汽车工程师如何测试一款车的油耗?

2018-04-08 14:09:34·  来源:中汽技术信息  
 
相信很多车主都会抱怨那张“黄纸”太坑爹,自己实际油耗要高出不少。而在看完上面油耗形式的简介,相信您也会好奇,工信部的油耗是怎么测得的呢?除了路况和驾驶习惯的不同,还有什么与日常驾驶不一样的呢?让我们为您更详尽的来进行介绍。
相信很多车主都会抱怨那张“黄纸”太坑爹,自己实际油耗要高出不少。而在看完上面油耗形式的简介,相信您也会好奇,工信部的油耗是怎么测得的呢?除了路况和驾驶习惯的不同,还有什么与日常驾驶不一样的呢?让我们为您更详尽的来进行介绍。



先来说说理论油耗的测试方法,有流量计法和碳平衡法两种。流量计法是在发动机油管上串联流量计,需要拆、装发动机供油管路来直接测试消耗了多少燃油。而碳平衡法则是通过元素守恒的原理,通过测量汽车排气流量值和含碳气体浓度值,来测算消耗的燃油量。碳平衡法虽然是间接测算,但是只需将仪器管路与排气管对接即可测试,而且具有很高的准确率。因此,碳平衡法是目前主流的测试方法。



测试车辆应经过3000km磨合并车况良好测试车辆应经过3000km磨合并车况良好

工况油耗的测试首先是要求车辆的状态良好,车辆经过3000公里的磨合期后才可以进行试验,当然,车辆的行驶里程也不能超过15000km。

第一步,是在标准环境下的平直路面测试车辆的不同时速下的行驶阻力,以便在后面台架试验中来模拟行驶阻力,更加贴合实际情况。一般情况下,将车辆加速至150km/h,随后空挡滑行,使用V-BOX仪器测试。

第二步就是在底盘测功机上,接好仪器后,按照规定要求驾驶车辆,测得油耗,同时要保证车前方有变速风机,来模拟行驶时的气流,主要是为了给发动机进气和冷却提供“冷空气”。另外,在此期间是不开启空调系统的。



综合油耗测试循环图综合油耗测试循环图

综合工况油耗的测试具体驾驶规定要求如下,整个测试过程包括4个市区工况和1个市郊工况,测试完成后,便可以测得三个工况下的油耗。



市区工况油耗测试规范市区工况油耗测试规范

市区工况油耗:一个市区运转循环单元包括60秒怠速;9秒怠速、车辆减速、离合器脱开;8秒换挡;36秒加速行驶;57等速行驶;25秒减速行驶。一个循环共计195秒。其中,60秒怠速以及9秒怠速、车辆减速、离合器脱开的时间最长,占整个测试时间的35.4%。市区循环要连续进行四次。市区工况下,汽车平均时速为19公里,每个循环的理论距离为1.013公里,四个循环的总距离为4.052公里。

碳平衡 油耗测试

市郊工况油耗测试规范市郊工况油耗测试规范

市郊工况油耗:一个市郊运转循环包括40秒的怠速;10秒的怠速、车辆减速、离合器脱开;6秒的换挡;103秒的加速行驶;209秒的等速行驶;32秒的减速行驶。市郊循环进行一次,总共400秒时间。由于是市郊工况,等速行驶时间最长,占总时长的52.2%。市郊工况下,汽车平均时速为62.6公里,最高时速120公里。每个循环的理论距离为6.955公里。

综合工况油耗:综合油耗则是用市区和市郊两个循环的总排放量,除以完成这两个循环的总里程(4.052+6.995)后,利用排放量对应计算出燃料消耗值。

碳平衡法是根据质量守恒定律,汽油或者柴油经过发动机燃烧之后,排气中碳质量总和与燃烧前的燃油中碳质量总和相等。碳原子在汽油和柴油车排放中主要以一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物(如CH4等)的型式存在。

无论按照哪种循环进行油耗测试,假定汽车运行了L km,汽车运行油耗为FE km/L,燃油密度为SG kg/L,燃油中碳质量比为CWFF,那么

消耗的汽油中碳的质量=1000*SG*CWFF* L/FE

依据汽车排放测试标准,可测量出汽车依据运转循环运行L km后,可以测出排放污染物中二氧化碳、一氧化碳和碳氢化合物中碳质量比率分别为0.273、0.429、CWFHCex(=12/(12+x)),所以,

排气中的碳质量之和=(0.273*CO2+0.429*CO+CWFHCex*HC)*L

两个公式相等即可得出燃油消耗量的计算公式:

FE=1000*SG* CWFF/(0.273*CO2+0.429*CO+ CWFHCex*HC)

得出的值是KM/L

一般假定汽油、柴油的碳氢比分别为1.85和1.86,CWFF分别为0.8664和0.8658,且一般认为排气中碳氢化合物中碳的比率的经验值为0.866

以上公式进行简化变形,则:

汽油车油耗=0.1154/SG*(0.273*CO2+0.429*CO+0.866*HC)L/100KM

柴油车油耗=0.1155/SG*(0.273*CO2+0.429*CO+0.866*HC)L/100KM 
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