4.7 L/（1 000 p·km）。

2.7 符合性判定

JT/T 711-2016 標(biāo)準(zhǔn)中的“表1 柴油客車燃料消耗量限值”規(guī)定：11～12 m 高級(jí)客車對(duì)應(yīng)的燃油消耗量限值（第四階段）為26.4 L/100 km。試驗(yàn)樣車的綜合燃料消耗量與第四階段燃油消耗量限值的對(duì)比見表9。

表9 綜合燃料消耗量測(cè)試結(jié)果與JT/T 711-2016 標(biāo)準(zhǔn)中第四階段限值對(duì)比

從表9 可知，該營(yíng)運(yùn)客車的綜合燃料消耗量符合JT/T 711-2016 標(biāo)準(zhǔn)中第四階段燃料消耗量限值。

3 結(jié)論

本文選取某品牌營(yíng)運(yùn)客車作為試驗(yàn)樣車，基于JT/T 711-2016《營(yíng)運(yùn)客車燃料消耗量限值及測(cè)量方法》中所規(guī)定的試驗(yàn)方法，對(duì)等速、加速、怠速3 種工況的燃料消耗量進(jìn)行了測(cè)試，通過(guò)計(jì)算得到了該試驗(yàn)樣車的綜合燃料消耗量。結(jié)果表明，該試驗(yàn)樣車的綜合燃料消耗量低于JT/T 711-2016 標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的第四階段綜合燃料消耗量限值，符合道路運(yùn)輸營(yíng)運(yùn)客車綜合燃料消耗量的準(zhǔn)入條件。該測(cè)試流程可為后續(xù)的營(yíng)運(yùn)客車燃料消耗量測(cè)試提供參考。