某轻型汽车整车排放Ⅰ型试验与过程数据优化的浅析

刘朋朋，任晓惠

（江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

某轻型汽车整车排放Ⅰ型试验与过程数据优化的浅析

刘朋朋，任晓惠

（江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

我国于2005年4月份发布轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ阶段），标准要求于2007年7月1日实施，而全国正式实施为2014年1月份。为适应国Ⅳ排放标准，需要多次实测及并优化数据，把我公司轻型汽车产品排放控制在国家标准限值以内，符合标准要求。针对摸底试验的结果，优化发动机及整车数据，以此提升了产品竞争力。

排放试验；整车；数据优化

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.01.037

CLC NO.:U467.1 Document Code:B Article ID:1671-7988(2016)01-108-03

引言

为应对日趋严格的整车排放法规，轻型载货车整车与发动机在开发和设计时，应提前识别与排放相关的工作，如后处理采用EGR技术路线或SCR技术路线，均需从使用成本、技术可行性、维修方便性等方面充分考虑，以此在整车排放试验中达到排放标准限值的要求。型式核准试验项目为：Ⅰ型试验，为常温下冷起动后排气污染物排放试验；Ⅴ型试验，为污染物控制装置耐久性试验，即80000公里耐久试验；车载诊断OBD系统试验共计三大类。

1、Ⅰ型试验描述

样车：样车是一款4X2厢式车，设计总质量3150 kg，整备质量2020 kg，搭载4缸柴油机，手动变速箱，单级减速后驱动桥，整车排量为2.0L，满足国Ⅳ标准限值的轻型柴油车，整车基本参数如表1所示。

试验设备：在国家客场质量监督检验中心的汽车排放试验室进行，试验室设备采用从英国进口的CH-DY型号底盘测功机和从日本进口的MEXA7200HLE超低排放分析系统，底盘测功机的分析系统在试验前进行标定。

排放试验过程对排放试验结果的影响要素：

（1）设备因素，底盘测功机的道路阻力模拟和采样分析系统的采用和分析的准确度；

（2）试验条件的控制，包括样车状态、油品、预置、环境条件等因素；

（3）驾驶人员和检测人员的操作，包括驾驶员的驾驶响应时间、检测人员对CVS流量和分析仪器量程的选择。

国此车辆状态和油品由车辆申请厂家自行控制，而其它的影响因素则由检测机构工作人员，多次试验总结，让其试验设备处于最优状态来实现。

2、Ⅰ型试验方法分析及过程优化

GB18352.3-2005规定，针对Ⅰ型试验国内的车企可采用查表法，即按表查测功机吸收作用在驱动轮上的负荷，滚动阻力当量值和空气阻力系数当量值，进而计算出底盘测功机吸收的总负荷，对试验车辆进行加载试验。也可选择采用道路滑行阻力测量方法，以等速滑行试验测算整车的滚动阻力和空气阻力，计算吸收的功率和负荷。查表法以整车企业来说，周期短，试验误差小，但进行过程优化空间较小，可能使排放限值无法进行更好的提升。滑行法可以根据车速与时间的关系计算汽车的滑行阻力和空气阻力，再设定底盘测功机进行道路模拟试验，进行对比分析。特点试验周期长、对试验样车状态要求较高，但可根据阻力值，调整了发动机的万有特性区间的分布，优化了传动系的速比等，使其对整车排放结果进行改进。

表1 整车参数

Ⅰ型试验环境温度24.8℃，环境湿度46.6%，大气压力99.1kPa。

样车放置在带有负荷和惯量模拟的底盘测功机上，按规定的城区循环15个工况、城郊循环13个工况，变速箱需由Ⅰ档起步，且最高车速不能高于15km/h，试验共进行19分 40秒，第一次排放试验结果，如图1所示：

图1 第一次Ⅰ型试验结果

如图1所示：HC超出119%，Nox是在限值以下，其它排放污染物指标劣化后也符合限值要求，油耗基于GB20997-2007《轻型商用车辆燃料消耗量限值》10L/KM来说，几乎接近限值，表现较差，亟需提高。

2.1 对样车性能进行提升控制

轮胎气压的控制：检测轮胎气压，标准限值为0.45Mpa，对轮胎气压进行实测，转向轮右侧为0.39Mpa，左侧为0.42Mpa，驱动轮胎两侧为0.40Mpa，均低于0.45Mpa，不同的胎压将直接影响整车的行驶阻力，势必影响排放，按标准要求对轮胎进行补气，满足排放试验要求。

ABS控制器和电瓶的控制：检测整车有无故障代码，发电机要正常工作，电瓶的容量要为满负荷，带ABS的车辆，在底盘测功机上，可能由于前、后轮的转速超出ABS控制器对轮速的合理性判断，导致整车内阻大，都应该进行检查。

对整车进行保养，更换机油、变速箱油、后桥油、空滤、柴滤，之后，在底盘测功机上进行80km/h匀速磨合500km。

2.2 对发动机及后处理零部件进行优化

拆掉了安装了Noxsensor和AVL439的过渡管，避免漏气及采样废气造成的误差。

更换发动机EGR电磁阀，推迟主喷提前角（3deg），同时增加进气量（50mg），并对发动机喷油的轨道压力提升，进行二次试验，结果如图2所示：

图2 第二次Ⅰ型试验结果

从图2可以看出，对样车性能提升效果明显，初步可以说明，第一次试验样车本身阻力较大，导致油耗较高，而整改后的油耗为8.472L/KM，但是HC值还是过高，几乎没有裕度可言。为改善这种情况，对发动机自身软件及关键零部件进行更换及优化。

关闭发动机65码以上的预喷装置，继续优化喷油的轨道压力，更换EGR阀执行器，换成了强检样车上的EGR执行器，将发动机后热从90s延长到180s，并对优化的数据重新植入ECU，为第三次试验作准备。

3、改进后的方案试验与结果

在既定的时间段内不同车速对应的污染数据变化如下：

图3 HC含量

图4 Nox含量

图5 CO含量

从以上试验数据看出，环境温度和发动机温度可能对HC和CO试验结果产生影响。目前排放污物结果均满足GB 18325.3－2005标准要求的限值。

接下来由检测机构人员，进行全程监控试验，标准要求对样车预置时间为6—36h,对预置室环保温度为20℃－30℃，试验保证机油和冷却液温度达到室内温度。而我们要求检测机构预置时间为大于16h,试验结果如下：

图6 为整车在底盘测功机试验

4、结论

在国Ⅳ排放轻型柴油车Ⅰ型试验时，对试验结果影响的因素：

1）样车状态，主要为轮胎气压、整车电气电压稳定性及整车的保养。交付检测机构试验前，可由整车认证试验人员完成整车检查及保养，保证样车处于最佳状态；

2）整车中发动机EGR电磁阀、喷油的轨道压力的调节，推迟主喷提前角，同时增加进气量，来达到降低HC含量，此工作主要由整车动力匹配和发动机标定人员共同商讨实施；

3）道路阻力的设定，时间允许的条件下，道路滑行的阻力要低于标准推荐的阻力，即使用道路滑行阻力的排放结果要低于使用标准推荐阻力的排放测量结果；

4）车辆预置的影响，主要取决于预置温度的高低及稳定情况，在试验中，若只考虑满足标准而不进行严格控制，定会造成试验结果波动较大。从ECU的控制来看，预置温度赿接近30℃，点火时的喷油量越少，产生的CO和HC排放量会越低；

5）检测机构驾驶人员操作可能对排放结果产生影响，此时需要和检测机构进行沟通，使其安排有经验的驾驶员进行试验，并对操作曲线进行分析；因此只有注重以上因素的影响，在进行国Ⅳ轻型柴油车Ⅰ型排放试验时，才能得到一个准确的排放测量结果。

[1] 余志生，汽车理论[M].北京：机械工业出版社,2009.

[2] GB18352.3－2005轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ阶段）[s].

[3] GB20997-2007，轻型商用车辆燃料消耗量限值[s].

[4] GB/T 12545.2-200l,商用车辆燃料消耗量试验方法 [s].

[5] 韩宗奇,李亮,测定汽车滑行阻力系数的方法[J],汽车工程,2002 (4)．

[6] GB/T 12536-1990,汽车滑行试验方法 [s].

The analysis of the first test and process data optimization for the vehicle emission of a light vehicle

Liu Pengpeng, RenXiaohui
( Jianghuai automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

In China in April 2005 release of emissions of pollutants from light-duty vehicles limits and measurement methods (China III, IV stage), standard on July 1, 2007 implementation, while the formal implementation of the country in January 2014. To meet the country IV emission standards, we need to measure and optimize the data, the emission control of our company light vehicle products within the national standard limits, and meet the standard requirements. According to the diagnostic test results, optimization of engine and vehicle data, so as to enhance the competitiveness of products.

Discharge test; Vehicle; Data optimization

U467.1

B

1671-7988(2016)01-108-03

刘朋朋，就职于江淮汽车技术中心轻型商用车研究院。