宋业建,贺子龙,陈龙华,高波,刘建祥
(安徽江淮汽车股份有限公司技术中心,安徽合肥 230601)
我国轻型商用车第III阶段油耗法规浅析
宋业建,贺子龙,陈龙华,高波,刘建祥
(安徽江淮汽车股份有限公司技术中心,安徽合肥 230601)
全球汽车油耗法规不断加严的背景下,我国汽车特别是轻型商用车油耗的加严也势在必行。为了更好地应对轻型商用车最新的第III阶段油耗法规要求,对法规进行了分析,包含法规的评价方法、与乘用车第IV阶段限值的对比。针对轻型商用车提出了从整车和发动机角度的节油技术措施,可实现18.5%的油耗改善,基本上能满足从第II阶段油耗向第III阶段油耗升级的要求。
轻型商用车;油耗法规; 第III阶段;应对策略
汽车不仅可以改善人们的出行方式,提高生活品质,还可以用于载货运营,为人们创造财富和商机。人们在享受汽车带来的利惠时,也品尝了由燃料消耗引发的环境问题的苦果。一方面,全球性的温室效应越发明显;另一方面,世界原油可用量也在逐年减少。为了保证汽车行业的健康可持续发展,世界范围内生产和销售汽车的主要国家和地区围绕节能减排,纷纷出台新的法规、政策,在原有基础上均有了大幅度的加严。
针对轻型商用车,欧洲要求CO2排放目标由2012年的180.2g/km下降至2020年的147g/km,降幅为18.4%;美国要求到2020年CO2排放目标为162g/km;日本要求到2022年平均燃料经济性水平达到17.9km/L,比2012年的14.2km/L降幅约20.7%。
我国汽车总体油耗相比欧洲、日本存在较大的差距。为了降低轻型商用车油耗,我国于2007年发布实施第一部油耗限值法规GB20997-2007《轻型商用车辆燃料消耗量限值》,要求车辆必须按照规定的实施时间达成第Ⅰ、Ⅱ阶段限值要求。国务院于2012年发布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2016—2020年)》也对未来轻型商用车平均燃料消耗量提出了要求,即到2020年使轻型商用车新车燃料消耗量接近国际先进水平。为了促进我国轻型商用车的健康发展,缩小与国际先进水平的差距,第二部油耗限值法规GB20997-2015《轻型商用车辆燃料消耗量限值》也应运而生,明确了第Ⅲ阶段油耗的限值要求和实施的时间。为了深入地理解最新法规的关注点,并提出合理的应对方法,以下对法规作详细的介绍。
轻型商用车指的是能够燃用汽油或柴油燃料,最大设计车速大于等于50km/h的N1类和最大设计总质量不超过3 500kg的M2类车辆。法规对不能燃用汽油或柴油的车辆,以及专用车辆不适用[1]。N1类车辆指的是最大设计总质量不超过3 500kg的载货车辆,M2类车辆指的是包括驾驶员座位在内、座位数超过9个且最大设计总质量不超过5 000kg的载客车辆[2]。
标准最大的变化是不再采用“最大设计总质量与排量”作为燃料消耗量评价参数,而是与M1类乘用车相同,采用“整备质量”作为燃料消耗量评价参数。前期以“最大设计总质量与排量”为评价参数,主要是考虑到我国轻型商用车在功能、燃料方面具有多样性的特点[3]。但在标准的实施过程中暴露了一些问题:(1)监管的难度较大;(2)无法避免通过申报较高最大设计总质量获得更加宽松限值的情况;(3)抑制发动机小型化技术的发展。以“整备质量”为评价参数,能有效地规避上述不合理的问题,且能与燃料消耗量测量方法的参数统一。
标准继续采用燃料消耗量限值的评价体系,即单车必须满足限值要求,如不满足就不允许出售,且暂不采用企业平均燃料消耗量CAFC评级体系。同时,保留了汽油机和柴油机,N1类和M2类在限值上的差异化,且每一类型车辆继续考虑了特殊车辆相比普通车辆在限值上有5%的宽松,但取消了自动变速箱的优惠,保留了N1类全封闭厢式车辆、N1类罐式车辆和全轮驱动车辆。各类型车辆的第Ⅲ阶段限值见表1、2。以整车整备质量为基准,共划分为16个质量段,每个质量段设定对应的限值。随着质量的增加,燃料消耗量限值也相应地增加。与柴油车相比,汽油车的限值相对宽松。与N1类车型相比,M2类车型的法规要求更为严格。
表1 N1类车辆第Ⅲ阶段油耗限值
表2 M2类车辆第Ⅲ阶段油耗限值
如图1—2所示:与乘用车第IV阶段限值相比,从油耗的角度,N1类汽油车的限值平均高2.9%,N1类柴油车的限值平均低8.5%;M2类汽油车的限值平均高1.2%,M2类柴油车的限值平均低11.6%。汽油车的限值基本接近乘用车第IV阶段限值,柴油车的法规限值较乘用车第IV阶段限值平均低10%。从整备质量的角度,汽油车在整备质量段为1 800~2 200kg时,限值要求相对更严格,柴油车在整备质量段不小于1 800kg时,限值要求相对更严格。总体而言,轻型商用车的法规要求是非常苛刻的,且一定程度上抑制柴油车的发展,鼓励汽油车的发展。
对新认证车,标准的执行日期为2018年1月1日;对在生产车,执行日期为2020年1月1日。故仅满足第II阶段的新车型必须在2018年1月1日前完成公告认证,市场上的在售老车型只能销售至2020年。
自2016年4月1日起在东部11省市开始施行国V排放标准,其中轻型柴油车国V将于2018年1月1日在全国范围施行,这意味着排放和油耗的升级时间基本相同[4]。因此,在考虑油耗升级的同时,应当以不能牺牲排放为前提。同时,因轻型商用车主要用于载客运营,消费者对成本增加是非常敏感的,选择节能技术时应优先选用性价比高的方案。
华从波等[5]对乘用车的节能技术进行了研究,一部分也适用于轻型商用车,见表3。
表3 节油技术汇总清单
整车类的节油技术除减轻质量有待评估外,其他技术的成本和涉变量较小,建议优先选用。发动机类节能技术仅保留3项不分汽、柴油的通用节能技术,成本和涉变量也较小,建议优先选用。起停技术虽有较好的节能效果,但因影响排放,需要评估后再使用。
对于与限值差距较小的车辆,应用表3的节能技术就可以满足要求。对于与限值差距较大的车辆,可考虑汽油机+混合动力匹配轻型商用车的方案,一方面柴油机排放升级的成本相当高昂,汽油机国V排放达成相对容易且价格与柴油机排放升级相当,另一方面相同整备质量段汽油车的限值门槛低于柴油车。
通过轻型商用车第Ⅲ阶段油耗法规的导入,将进一步推动我国商用车企业的技术革新,实现改善车辆燃油经济性的目的。各个主机厂应当结合自身的产品特色,识别和应用新的节能技术,实现发动机和整车的升级换代。同时,可适当考虑混合动力或纯电动的方案。
【1】GB20997-2015轻型商用车燃料消耗量限值[S].
【2】GB/T15089-2001,机动车辆及挂车分类[S].
【3】王兆,金约夫,郑天雷,等.中国汽车节能标准法规体系现状、进展及后续发展重点[J].节能,2011(11/12):31-33.
【4】关于实施第五阶段机动车排放标准的公告[EO/BL].http://www.catarc.org.cn/Upload/file/bzyj/PDF/zhengqiuyijian-sc32-1-bzsm.pdf.
【5】华从波,贺子龙,韩震,等.浅谈乘用车油耗法规及应对策略[J].农业装备与车辆工程,2015(10):73-76.
HUACongbo,HEZilong,HANZhen,etal.DiscussiononPassengerCar’sFuelConsumptionStandardandCountermeasures[J].AgriculturalEquipment&VehicleEngineering,2015(10):73-76.
AnalysisoftheIIIPhaseFuelConsumptionforLightDutyCommercialVehicle
SONGYejian,HEZilong,CHENLonghua,GAOBo,LIUJianxiang
(Research&DevelopmentCenter,AnhuiJianghuaiAutomobileCo.,Ltd.,HefeiAnhui230601,China)
Underthetrendofglobalcontinuouslystrictfuelconsumptionregulationsforvehicles,thedemandofsavingfuelforlightdutycommercialvehiclesisbecomingincreasinglyurgent.InordertomeettherequirementsofnewlyreleasedIIIphasefuelconsumptionregulationoflightdutycommercialvehicles,itwasnecessarytoanalyzetheevaluationmethodsoftheregulationandthedifferencecomparingwiththeIVphasefuelconsumptionregulationofpassengercar.Techniquesolutionsforfuelsavingoflightdutycommercialvehiclesweresuggestedfromtheaspectofvehicleandengine,whichwouldachievetotal18.5%improvement,basicallysatisfyingtheupgradinglimitsfromtheIIphasefuelconsumptionregulationtotheIIIphase.
Lightdutycommercialvehicles;Fuelconsumptionregulation;IIIphase;Improvingstrategy
2016-04-25
宋业建(1981—),男,助理工程师,主要研究发动机节能技术。E-mail:hezilong007@163.com。
U467.4+9.8
B
1674-1986(2016)07-051-03