营运货车燃料消耗量不确定度的评定

林明瀚

摘 要：影响营运货车燃料消耗量的因素很多，在营运货车燃料消耗量测试过程中，人们对测量结果的有效性和可信度存在疑问，将不确定度评定方法应用于营运货车燃料消耗量的测量可以解决上述问题。

关键词：营运货车 燃料消耗量 不确定度

1 引言

随着人民生活水平的提高，汽车日益普及，无论是家用汽车还是营运车辆都日渐增多。在这种情况下，人们对汽车的油耗也更加关注。近些年来，不论是国内标准还是国外标准，对汽车油耗的要求都更加严格。2016年，中华人民共和国交通运输部发布了行业标准JT/T 719-2016《营运货车燃料消耗量限值及测量方法》，对营运货车油耗测量方法进行进一步的细化。除了原本的等速油耗试验外，标准引入了加速油耗试验和怠速油耗试验，更加全面的评估营运货车的综合油耗。作为检测机构，在对营运货车油耗测量时，不但要准确的测量出营运货车的油耗，还应对影响营运货车油耗的各方面因素进行分析，对测量结果的有效性和可信度进行评估，以得出一个准确可信的测量结果。

2 营运货车油耗测量结果不确定度分析

根据JT/T 719-2016《营运货车燃料消耗量限值及测量方法》，营运货车综合油耗分为三部分，等速油耗、加速油耗、怠速油耗。营运货车综合油耗数学模型为：

Q=

（Qu为等速油耗测量结果，vui为目标速度值，kui为该目标速度值等速油耗的权重，ku为等速油耗工况权重；Qa为加速油耗测量结果，ka为加速油耗工况权重，Sa为加速油耗工况平均加速距离，Ta为加速油耗工况平均加速时间；Ql为怠速油耗测量结果，kl为怠速油耗工况权重）。在数学模型中，除了三个测量结果外，其他部分都为常数（Sa/Ta可视为常数）。故而，先单独计算出等速油耗、加速油耗、怠速油耗测量结果的不确定度，再得出营运货车综合油耗不确定度。本标准中，测量结果根据气压、温度、燃油密度将测量结果校正到标准状态，以排除环境条件和燃油差异对测量结果的影响，所以，不考虑这部分因素引入的不确定度。

2.1 等速油耗不确定度

综合等速油耗数学模型为：Qu

（vui为第i个等速油耗目标车速，kui为第个等速油耗目标车速的权重，为第i个等速油耗目标车速的测量结果，根据标准n为5）。在本模型中，在确定车型的情况下，vui和kui为常数。

等速油耗数学模型：（单位为l/100km；lj为第j个燃料流量测量值，单位为ml；Sj为第j个距离测量值，单位为m，按照标准规定S为500m；m为测量次数，根据标准m为4）。的不确定度分为两部分，A类不确定度和B类不确定度。A类不确定度是由测量重复性带来的，可通过标准差计算。B类不确定度是由测量仪器误差带来的，本公式中使用的仪器为流量传感器和距离传感器，按照标准要求流量传感器和距离传感器精度均为±0.5%。

2.2 加速油耗不确定度

加速油耗数学模型为：

（Qa单位为l/100km；Qak为第k个燃料流量测量值，单位为ml；Sak第k个距离测量值，单位为s；p为测量次数，根据标准为4）。Qa的不确定度分为两部分，A类不确定度和B类不确定度。A类不确定度是由测量重复性带来的，可通过标准差计算。B类不确定度是由测量仪器误差带来的，本公式中使用的仪器为流量传感器和距离传感器，按照标准要求流量传感器和距离传感器精度均为±0.5%。

2.3 怠速油耗不确定度

怠速油耗数学模型为：

（Ql单位为l/h；Qdh为第h个燃料流量测量值，单位为ml；Tdh第h个距离测量值，单位为s；r为测量次数，根据标准r为3）。Ql的不确定度分为两部分，A类不确定度和B类不确定度。A类不确定度是由测量重复性带来的，可通过标准差计算。B类不确定度是由测量仪器误差带来的，本公式中使用的仪器为流量传感器和时间传感器，按照标准要求流量传感器精度为±0.5%，时间传感器精度为±0.1s。

3 营运货车油耗测量结果不确定度评定

文章以标准规定的汽车单车为样本，对其油耗测量结果进行不确定度评定。

3.1 等速油耗不确定度评定，见表1

首先，根据贝塞尔公式分别计算出5个目标车速下A类不确定度uA（）。再对等速油耗数学模型求偏微分，得出距离不确定度灵敏系数和流量不确定度灵敏系数（为目标车速下m组流量读数均值，单位ml；为目标车速下m组距离读数均值，单位m；根据标准m为4）。

然后，合成等速油耗不确定度，u（）=

（为距离传感器精度，为±0.5%；u（l）为流量传感器精度，为±0.5%）。

最后，合成综合等速油耗不确定度，根据数学模型，=0.091（l/100km）。

3.2 加速油耗不确定度评定，见表2

首先，根据贝塞尔公式计算A类不确定度uA（Qa）。再对加速油耗数学模型求偏微分，得出距离不确定度灵敏系数和流量不确定度灵敏系数（为目标车速下p组流量读数均值，单位ml；为目标车速下p组距离读数均值，单位m；根据标准p为4）。

然后，合成加速油耗不确定度，=0.194（单位l/100km；u（s）为距离传感器精度，为±0.5%；u（l）为流量传感器精度，为±0.5%）。

3.3 怠速油耗不确定度评定，见表3

首先，根据贝塞尔公式计算A类不确定度uA（Ql）。再对怠速油耗数学模型求偏微分，得出时间不确定度灵敏系数和流量不确定度灵敏系数（为目标车速下p组流量读数均值，单位ml；为目标车速下p组时间读数均值，单位s；根据标准p为3）。

然后，合成加速油耗不确定度，=0.006（单位l/h；u（s）为时间传感器精度，为±0.1s；u（l）為流量传感器精度，为±0.5%）。

3.4 营运货车综合油耗不确定度评定

分别计算等速油耗灵敏系数C7=

，加速油耗灵敏系数

和怠速油耗灵敏系数

（uvi为目标速度值，kvi为该目标速度值等速油耗的权重，kv为等速油耗工况权重；ka为加速油耗工况权重，Sa为加速油耗工况平均加速距离，Ta为加速油耗工况平均加速时间；kl为怠速油耗工况权重）。

然后，合成营运货车综合油耗不确定度，=0.083（l/100km）。

3.5 扩展不确定度评定

本次营运货车综合油耗测量结果不确定度取置信概率95%区间计算扩展不确定度，U（Q）=k×u（Q）=0.166（l/100km），k=2。

本次营运货车综合油耗测量结果为19.7 l/100km，其相对扩展不确定度为0.84%，k=2。

4 结论

测量不确定度是对测量准确度的量化评估，反映了测量结果的准确性和可信度。一个完整的测量结果包括两方面内容：一是测量值，即当次测量结果的估计值；二是测量不确定度，反映了当次测量结果的准确度。

参考文献：

[1] JT/ 719-2016 《营运货车燃料消耗量限值及测量方法》.

[2] JJF 1059.1-2012 《测量不确定度评定与表示》.

[3] JJF 1059.2-2012 《用蒙特卡洛法评定测量不确定度》.