不同工况对1.6L排量及以下增压车辆油耗的影响

龚香坤

摘 要：車辆油耗型式认证将有NEDC工况逐渐向WLTC和CLTC工况转变，对不同排量和发动机类型的影响不能一概而论。本研究就不同工况对小排量增压发动机的影响进行分析，以为厂家车辆标定和用户实际使用提供合理化建议。

关键词：不同工况;车辆;油耗

1 引言

2019年，工信部发布了新的《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》意见征求稿，代表了国家对车企平均油耗的要求和监管将越来越严格。但与此同时，我国现行油耗型式认证循环依然为欧盟开发的NEDC工况，通过试验对比，NEDC油耗结果与车辆实际道路油耗有一定的差距。国家也意识到现有油耗试验工况已不能满足未来形势需求，中国国家标准化管理委员会联合市场监督管理总局于2019年3月4日发布了GB/T 19233—XXXX《轻型汽车燃料消耗量试验方法》征求意见稿。征求意见稿明确了未来轻型汽车油耗试验工况曲线前期将由NEDC工况变为WLTC工况，并最终过渡至中国工况（以下简称CATC）。基于国家双积分政策的要求，小排量带增压类的整车油耗研究肯定会是车企研究的重点，基于此，本文重点研究了1.6L排量及以下增压车辆在不同工况下油耗情况，并借此为企业研发供参考。

2 试验工况对比

2.1 基本情况对比

NEDC工况，目前用于轻型汽车油耗型式认证，由1个市区运转循环和1个市郊运转循环构成，其持续时间是1180s。WLTC工况，目前用于国六轻型汽车的I型型式认证，由低速段、中速段、高速段、超高速段组成，持续时间1800s。CATC工况，我国自主开发工况，由低速段、中速段、高速段组成，持续时间1800s。如下图1所示：

2.2 各工况参数对比

本文将各工况点以1Hz频率进行分解，得到vi、ti。对各曲线在平均速度、停车时间比例、等速时间比例、相对正加速度（The Relative Positive Acceleration，RPA）方面进行对比分析：

其中

viai+：加速度大于0时的速度和加速度

T：总时间

S：循环总里程

RPA反映循环速度曲线的波动性，值越大，波动性越大，驾驶越激烈。

对比结果如下表1：

3 试验方法描述

选取10辆不同型号的车辆，进气方式均为增压中冷，具体车辆信息如下表2：

加载方法描述：均采用车辆国六滑行曲线，两驱模式下加载。

试验方法描述：同一车辆，采用相同的加载方式，相同的检验条件，分别测量其在NEDC、WLTC、CATC工况下的油耗以及排放情况。

4 试验结果分析

试验结果如下表3：

因为车辆不一样，所以本文能通过各循环工况下各段油耗占比来分析：

其中：

i：低速段、中速段、高速段、超高速段

fi：该段油耗占比

Fi：该段油耗值，L/100km

Di：该段距离，km

4.1 同一循环工况不同车辆下各段油耗占比

如图1、图2、图3所示，计算了1至10样车在NEDC、CATC、WLTC工况下各速度段油耗占比情况：

对各段油耗占比取平均值以及计算标准偏差，得到如下结果：

对于各段油耗占比，对于不同的车辆来说，WLTC工况油耗结果的稳定性大于CATC和NEDC工况，其中NEDC工况的油耗占比结果显示不同车辆各段油耗占比差距更大，更容易受到不同车辆标定数据的影响。对单个循环（NEDC/CATC/WLTC）来说，都是高速段比低速段对油耗的影响更大。

4.2 同一车辆不同循环工况油耗对比

如图4所示：

对于同一车辆不同循环工况的油耗，试验结果并未全部是增大或者减小。但是我们仍然可以从综.2合油耗的平均值方面考虑，对相同的工况曲线，将10辆样车的综合油耗取平均值，结果如下表5：

从均值上来看，对于1.6L排量及以下增压车辆来说，NEDC循环工况下试验出来的综合油耗的平均值反而比WLTC和CATC的高，CATC居中，但是跟NEDC很接近，WLTC工况下综合油耗最小。

5 结论

（1）从各曲线的对比情况来看：

NEDC：停车时间最长，行驶工况过于平缓，等速行驶的持续时长较长，平均速度居中，对于NEDC工况来说，其在匀速行驶时的油耗表现对其综合油耗影响比较大。

WLTC：平均速度最高，更接近于经济时速，但是同时驾驶行为比NEDC更激烈，但是从各车辆的WLTC油耗表现来看，对于1.6L以下的增压车辆，各速度段油耗比列很接近，不容易受到不同标定的影响，且综合油耗的平均水平也是最低的。

CATC：驾驶行为最激烈，但是停车时间与NEDC接近，虽然驾驶行为最激烈，但是由于停车时间过长，对于1.6L以下增压车辆整体情况来说，CATC的综合油耗介于WLTC和NEDC之间，更接近于NEDC的油耗。

（2）通过以上数据表明，对于1.6L及以下的增压车辆来说，各曲线对油耗的影响因车而异，但是CATC的整体影响幅度有限，WLTC工况对车辆的综合油耗试验值是有利的。厂商可以通过进一步优化标定数据，适应未来油耗曲线切换到WLTC和NEDC后的油耗标准需求。

参考文献：

[1]郭千里.WLTC 与NEDC 比较及对汽车油耗的影响浅析[J].汽车工程学报，2017（5）：196-204.

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