輕型車美標油耗有何測試方法

　　在全球排放和油耗法規(guī)里美國標準是最為嚴格的，從中國油耗法規(guī)不斷加嚴的現(xiàn)實國情出發(fā)，對輕型車美標油耗的測試方法進行研究是很有必要的。美國最新油耗測試方法包括了五個循環(huán)工況，涵蓋了低溫啟動，空調使用，野蠻駕駛等實際車輛行駛中會遇到的情況，對車輛的考核比較全面務實。

　　1 引言

　　中國現(xiàn)行的油耗測試方法是根據(jù)歐盟已經實施多年的工況循環(huán)和測試方案來制訂的。根據(jù)中國的實際國情看，該方案存在變速工況少，測試時間短，高速行駛時間短等問題，造成測試結果與實際用戶使用情況差別較大。而美國采用的FTP75 循環(huán)變速行駛頻繁而且規(guī)律性差，更為貼近實際使用情況，并且在2008年又增加了高速/加速，空調和低溫等工況，來更加準確和全面的對車輛的燃油經濟性進行評價。

　　現(xiàn)行的聯(lián)邦輕型車燃油消耗量標簽值是采用五種工況循環(huán)進行測試，并對測試結果進行加權計算得到。五種工況包括FTP75循環(huán)，低溫FTP75循環(huán)，SC03循環(huán)(空調)，HWFET循環(huán)(高速)和US06循環(huán)(野蠻駕駛)。相比于歐盟的NEDC循環(huán)，該方案對車輛的燃油經濟性考核更為全面務實。根據(jù)目前中國油耗法規(guī)不斷加嚴的發(fā)展趨勢以及中國輕型車實際道路行駛的情況來看，對美標油耗法規(guī)的測試方法進行相關研究是十分有必要的。

　　2 工況循環(huán)測試方法研究

　　2.1 FTP75循環(huán)

　　FTP75循環(huán)由冷啟動，瞬態(tài)和熱啟動三部分組成，熱啟動在2部結束后發(fā)動機停機10分鐘后開始。循環(huán)全長17.77km，時長1874秒，平均車速34.1km/h。

　　該循環(huán)試驗為冷啟動試驗，運行一個UDDS循環(huán)作為預處理，浸車溫度為68F～86F(20～30攝氏度)，浸車時間12～36小時。試驗溫度同樣為68F～86F(20～30攝氏度)，冷卻風機定量送風，風量為5300cfm(9010m?/h)，試驗時發(fā)動機機艙蓋需打開。此外需要注意的是，除THC外其余氣體的氣袋采樣流量不能小于0.17cfm(4.8L/min)，F(xiàn)ID及HFID的THC采樣流量不能小于0.066cfm(1.87 L/min)。

　　2.2 低溫FTP75循環(huán)

　　低溫FTP75循環(huán)工況與FTP75循環(huán)相同，以UDDS循環(huán)作為預處理，浸車溫度為10F～30F(-12～-2攝氏度)，浸車時間12～36小時。試驗時平均溫度應為15F～25F(-10～-4攝氏度)，冷卻風機設置及氣袋采樣流量要求均與FTP75相同，試驗時發(fā)動機機艙蓋需打開。

　　在試驗過程中應將空調開關關閉，但需利用加熱器和風扇對前車窗進行除霜除霧。加熱器應設置在最大加熱狀態(tài)，將氣流吹向前車窗，空氣循環(huán)為外循環(huán)，風扇關閉。在測試的第2個加速(125秒)，應將風扇開啟并迅速調至最大速度，該設置應在130秒時完成。持續(xù)至第6個怠速(505秒)時，應將風扇速度設置在空氣流動的最低方式，之后測試的其余部分風扇速度根據(jù)經驗進行控制。

　　2.3 SC03循環(huán)

　　SC03循環(huán)是美國法規(guī)的一個補充循環(huán)，目的是反映在使用空調時發(fā)動機負荷，排放及燃油經濟性情況。循環(huán)全長5.8km，時長596秒，平均車速34.8km/h，最高車速88.2km/h。

　　SC03為熱啟動試驗。若試驗距上次排放試驗小于2小時，則可運行505，866，highway， SC03，US06中任一循環(huán)作為預處理，否則則應運行UDDS作為預處理。預處理環(huán)境條件應與試驗時相同。

　　試驗時環(huán)境平均溫度為93F～97F(34～36攝氏度)，光照強度850±45w/m2，測點為車輛前后窗底部中心線。試驗時迎面風機跟蹤車速，發(fā)動機艙蓋關閉，并將所有車窗關閉。

　　將空調設置為最大，風量設置為最大，溫度為最涼的狀態(tài)，內循環(huán)。車輛起動前空調就應處于ON的狀態(tài)。

　　2.4 US06循環(huán)

　　US06循環(huán)是美國法規(guī)的一個補充循環(huán)，主要是為了彌補FTP75循環(huán)的不足，反映車輛高速或高加速度時的狀態(tài)。循環(huán)全長12.8km，時長596秒，平均車速77.9km/h，最高車速129.2km/h。

　　US06循環(huán)預處理原則與SC03循環(huán)相同，環(huán)境條件應與試驗時相同。試驗時環(huán)境溫度為68F～86F(20～30攝氏度)，冷卻風機定量送風，風量為15 000 cfm，發(fā)動機機艙蓋應打開。

　　進行US06測試時，在指定的時間范圍內，若油門大于或等于85%的全開位置(WOT)，則應通過測功機減載使油門開度降到85%的全開位置以下。指定的5個時間段為：49～69s;83～97s; 135～165s;315～335s;568～583s。在規(guī)定時間段內若油門位置小于85%WOT測功機應恢復至原載荷加載。

　　2.5 HWFET循環(huán)

　　HWFET循環(huán)主要模擬車輛在高速公路上的行駛狀況，全長16.45km，時長765秒。測試包括兩個HWFET循環(huán)，兩循環(huán)之前為15秒的怠速工況，第1個循環(huán)是預處理，第2個是正式試驗。

　　HWFET為熱啟動試驗。若試驗距上次排放試驗超過3小時或浸車溫度有明顯變化，則應在兩個HWEFT循環(huán)前多運行一個UDDS作為預處理。預處理環(huán)境條件應與試驗時相同。試驗溫度為68F～86F(20～30攝氏度)，冷卻風機定量送風，風量為5 300cfm(9 010m?/h)，試驗時發(fā)動機機艙蓋需打開。

　　3 計算方法研究

　　美標油耗五工況加權計算結果是通過對市區(qū)階段和市郊階段分別進行加權計算，再進行總加權得到，具體的計算方法如下：

　　3.1 市區(qū)加權計算

　　CityFE=0.905×

　　3.1.1 Start FC計算

　　Start FC=0.33×

　　Start Fx=3.6×

　　BAG YFx指的是在背景溫度為75F或20F的FTP試驗(即FTP75試驗和低溫FTP75試驗)中指定的氣袋燃油消耗量，單位為MPG。

　　3.1.2 Running Fc計算

　　其中，US06 City FE指的是US06試驗中市區(qū)部分的油耗，SC03FE指的是SC03試驗中的油耗，單位均為MPG。

　　3.2 市郊加權計算

　　Highway FE=0.905×

　　3.2.1 Start FC計算

　　Start FC=0.33×

　　Start Fx=3.6×

　　BAG YFx指的是在背景溫度為75F或20F的FTP試驗(即FTP75試驗和低溫FTP75試驗)中指定的氣袋燃油消耗量，單位為MPG。

　　3.2.2 Running FC 計算

　　其中，US06 City FE指的是US06試驗中市區(qū)部分的油耗，SC03FE指的是SC03試驗中的油耗，HWFETFE指的是HWFET試驗中的油耗，單位均為MPG。

　　3.3 最終結果加權計算

　　對計算后的市區(qū)和市郊結果進行加權，得到總加權燃油消耗量，計算公式如下：

　　4 不同測試方法比較

　　由于歐盟法規(guī)和美國法規(guī)對于燃油消耗量的試驗規(guī)程和計算方法完全不同，因此車輛燃油消耗量測試結果也必然存在較大差異。為了對其差異性進行研究，本文選取了三輛不同排量的輕型汽油車(比亞迪某型車，上海大眾某型車，北京奔馳某型車)，分別根據(jù)歐盟和美國的標準進行試驗，并將結果進行比較。試驗數(shù)據(jù)如下表：

　　將試驗結果根據(jù)美標以及歐盟法規(guī)的燃油消耗量計算公式進行計算，得到三輛樣車的油耗情況如下圖：(圖中美標結果已折算為km/h)。

　　由圖可以看出：三輛樣車美標的試驗結果均高于歐標試驗結果。在市區(qū)階段，歐標循環(huán)速度變化規(guī)律，平穩(wěn)，而美標速度變化起伏較大且極不規(guī)律，而且加入了低溫下起動，空調使用等情況，因此市區(qū)階段油耗結果高于歐標，三輛樣車分別比歐標結果高約7.3%，6.3%和11.9%。在市郊階段，歐標循環(huán)速度變化平緩，勻速行駛所占比例很大，而美標循環(huán)沒有勻速行駛且速度變化起伏大，并且加入了US06急加急減速工況以及空調使用等情況，因此油耗結果高于歐標，三輛樣車美標結果分別比歐標結果高約42.8%，33.2%和30.6%�？傆秃募訖嘟Y果三輛樣車美標結果分別比歐標結果高約30.4%，27.4%和28.6%，差異很大。

　　5 總結

　　美國輕型車燃油消耗量標簽值是通過五種工況循環(huán)進行測試，并對測試結果進行加權計算得到。五種工況包括FTP75循環(huán)，低溫FTP75循環(huán)，SC03循環(huán)(空調)，HWFET循環(huán)(高速)和US06循環(huán)(野蠻駕駛)。每個循環(huán)的試驗條件和對車輛的準備各不相同。采用美標加權計算出的燃油消耗量相比于中國執(zhí)行已久的歐盟測試循環(huán)NEDC得出的燃油消耗量要高出很多，這是由于美標循環(huán)曲線變速頻繁，而且增加了空調，低溫啟動，急加減速等工況，而NEDC循環(huán)變速平穩(wěn)規(guī)律，工況相對簡單。因此可以認為美標測試方法得出的燃油消耗量更為接近實際使用情況。

　　參考文獻

　　[1] GB18352.5-2013. 輕型汽車污染物排放限值及測量方法[S].

　　[2] GBT19233-2008. 輕型汽車燃油消耗量試驗方法[S].

　　閱讀期刊：潤滑油與燃料

　　《潤滑油與燃料》本刊以馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導，全面貫徹黨的教育方針和“雙百方針”，理論聯(lián)系實際，開展教育科學研究和學科基礎理論研究，交流科技成果，促進學院教學、科研工作的發(fā)展，為教育改革和社會主義現(xiàn)代化建設做出貢獻。