汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法

1、汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法the methods of evaluating vehicle fuel economy 2008 年 6 月 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第57頁(yè)摘要汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性常用一定運(yùn)行工況下汽車(chē)行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油能使汽車(chē)行駛的里程來(lái)衡量。隨著油價(jià)的攀升，近年來(lái)，汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)、汽車(chē)消費(fèi)者及國(guó)家對(duì)汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性都十分關(guān)注，油耗不論對(duì)于車(chē)主還是國(guó)家來(lái)說(shuō)都是一個(gè)十分重要的問(wèn)題，尤其對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)汽車(chē)年產(chǎn)量和保有量都在快速增長(zhǎng)、石油資源有限的大國(guó)來(lái)說(shuō)，制定更加完善的汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)具有十分重要的意義。國(guó)內(nèi)外關(guān)于汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的研究也逐漸增多，本文介紹了汽

2、車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性目前國(guó)內(nèi)外的狀況，主要有歐洲ece工況、美國(guó)ftp75工況和日本10-15工況，以及汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)節(jié)約能源，減少環(huán)境污染、國(guó)家的能源安全以及消費(fèi)者個(gè)人的意義，隨后分析了現(xiàn)行國(guó)內(nèi)外燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法的不足，汽車(chē)實(shí)際行駛過(guò)程中各種工況因素對(duì)汽車(chē)燃油消耗量的影響，最后試著提出一種新的評(píng)價(jià)方法，即采用加權(quán)平均的方法來(lái)計(jì)算汽車(chē)的燃油消耗，通過(guò)與國(guó)家燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)和類(lèi)似車(chē)型的比較來(lái)評(píng)價(jià)某類(lèi)汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性好壞。采用加權(quán)平均的方法來(lái)評(píng)價(jià)汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性，能夠把影響汽車(chē)燃油消耗的各種因素都考慮進(jìn)去，如路況因素、負(fù)載因素和汽車(chē)附件等等因素，故能較準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞：燃油經(jīng)濟(jì)性

3、工況模型 燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法abstract vehicle fuel economy is usually valued by the fuel consumption of the vehicle travelling 100 km under certain run common condition or the mileages the vehicle travelling with certain fuel. in recent years, as oil prices rising, car manufacturers, car consumers and the state ar

4、e very concerned about vehicle fuel economy, fuel consumption are a very important issue for both the owners and the countries, especially for our country which has rapid growths of car annual out put and capacity ,but the oil resources is limited, so develop more comprehensive fuel economy standard

5、s for evaluation of automotive is of great significance. at home and abroad the studies on vehicle fuel economy is gradually increasing, the paper introduce the situation of the automobile fuel economy at home and abroad, mainly introduce the europe ece model,the united states ftp75 model and japan

6、10-15 model, and the significances of automobile, fuel economy to conserving energy,reducing environmental pollution the states energy security and the personal consumer, then analysis the shortages of the current test methods domestic and international,and the various factors impacting vehicle fuel

7、 consumption in the course of the actual car travelling, on the final ,the paper try to give a new evaluation method, using the weighted average method to calculate fuel consumption of motor vehicles, and evaluating fuel economy of certain type vehicle through the comparison to the national fuel eco

8、nomy standards and similar cars.using the weighted average method to evaluate vehcle fuel economy,we can take all the factors which effect fuel consumption of vehicles into account,such as road model factors,load faotors and vehicle accessories factors and so on,so it can evaluate the vehicle fuel e

9、conomy more exactly.key words: fuel economy working condition model the methods of evaluating vehicle fuel economy 目錄第1章 緒論11.1背景介紹11.2 汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法的意義21.3 國(guó)內(nèi)外研究概況31.3.1 國(guó)外研究狀況31.3.2 國(guó)內(nèi)研究狀況51.4 本文的主要內(nèi)容61.5 本章小結(jié)6第2章 目前汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)的各種方法及指標(biāo)72.1 歐洲燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)工況及指標(biāo)72.1.1 歐洲燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)72.1.2 歐洲評(píng)價(jià)工況82.1.3 歐洲燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)8

10、2.1.4 歐洲油耗計(jì)算102.2 美國(guó)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)工況及指標(biāo)112.2.1美國(guó)燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)112.2.2 美國(guó)評(píng)價(jià)工況132.2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)122.2.4 美國(guó)油耗計(jì)算142.3 日本燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)及工況142.3.1燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)142.3.2 日本評(píng)價(jià)工況162.3.3日本燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)162.3.4 日本油耗計(jì)算172.4 我國(guó)汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)及工況172.4.1 我國(guó)燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)172.4.2 我國(guó)評(píng)價(jià)工況192.4.3 我國(guó)燃油消耗計(jì)算242.5 比較242.6 各國(guó)油耗計(jì)算方法的比較252.7 本章小結(jié)25第3章 汽車(chē)運(yùn)行工況的調(diào)查分析263.1 汽車(chē)運(yùn)行工

11、況特征263.2 汽車(chē)運(yùn)行工況特征參數(shù)對(duì)燃油消耗量的影響分析283.2.1時(shí)間特征參數(shù)對(duì)燃油消耗的影響分析283.2.2速度特征參數(shù)油耗的影響分析313.2.3 加速度特征參數(shù)對(duì)油耗的影響分析333.3 本章小結(jié)37第4章新的評(píng)價(jià)方法及試驗(yàn)方法的提出384.1 汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法384.1.1 對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)片段的分析394.1.2 試驗(yàn)工況的構(gòu)建404.2 燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法424.3 計(jì)算演示484.4 本章小結(jié)50總結(jié)及展望52全文總結(jié)52展望52致謝54參考文獻(xiàn)55第1章 緒論1.1背景介紹汽車(chē)是當(dāng)今社會(huì)的主要交通運(yùn)輸工具之一，汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展給社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)重大機(jī)遇和活力，同時(shí)也給人類(lèi)

12、社會(huì)帶來(lái)了不小的負(fù)面影響，如汽車(chē)交通事故、能源浪費(fèi)以及環(huán)境污染等。目前汽車(chē)用燃料主要是汽油、柴油、煤油等石油產(chǎn)品，世界石油資源的很大一部分都消耗在汽車(chē)上，而汽車(chē)尾氣的排放則是增長(zhǎng)最快的空氣污染源之一。在發(fā)達(dá)國(guó)家城市區(qū)域，汽車(chē)是co、no二和hc等空氣污染的主要來(lái)源。目前汽車(chē)安全、節(jié)能與環(huán)保已成為國(guó)際性的研究熱點(diǎn)和方向，是汽車(chē)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究的重要組成部分。自1973年發(fā)生世界石油危機(jī)后，各國(guó)都十分重視節(jié)約燃油，而燃油很大部分都是消耗在汽車(chē)上。近年一路上升的油價(jià)和日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，更是使汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性受到各國(guó)政府、汽車(chē)制造業(yè)和汽車(chē)使用者的重視。燃油經(jīng)濟(jì)性好，可以降低汽車(chē)的使用消費(fèi)、減少?lài)?guó)

13、家對(duì)進(jìn)口石油的依賴(lài)性、節(jié)約石油資源；同時(shí)也降低了發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的co的排放量，起到防止地球變暖的作用，同時(shí)也減少了co、no和hc等對(duì)空氣的污染。各國(guó)也制定了適合本國(guó)的燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法及相關(guān)法規(guī)來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性和控制機(jī)動(dòng)車(chē)燃油消耗，并在不斷的改進(jìn)以更好的適應(yīng)本國(guó)實(shí)際情況。近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，汽車(chē)工業(yè)發(fā)展速度也很快，每年保有量以10%以上的速度在增長(zhǎng)，轎車(chē)生產(chǎn)的速度達(dá)到1520%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)各類(lèi)汽車(chē)產(chǎn)量由1991年的70.4萬(wàn)輛增加到2001年的233.44萬(wàn)輛，平均年增長(zhǎng)率為15%，是同期世界汽車(chē)增長(zhǎng)率的10倍。2002年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量為320萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)到2010年將達(dá)到600萬(wàn)輛。而截至2

14、006年底，我國(guó)車(chē)輛保有量已達(dá)到4985萬(wàn)輛，而且，在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家轎車(chē)保有量一般占汽車(chē)車(chē)總數(shù)的70%以上，我國(guó)僅為30%左右，轎車(chē)發(fā)展空間很大，這給我國(guó)帶來(lái)了巨大的能源的壓力。同時(shí)，我國(guó)汽車(chē)技術(shù)水平相對(duì)落后，單車(chē)燃油消耗明顯高于國(guó)外。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，歐美國(guó)家的中檔轎車(chē)百公里平均耗油在6.57.5升，而我國(guó)的中檔轎車(chē)百公里油耗為8.39.2升，我國(guó)汽車(chē)每百公里平均油耗比發(fā)達(dá)國(guó)家高20%以上，其中轎車(chē)油耗比日本高20%25%，比歐洲高10%15%，比美國(guó)高5%20%。汽車(chē)燃油消耗迅速增長(zhǎng)，在我國(guó)石油消耗中所占的比例日益增大，并成為我國(guó)進(jìn)口石油增加的主要原因。汽車(chē)每年約消耗我國(guó)汽油總產(chǎn)量的85%，柴油

15、總產(chǎn)量的20%。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，截至2006年我國(guó)進(jìn)口原油達(dá)1.45億噸，成品油進(jìn)口3638萬(wàn)噸，總價(jià)值819.62億美元，創(chuàng)歷史新高，預(yù)測(cè)到2020年，我國(guó)石油需求量將超過(guò)4億噸，對(duì)外依存度將超過(guò)60%，能源短缺問(wèn)題日益加重。由于車(chē)輛的快速增長(zhǎng)，汽柴油需要量也呈現(xiàn)較大的增長(zhǎng)速度，從1995年到2002年，汽柴油需要量從7700萬(wàn)噸，增長(zhǎng)到12400萬(wàn)噸，增長(zhǎng)率達(dá)到7.04%。一般汽柴油要占到原油加工量的50%以上。原油加工量從1995年的1.49億噸，增長(zhǎng)到2000年的約2.2億噸，增長(zhǎng)率達(dá)到8.0%。高速增長(zhǎng)的石油需求給石油開(kāi)采和煉制工業(yè)帶來(lái)壓力，國(guó)內(nèi)原油資源缺乏，90年代以來(lái)，原油產(chǎn)量年均增

16、長(zhǎng)僅為250多萬(wàn)噸左右，2002年總產(chǎn)量達(dá)到1.67億噸。僅滿(mǎn)足需求量的76%左右，缺口都是由進(jìn)口原油解決。減少汽車(chē)排放、提高其燃油經(jīng)濟(jì)性和開(kāi)發(fā)新的代用燃料將對(duì)改善環(huán)境污染，緩解能源危機(jī)作出巨大貢獻(xiàn)。自從汽車(chē)誕生以來(lái)，燃油經(jīng)濟(jì)性作為重要的性能指標(biāo)之一，成為汽車(chē)技術(shù)人員多年來(lái)研究的焦點(diǎn)。近年來(lái)，由于安全及排放問(wèn)題日益突出，對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)注有所淡薄，但隨著世界性的石油危機(jī)的發(fā)生，燃油經(jīng)濟(jì)性再次被提到了議事日程。提高汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性，從總體上控制汽車(chē)燃油消耗已經(jīng)成為我國(guó)政府和汽車(chē)行業(yè)所面臨的重要課題。如果不盡早對(duì)汽車(chē)的燃料消耗量進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，并采取嚴(yán)格的控制措施，將嚴(yán)重影響我國(guó)的能源安全，影響汽車(chē)

17、工業(yè)乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。2004年10月29日我國(guó)正式出臺(tái)了首個(gè)汽車(chē)油耗強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)乘用車(chē)燃料消耗量限值（gb19578-2004），規(guī)定了汽車(chē)每百公里消耗燃油的最高指標(biāo)，填補(bǔ)了我國(guó)汽車(chē)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的空白。2006年下半年國(guó)家發(fā)改委公布了407種車(chē)型的油耗數(shù)據(jù)，標(biāo)志著我國(guó)政府已開(kāi)始重視汽車(chē)油耗對(duì)國(guó)家能源戰(zhàn)略的影響。目前的汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有等速百公里油耗單一指標(biāo)和據(jù)典型循環(huán)工況油耗綜合指標(biāo)。不同國(guó)家的循環(huán)工況也不同，目前世界上主要有美國(guó)的cafe工況、歐洲的ece工況和日本的10-15工況，其他國(guó)家地區(qū)大多以上述三種工況來(lái)制定適合本國(guó)或本地區(qū)的工況，如我國(guó)就是參照歐洲循環(huán)工況來(lái)制定

18、燃油評(píng)價(jià)工況和評(píng)價(jià)指標(biāo)。1.2 汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法的意義汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性常用一定運(yùn)行工況下汽車(chē)行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油能使汽車(chē)行駛的里程來(lái)衡量。在我國(guó)及歐洲，燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的單位為l/100km，即行駛100km所消耗的燃油升數(shù)，此值越大，汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性越差。美國(guó)的為mpg或mile/usgal,指的是每加侖燃油行駛的英里數(shù)，此數(shù)值越大，汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性越好。等速百公里燃油消耗量是一種常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)，指汽車(chē)在一定載荷（我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定轎車(chē)為半載、貨車(chē)為滿(mǎn)載）下，以最高檔在水平良好路面上等速行駛100km的燃油消耗量。但等速行駛工況并不能全面反應(yīng)汽車(chē)的實(shí)際運(yùn)行情況，特別是在市區(qū)行駛中頻

19、繁出現(xiàn)的加速、減速、怠速停車(chē)等行駛工況。因此，在對(duì)實(shí)際行駛車(chē)輛進(jìn)行跟蹤測(cè)試統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，各國(guó)都制定了一些典型的循環(huán)行駛試驗(yàn)工況來(lái)模擬實(shí)際汽車(chē)運(yùn)行狀況。循環(huán)行駛試驗(yàn)對(duì)汽車(chē)的速度、加速度、行駛時(shí)間和距離等作了詳細(xì)的規(guī)定,這種循環(huán)行駛工況包括有多種工況條件下汽車(chē)的燃油消耗狀況,例如轎車(chē)多工況燃油消耗的測(cè)定有25個(gè)工況循環(huán),稱(chēng)為轎車(chē)25工況試驗(yàn),包括怠速、加速、換檔、勻速、減速、怠速等循環(huán)行駛工況,因此通常以循環(huán)行駛工況燃油消耗量作為汽車(chē)綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo)。建立一個(gè)準(zhǔn)確的汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法，能為某一類(lèi)車(chē)輛在某一地區(qū)的能量消耗量或排放水平提供檢測(cè)依據(jù)，對(duì)汽車(chē)制造商來(lái)說(shuō)，可以給未來(lái)車(chē)輛的設(shè)計(jì)制造能提供一定

20、的指導(dǎo)作用，生產(chǎn)出更經(jīng)濟(jì)更環(huán)保的車(chē)輛；對(duì)一個(gè)國(guó)家或地區(qū)而言，結(jié)合相應(yīng)的燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)，能夠有效的迫使制造商提高汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性，控制汽車(chē)的燃料消耗量，節(jié)省石油資源，減少汽車(chē)尾氣排放對(duì)環(huán)境的影響，減少?lài)?guó)家對(duì)進(jìn)口石油的依；對(duì)消費(fèi)者個(gè)人來(lái)說(shuō)，購(gòu)買(mǎi)一輛燃油經(jīng)濟(jì)性好的車(chē)，在石油價(jià)格居高不下的今天，能夠很好的減低汽車(chē)使用費(fèi)用。要評(píng)價(jià)和控制車(chē)輛燃油經(jīng)濟(jì)性，首先要建立正確的評(píng)價(jià)燃油消耗量試驗(yàn)方法。1.3 國(guó)內(nèi)外研究概況1.3.1 國(guó)外研究狀況汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)中一個(gè)主要的方面就是對(duì)汽車(chē)燃油消耗的研究，國(guó)外對(duì)汽車(chē)燃油消耗的研究起步比較早。20世紀(jì)20年代初，國(guó)外就開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)研究，這一時(shí)期的研究多數(shù)是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)

21、進(jìn)行的，通過(guò)分析燃燒過(guò)程，改善發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，來(lái)提高燃燒效率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。隨后，由于受全球石油危機(jī)的影響，汽車(chē)燃油消耗問(wèn)題開(kāi)始日益為人們所重視，發(fā)達(dá)國(guó)家率先進(jìn)行了這方面的研究，著重對(duì)車(chē)輛自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，開(kāi)發(fā)車(chē)輛節(jié)能技術(shù)，如采用增壓裝置、霧化裝置、稀薄燃燒技術(shù)、磁化節(jié)油技術(shù)、電子化油器技術(shù)等。隨著認(rèn)識(shí)水平的不斷提高，人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到對(duì)汽車(chē)油耗的研究不能單一的改進(jìn)汽車(chē)自身的性能，還應(yīng)研究實(shí)際道路上行駛工況變化等因素對(duì)汽車(chē)燃油消耗的影響，如燃油消耗與道路設(shè)施之間、與交通流運(yùn)行特征之間的關(guān)系等。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，美國(guó)等國(guó)家對(duì)汽車(chē)燃油消耗研究開(kāi)始轉(zhuǎn)向影響交通系統(tǒng)油耗的各個(gè)要素，對(duì)運(yùn)輸系統(tǒng)燃油消耗模

22、型、節(jié)能策略等進(jìn)行了大量研究，并結(jié)合本國(guó)、本地區(qū)的實(shí)際交通狀況進(jìn)行燃油消耗規(guī)律的分析。美國(guó)、歐洲、日本都先后建立了ftp-7行駛工況、ece十eudc代表工況和japan10-15代表工況等，如圖1-1、圖1-2和圖1-3所示。并且以這些模擬實(shí)際道路運(yùn)行狀況下的行駛工況為基礎(chǔ)，進(jìn)行燃油消耗研究，這些研究為運(yùn)輸系統(tǒng)節(jié)能提供了必要的理論基礎(chǔ)，在實(shí)際中也得到了具體應(yīng)用，如世界銀行hdm模型體系等。目前各國(guó)采用的行駛工況主要來(lái)自汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家同時(shí)這些國(guó)家仍不斷地對(duì)車(chē)輛行駛工況修正和補(bǔ)充。此外，美國(guó)在二十世紀(jì)八十年代開(kāi)始在試驗(yàn)室利用碳平衡原理，采用模擬循環(huán)工況通過(guò)測(cè)排放數(shù)據(jù)來(lái)推導(dǎo)油耗值，隨后歐洲、日本

23、也開(kāi)始采用碳平衡原理結(jié)合模擬循環(huán)工況來(lái)測(cè)量油耗，目前國(guó)內(nèi)也在進(jìn)行利用碳平衡原理推導(dǎo)油耗值的研究。在油耗測(cè)量方面，美國(guó)、日本和歐洲各國(guó)汽車(chē)油耗的測(cè)試循環(huán)和測(cè)量設(shè)備各不相同，測(cè)試范圍也不全一致，但都是模擬汽車(chē)實(shí)際道路運(yùn)行狀況下，多工況法汽車(chē)油耗測(cè)試方法，主要限制產(chǎn)量較大的輕型(包括微型)車(chē)輛。歐洲法規(guī)或指令只規(guī)定了m1類(lèi)車(chē)的測(cè)試方法，且近十多年來(lái)不斷變化。早期是分別測(cè)量低速城市工況(即ece15工況)油耗和90、120km/h的等速油耗；93年開(kāi)始采用城市工況和城郊高速工況(eudc)的復(fù)合工況油耗，在排放實(shí)驗(yàn)室用碳平衡法而不是用油耗儀直接測(cè)量；2000年開(kāi)始采用冷啟動(dòng)而不是原來(lái)的熱啟動(dòng)狀態(tài)下的工

24、況法來(lái)測(cè)量油耗，以求更真實(shí)測(cè)量汽車(chē)實(shí)際油耗。以歐洲為例，1995年歐洲轎車(chē)平均排放量(采用模擬實(shí)際的冷啟動(dòng)后工況法測(cè)試循環(huán))為185g/km，2000年降低至169g/km，2008年將進(jìn)一步降低至140g/km(相當(dāng)于汽油車(chē)百公里油耗為5.9l，也是在1995年的基礎(chǔ)上減低了約25%)；美國(guó)是分別測(cè)量模擬市區(qū)(平均車(chē)速31.7km/h)和高速公路(平均車(chē)速77.4km/h)運(yùn)行狀態(tài)的工況法油耗，加權(quán)平均后作為汽車(chē)名義油耗。日本測(cè)量的是1015工況(平均車(chē)速22.7km/h)運(yùn)行下的平均油耗。 圖1-1 美國(guó)ftp75工況 圖1-2 歐洲ece工況 圖1-3 日本10-15工況1.3.2 國(guó)內(nèi)

25、研究狀況國(guó)內(nèi)對(duì)汽車(chē)燃油消耗的研究起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差距。在90年代之前國(guó)內(nèi)主要是進(jìn)行車(chē)輛節(jié)能技術(shù)的研究，近幾年才開(kāi)始對(duì)運(yùn)輸系統(tǒng)的燃油消耗規(guī)律進(jìn)行研究，如交通部公路科學(xué)研究所在“九五”期間對(duì)我國(guó)公路上燃油消耗的規(guī)律進(jìn)行了大量的調(diào)查研究，建立了適合于公路燃油消耗的預(yù)測(cè)模型（1998年）；河北公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院在“公路技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)研究”中，結(jié)合河北省公路進(jìn)行了大量的油耗調(diào)查，建立了山區(qū)和平原地帶的單車(chē)油耗、交通流油耗與運(yùn)行速度的回歸模型（2000年）；吉林大學(xué)研究了變速交通流下的車(chē)輛燃油消耗模型及北方寒冷地區(qū)低溫對(duì)燃油消耗的影響規(guī)律（2002年）；東南大學(xué)在自然基金委的支持下對(duì)城市交通系

26、統(tǒng)燃油消耗進(jìn)行了深入研究，建立了城市道路交通系統(tǒng)燃油消耗的宏觀預(yù)測(cè)模型和微觀模型，并分析了不同道路行駛、不同的行駛工況對(duì)汽車(chē)燃料消耗的影響，如針對(duì)汽車(chē)在通過(guò)信號(hào)交叉口時(shí)減速、怠速停車(chē)、加速離開(kāi)過(guò)程中的燃油消耗進(jìn)行研究，得出相應(yīng)的計(jì)算方法，建立了信號(hào)交叉口的汽車(chē)燃油消耗增量模型等（2002年）；天津內(nèi)燃機(jī)研究所以華利微型面包車(chē)和桑塔納轎車(chē)為研究對(duì)象，在天津市不同道路上對(duì)油耗進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試，獲得了大量的實(shí)際燃油消耗數(shù)據(jù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)研究了車(chē)速、加速度等行駛特征參數(shù)對(duì)實(shí)際道路燃油消耗的影響關(guān)系（2003年）；山東理工大學(xué)應(yīng)用實(shí)證對(duì)比分析的方法，以濟(jì)青高速公路和國(guó)道102線(xiàn)的實(shí)際交通情況為范例，應(yīng)用

27、統(tǒng)計(jì)方法建立了高速公路與普通公路的車(chē)速-油耗模型（2004年）；武漢理工大學(xué)通過(guò)在試驗(yàn)場(chǎng)、試驗(yàn)室以及城市道路進(jìn)行實(shí)車(chē)試驗(yàn)，模擬歐洲ece-15+eudc工況、典型城市綜合工況、典型城市高速工況等，通過(guò)油耗儀法與碳平衡法測(cè)定油耗并對(duì)油耗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，進(jìn)而分析了不同環(huán)境對(duì)油耗的影響。總的說(shuō)來(lái)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)關(guān)于汽車(chē)燃油消耗的研究正在逐漸增多。1.4 本文的主要內(nèi)容燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法是評(píng)價(jià)車(chē)輛燃油經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)準(zhǔn)，本文通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外目前的燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法、研究概況和汽車(chē)實(shí)際運(yùn)行工況，深入了解各種影響汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的因素，最后在別人相關(guān)研究的基礎(chǔ)上嘗試提出一種新的汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法，以便更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)汽車(chē)

28、的燃油經(jīng)濟(jì)性。1.5 本章小結(jié)（1）本章介紹了汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性背景；（2）介紹了燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)環(huán)境、國(guó)家及消費(fèi)者個(gè)人的意義；（3）介紹了汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性國(guó)內(nèi)外目前的研究狀況。第2章 目前汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)的各種方法及指標(biāo)一般認(rèn)為影響汽車(chē)燃油消耗的因素有30多種，概括起來(lái)主要有四大類(lèi)，即汽車(chē)自身特性，道路交通情況，自然環(huán)境和駕駛水平及習(xí)慣。到現(xiàn)在為止，研究汽車(chē)自身特性的燃油消耗較多，并且相應(yīng)的節(jié)油技術(shù)在汽車(chē)設(shè)計(jì)、制造以及使用方面已得到了廣泛的應(yīng)用，相比之下，針對(duì)其它因素的研究較少，尤其道路交通狀況對(duì)汽車(chē)燃油消耗的影響，而交通狀況等因素對(duì)汽車(chē)實(shí)際燃油的消耗有很大影響。本章主要從車(chē)輛運(yùn)行工況這方面來(lái)分析汽

29、車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)。 目前世界上汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)主要?dú)W洲的90km/h、120km/h等速百公里油耗、ece-r15循環(huán)工況評(píng)價(jià)法；美國(guó)的城市循環(huán)工況和公路循環(huán)工況法；日本的10-15工況評(píng)價(jià)法。我國(guó)的汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法主要是參照歐洲制定的。2.1 歐洲燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)工況及指標(biāo)2.1.1 歐洲燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)往往是和車(chē)輛燃油經(jīng)濟(jì)性聯(lián)系在一起的，燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)越嚴(yán)格，相應(yīng)的對(duì)車(chē)輛的燃油經(jīng)濟(jì)性要求就越高。歐洲汽車(chē)工業(yè)目前承諾通過(guò)與歐盟委員會(huì)達(dá)成的自愿協(xié)議來(lái)消減乘用車(chē)二氧化碳排放。1998年 3月簽訂的 acea(associationdes

30、constructeurs europensdautomobiles)協(xié)議是一個(gè)集體承諾,歐洲汽車(chē)生產(chǎn)廠商協(xié)會(huì)及它的成員承諾自愿消減在歐盟銷(xiāo)售的機(jī)動(dòng)車(chē)二氧化碳排放率。特別是這個(gè)協(xié)議建立了整個(gè)汽車(chē)工業(yè)在歐洲銷(xiāo)售的新機(jī)動(dòng)車(chē)的平均機(jī)動(dòng)車(chē)排放目標(biāo),協(xié)議規(guī)定到 2008年，在歐洲銷(xiāo)售的新機(jī)動(dòng)車(chē)要達(dá)到排放 140g/km二氧化碳(5.8l/100km)的平均目標(biāo),并且有可能將該協(xié)議延伸到2012年的 120g/km二氧化碳(4.9l/100km)。另外,之前的 2003年有一個(gè)中期標(biāo)準(zhǔn)范圍為 165-170g/km二氧化碳。這份協(xié)議包括所有成員公司(寶馬、戴姆勒 -克萊斯勒、菲亞特、福特、通用、保時(shí)捷、標(biāo)

31、志雪鐵龍、雷諾和大眾集團(tuán))在歐盟生產(chǎn)和進(jìn)口到歐盟的車(chē)輛。作為與 acea協(xié)議的一部分,歐盟委員會(huì) 1998年開(kāi)始與韓國(guó)公司(韓國(guó)汽車(chē)生產(chǎn)商聯(lián)合會(huì) kama包括大宇、現(xiàn)代、起亞和雙龍)和日本公司(日本汽車(chē)生產(chǎn)商聯(lián)合會(huì) jama包括大發(fā)、本田、五十鈴、馬自達(dá)、三菱、尼桑、斯巴魯、鈴木和豐田)展開(kāi)類(lèi)似的談判。jama和kama同意作出類(lèi)似 acea的承諾,但加入如下變動(dòng)的事項(xiàng):(1)kama到 2004年才達(dá)到2003年中期目標(biāo)；(2)jama2003年的中期目標(biāo)范圍更寬一些,為 165-175g/km二氧化碳；（3)jama和 kama都有額外的一年時(shí)間來(lái)達(dá)到最終的 140g/km二氧化碳目標(biāo)值。

32、總的來(lái)說(shuō),自愿協(xié)議包括的這些公司銷(xiāo)售的所有車(chē)輛占據(jù)了整個(gè)歐盟市場(chǎng)汽車(chē)銷(xiāo)售額的 90%。根據(jù)歐盟成員國(guó)數(shù)據(jù),2002年 acea新車(chē)車(chē)隊(duì)的平均二氧化碳排放為 165g/km(汽油乘用車(chē)為 172g/km,柴油乘用車(chē)為 155g/km,替代燃料乘用車(chē)為177g/km)。這些排放結(jié)果與 2003年中期目標(biāo)范圍 165-170g/km二氧化碳保持一致。與 2001年相比,排放降低了 1.2%。圖2-1顯示了 acea成員、jama成員和 kama成員在這協(xié)議下相對(duì)未來(lái)目標(biāo)值取得的進(jìn)展。 圖2-1 acea協(xié)議下的目標(biāo)值和進(jìn)展情況2.1.2 歐洲燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)規(guī)定，要測(cè)量車(chē)速為90km

33、/h、120km/h的等速百公里燃油消耗量和按ece-r.15循環(huán)工況的百公里燃油消耗量，各取1/3相加作為混合百公里燃油消耗量來(lái)評(píng)價(jià)汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性。歐洲的燃油消耗量的測(cè)定是結(jié)合排放測(cè)試進(jìn)行的。目前歐洲使用的是ece+eudc工況(如圖2-2所示)。ece+eudc工況可以分為兩部分。第一部分為傳統(tǒng)的城市道路行駛工況(city driving cycle)，是城市行駛過(guò)程的一個(gè)簡(jiǎn)化代表。該部分由15種行駛方式組成，通常稱(chēng)為“十五工況法”，共進(jìn)行4個(gè)十五工況循環(huán)，測(cè)試時(shí)間持續(xù)780s，總行駛里程為4.052km，平均車(chē)速18.7km/h。第二部分為一個(gè)附加的市郊行駛工況(extra urban

34、 driving cycle)，代表市郊車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程，測(cè)試時(shí)間為400s，行駛里程6.955mk，平均車(chē)速62.6km/h，該部分最高速度為120kmh/。從圖2-2速度時(shí)間曲線(xiàn)中分析發(fā)現(xiàn)，歐洲循環(huán)穩(wěn)定速度的比例偏高；各種駕駛狀況的分布不均，如平均駕駛工況的持續(xù)時(shí)間短而中心市區(qū)駕駛工況的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等，而且平均加速度值也比真實(shí)的要低一些；ece循環(huán)僅接近過(guò)去時(shí)代的城市中心狀況，且不具有廣泛適用性。總之，這種循環(huán)存在著相當(dāng)?shù)木窒扌浴?.1.3 歐洲評(píng)價(jià)工況在歐洲，為研究適合歐洲的交通狀況的循環(huán)，研究人員系統(tǒng)地比較各種己有的用于測(cè)量和控制排放程序(歐洲、日本和美國(guó))和技術(shù)(采樣和分析裝備等)，通過(guò)各

35、種不同的車(chē)輛，研究車(chē)輛行使工況。依據(jù)道路擁擠程度或流量大小，分類(lèi)定義成不同道路區(qū)域如市區(qū)、郊區(qū)和高速以及平均速度、加速度的多種層級(jí)歸類(lèi)，人為地開(kāi)發(fā)和層疊成穩(wěn)定的速度和加速度段。用于在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上認(rèn)證輕型車(chē)排放的dec，在歐洲又稱(chēng)為mvge-a，現(xiàn)發(fā)展成為新dec(ndec)。在該循環(huán)里局部循環(huán)速度是恒定的，是一種穩(wěn)態(tài)工況。包括市內(nèi)(ece15，economy commission for europe)、市郊(eudc， extra urban driving cyele)或市郊低功率車(chē)(eudcl，extra urban driving cyele low-power)。ece15是一個(gè)包括

36、4個(gè)代表市區(qū)駕駛狀況的運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)(udc)，具有低速、低負(fù)荷和低排氣溫度的特性。由于車(chē)輛城郊運(yùn)行比例增加，1992年開(kāi)發(fā)了代表高速行駛工況的eudc或eune_low片段，在ece15基礎(chǔ)上增加l個(gè)eudc或eudc_low，就構(gòu)成現(xiàn)在大家熟悉的ece+eudc（圖2-2）。在2000年之前(即歐洲11排放法規(guī))實(shí)際應(yīng)用時(shí)，工況不計(jì)量0-40s的運(yùn)轉(zhuǎn)。而歐洲m/w排放法規(guī)則由于更加嚴(yán)格控制車(chē)輛排放(考核發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)排放)，排放采樣和運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)同步，采用完整的運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)，并稱(chēng)之為新歐洲運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)(簡(jiǎn)稱(chēng)nedc)。其持續(xù)時(shí)間為12205，平均速度為32.12km/h，最大加速度為1.06m/52。模態(tài)循環(huán)

37、用于能源消耗(或排放)方面，由于變速策略的不同可能造成測(cè)試結(jié)果有一些細(xì)微差異。歐洲ecer15.04所采用的運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)，針對(duì)手動(dòng)和自動(dòng)檔車(chē)輛就考慮了這種差異：工況的行駛距離和平均速度分別為4.06mk和18.7km/h以及3.98km和18.4km/h。 圖2-2 ece+eudc工況循環(huán)當(dāng)歐洲循環(huán)被認(rèn)為不充分時(shí)，研究人員確認(rèn)ftp72循環(huán)能相對(duì)較好地闡明滿(mǎn)足歐洲城市的平均交通狀況。主要原因是由于nedc屬于模態(tài)循環(huán)，并不能代表真實(shí)的駕駛狀況。由于開(kāi)發(fā)新型動(dòng)力車(chē)輛的需要，歐洲基于rbtie一euramhyzme項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了一組稱(chēng)之為hyzme循環(huán)的實(shí)際行駛工況，它屬于瞬時(shí)循環(huán)。hyzem包含了市內(nèi)

38、循環(huán)、市郊循環(huán)和高速循環(huán)。該工況基于貫穿歐洲城市道路、89部車(chē)輛真實(shí)駕駛模式記錄數(shù)據(jù)庫(kù)，因而它比標(biāo)準(zhǔn)的歐洲循環(huán)更能代表駕駛條件。相對(duì)于模態(tài)循環(huán)，其穩(wěn)定速度部分要少很多。平均速度40.4km/h，停車(chē)次數(shù)0.69次/km，平均加速度0.71，最大加速度1.3m/52?？赡苡捎谒窃?997年后的研究成果，尚未為官方所采用，但已被各種研究廣泛使用。2.1.4 歐洲油耗計(jì)算歐盟油耗計(jì)算采用的是碳平衡法，碳平衡油耗計(jì)算法是目前國(guó)際上通行的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)車(chē)輛工況法油耗試驗(yàn)方法,即通過(guò)對(duì)汽車(chē)尾氣中co,co,hc含量的取樣并進(jìn)行計(jì)算來(lái)得到燃油消耗量。簡(jiǎn)單的說(shuō)，碳平衡法是根據(jù)質(zhì)量守恒定律，汽(柴)油經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒

39、后，排氣中碳質(zhì)量總和與燃燒前的燃油中碳質(zhì)量總和相等。碳原子在汽(柴)油車(chē)排氣中主要以co、co和碳?xì)浠衔?以chx表示)的形式存在。不管按照什么運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)進(jìn)行油耗試驗(yàn)，假定汽車(chē)運(yùn)行了lmk，汽車(chē)平均油耗為fe(m/l)，燃油密度為gs(kg/l)，燃油中的碳質(zhì)量比為cwf，那么: 消耗的汽油中碳質(zhì)量= (g) （1-1）按照汽車(chē)排放測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，可測(cè)量出汽車(chē)按照運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)運(yùn)行l(wèi)km后，排氣中、coco和碳?xì)浠衔锏呐欧帕浚謩e是co、co和hc來(lái)表示，其單位為g/km。另外，c02、co和碳?xì)浠衔?ch:)中碳質(zhì)量比率分別為0.273、0.429、 (=12/(12+x)，所以排氣中碳質(zhì)量之和=

40、(g) (1-2)令(1-1)、(1-2)式右邊相等，得到以下油耗計(jì)算公式: fe= (km/l) (1-3)由碳平衡原理得到的上述基本公式(1-3)，在日本、美國(guó)、歐盟標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)中出現(xiàn)了不同的表現(xiàn)形式并且隨著時(shí)間而修正。歐盟制定的汽車(chē)油耗試驗(yàn)方法中，采用的碳平衡法計(jì)算油耗的公式為:汽油車(chē): (l/100km) （1-4）柴油車(chē): (l/100km) （1-5）以上公式假定汽、柴油的氫碳比分別為1.85、1.86，即汽、柴油中碳質(zhì)量比分別為0.8664、0.8658，而且排氣中的碳?xì)浠衔锏奶假|(zhì)量比率=0.866的情形下的簡(jiǎn)化。2.2 美國(guó)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)工況及指標(biāo)2.2.1美國(guó)燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)美

41、國(guó)油耗法規(guī)控制的是“公司平均燃料經(jīng)濟(jì)性”(cafe，company average fuel economy)，即每個(gè)制造廠每年銷(xiāo)售的各型轎車(chē)或輕型貨車(chē)，以其所占總銷(xiāo)售量的百分比作為加權(quán)系數(shù)，乘以該型車(chē)輛的油耗，再將各車(chē)型的加權(quán)油耗總加起來(lái)，得到該廠的總平均油耗值，此值應(yīng)滿(mǎn)足法規(guī)限值的要求。也就是說(shuō)，一個(gè)汽車(chē)制造廠可以生產(chǎn)油耗差于平均限值的車(chē)型，只要他同時(shí)生產(chǎn)一些油耗優(yōu)于平均限值的車(chē)型，使得該廠的總平均燃油經(jīng)濟(jì)性不超標(biāo)即可。cafe項(xiàng)目區(qū)分了乘用車(chē)和輕型貨車(chē)，這兩者分別有自己的標(biāo)準(zhǔn)限值。法規(guī)中乘用車(chē)被定義為能夠搭載10個(gè)或者10個(gè)以下乘員在道路上行駛的 4輪車(chē)輛。而輕型貨車(chē)則包括被設(shè)計(jì)成不在道

42、路上行駛的4輪車(chē)輛以及重量在 6000-8500磅之間，并且具有貨車(chē)特性的車(chē)輛。乘用車(chē)的 cafe標(biāo)準(zhǔn)限值自 1985年以來(lái)一直沒(méi)有改變，始終維持在27.5mpg(20世紀(jì) 80年代末由于汽車(chē)生產(chǎn)商的請(qǐng)求，標(biāo)準(zhǔn)甚至倒退了幾年)。輕型貨車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)最近從 2004年的 20.7mpg提高到了 2005年的21.0mpg、2006年 的 21.6mpg和 2007年 的 22mpg。針對(duì)乘用車(chē)的 cafe標(biāo)準(zhǔn)還存在一些特例。第一，這些標(biāo)準(zhǔn)僅僅適用于負(fù)荷當(dāng)重8500磅的車(chē)輛；第二，值得注意的例外是 cafe標(biāo)準(zhǔn)為替代燃料汽車(chē)和雙燃料汽車(chē)提供了燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算的特別處理方法。替代燃料汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性通過(guò)其燃

43、油經(jīng)濟(jì)性 (等效于每加侖汽油或柴油行駛里程)除以0.15得到。因此如果一輛替代燃料汽車(chē)具有15mpg 的燃油經(jīng)濟(jì)性。 事實(shí)上，它等同于具有100mpg燃油經(jīng)濟(jì)性的汽車(chē)。同樣的方法也適用于雙燃料汽車(chē)，計(jì)算時(shí)按照替代燃料占全部使用燃料的比例進(jìn)行調(diào)整。圖2-3 cafe標(biāo)準(zhǔn)與乘用車(chē)及輕型貨車(chē)實(shí)際燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)比參閱圖2-3中燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷史及乘用車(chē)和輕型貨車(chē)及整個(gè)輕型車(chē)車(chē)隊(duì)分別對(duì)應(yīng)的實(shí)際燃油經(jīng)濟(jì)性平均值，可看出自 1988年以來(lái)車(chē)隊(duì)平均cafe燃油經(jīng)濟(jì)性一直在下降。2.2.2 美國(guó)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（epa）規(guī)定，要測(cè)量城市循環(huán)工況(udds)和公路循環(huán)工況(hwfet)的燃油經(jīng)濟(jì)

44、性（單位為每加侖燃油汽車(chē)行駛英里數(shù)mile/gal），并按下式計(jì)算綜合燃油經(jīng)濟(jì)性（單位為mile/gal）綜合燃油經(jīng)濟(jì)性= （1-6）以它作為燃油經(jīng)濟(jì)性的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。美國(guó) cafe測(cè)試工況有兩個(gè)組成部分:城市道路行駛和高速道路行駛。綜合的cafe工況包括 55%的城市道路行駛和 45%高速道路行駛(圖 2-4、圖 2-5)。 圖2-4 美國(guó)城市工況 圖2-5 美國(guó)高速道路行駛工況 由圖2-4和圖2-5可看出，美國(guó)城市循環(huán)工況的最高速度約為60mph（約97km/h），循環(huán)總時(shí)間為1798s，由四中不同工況構(gòu)成；高速道路行駛工況循環(huán)總時(shí)間698s，最高速度約為60mph(越97km/h)，平均

45、速度約為50mph(約80km/h)。由以上分析可知，美國(guó)高速道路行駛工況最高速度偏低，平均行駛速度也偏低，不能很好的和車(chē)輛實(shí)際行駛工況符合。還有未考慮車(chē)輛高速路運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的天氣、交通環(huán)境變化引起的車(chē)輛低速運(yùn)行情況。2.2.3 美國(guó)評(píng)價(jià)工況美國(guó)汽車(chē)行駛工況很多，用于車(chē)輛燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)的測(cè)試工況主要有：聯(lián)邦測(cè)試程序(tfp75, fdeoraltestporgram)、洛杉磯(la92)和負(fù)荷模擬工況(im240)等行駛工況。具體試驗(yàn)工況中又分為商用車(chē)和輕型汽車(chē)工況和重型車(chē)輛工況。1）商用車(chē)和輕型汽車(chē)20世紀(jì)60年代，汽車(chē)排放的廢氣使美國(guó)加州洛杉磯出現(xiàn)了煙霧空氣，為改善這種狀況需要削減汽車(chē)廢

46、氣排放量。經(jīng)過(guò)研究，從一條具有代表性的汽車(chē)上下班路線(xiàn)上解析出車(chē)輛的速度-時(shí)間曲線(xiàn)，1972年被美國(guó)環(huán)保局(簡(jiǎn)稱(chēng)epa)用作認(rèn)證車(chē)輛排放的測(cè)試程序(簡(jiǎn)稱(chēng)ftp72，又稱(chēng)udds)。按照這種程序來(lái)控制車(chē)輛排放削減，被認(rèn)為考慮了最嚴(yán)格的情形。ftp72由冷態(tài)過(guò)渡工況(0-505s)、穩(wěn)態(tài)工況(506-1370s)構(gòu)成。1975年在ftp72基礎(chǔ)上加上600s熱浸車(chē)和熱態(tài)過(guò)渡工況(1970s-2475s，重復(fù)冷態(tài)過(guò)渡工況)四個(gè)階段構(gòu)成了ftp75，持續(xù)時(shí)間2475s；同時(shí)可用于車(chē)輛熱啟動(dòng)排放的檢查。由于交通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，道路出現(xiàn)許多主干線(xiàn)和高速道路，車(chē)輛高速運(yùn)行時(shí)間在出行的時(shí)間比例越來(lái)越大，發(fā)動(dòng)機(jī)三種主

47、要污染物的排放特征發(fā)生改變，eap發(fā)布了tfp修訂。研究者們開(kāi)發(fā)了許多更加反映真實(shí)交通狀況的循環(huán)，如考慮了道路變化的us06、車(chē)輛開(kāi)空調(diào)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行的sc03等，作為ftp的補(bǔ)充工況，形成sftp(supplement ftp)，并應(yīng)用于2001年度后生產(chǎn)車(chē)型的排放測(cè)試。而被epa用于乘用車(chē)高速公路燃油經(jīng)濟(jì)性測(cè)試的循環(huán)(hweft)，由于道路坡度對(duì)于車(chē)輛油耗的影響，還開(kāi)發(fā)了可變坡度的循環(huán)hwfe-tmtn。除了上述工況外，尚有以下幾個(gè)研究成果:具有更高的最大速度和平均速度、較少的怠速運(yùn)行時(shí)間和停車(chē)次數(shù)m/lie、以及更高的最大加速度的la92(洛杉磯92)。arb02:由carb(加州環(huán)保署)開(kāi)

48、發(fā)的基于跟蹤車(chē)輛的工況研究，目的是測(cè)試車(chē)輛的實(shí)際操作，研究結(jié)果是處在ftp72邊緣之外。它包括了冷啟動(dòng)和行程結(jié)束部分的研究。hl07:epa協(xié)同汽車(chē)制造商開(kāi)發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)，目的是測(cè)試車(chē)輛在超出一定速度范圍情況下的一系列加速能力；這種加速情形下大多數(shù)車(chē)輛必須全開(kāi)油門(mén)。其用于在各種速度層級(jí)開(kāi)發(fā)和修正美國(guó)現(xiàn)有工況循環(huán)。針對(duì)未被ftp循環(huán)描述和覆蓋的車(chē)輛運(yùn)行工況區(qū)域，開(kāi)發(fā)了一些工況循環(huán)。如代表駕駛工況的rep05(rpetfp之外)；根據(jù)啟動(dòng)狀況研究的rem01(remainder)循環(huán)。它們以速度和加速度為目標(biāo)，注重研究更加細(xì)致的瞬態(tài)變化效果。2）重型汽車(chē)重型車(chē)輛的研究近年來(lái)有側(cè)重于瞬態(tài)工況的趨勢(shì)。

49、其中bac被推薦作為測(cè)試重型車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的操作規(guī)程(saej1376)。cbd14是商業(yè)中心區(qū)域車(chē)輛測(cè)試循環(huán)，它也是bac復(fù)合測(cè)試循環(huán)的一部分，運(yùn)用14個(gè)相同的循環(huán)模擬公交車(chē)停車(chē)運(yùn)行的駕駛模式。cbd14近似于cbdbus循環(huán)，但是時(shí)間步長(zhǎng)可變。其它還有用于卡車(chē)的cbdtrukc循環(huán)、城郊通勤往返測(cè)試循環(huán)的ocmmuter循環(huán)。比較著名的還有市內(nèi)測(cè)功機(jī)測(cè)試循環(huán)(uddshdv)：模擬重型汽油機(jī)市內(nèi)區(qū)域的操作，運(yùn)行長(zhǎng)度為10605，33%為怠速、平均速度30.k4m/h，并用于燃油蒸發(fā)排放測(cè)試。紐約城市循環(huán)(nycc)則更是代表了市內(nèi)區(qū)域道路大型車(chē)輛的運(yùn)行工況。它們作為ftp標(biāo)準(zhǔn)工況被廣泛應(yīng)用。

50、2.2.4 美國(guó)油耗計(jì)算美國(guó)油耗法規(guī)早在1978年就采用了碳平衡法計(jì)算汽車(chē)油耗，法規(guī)中的計(jì)算公式如下:汽油車(chē):fe= (mile/gallon) （1-7）柴油車(chē): (mile/gallon) （1-8）上述公式是假定汽、柴油在下的密度分別為sg=0.739kg/l、0.848kg/l，.且燃油中碳質(zhì)量比wcf，為0.866、排氣中的碳?xì)浠衔锏奶假|(zhì)量比率=0.866的情形下的簡(jiǎn)化，其中c02、co、hc排放量使用英制單位gm/ile、油耗單位是mile/gallon(=0.425km/l)。1988年美國(guó)對(duì)上述油耗法規(guī)進(jìn)行了修正，柴油車(chē)的油耗公式保持不變，而汽油車(chē)的碳平衡法公式修正為:(mi

51、le/gallon) （1-9）式中:nhv=試驗(yàn)燃料的凈熱值，btu/bls，根據(jù)bosch汽車(chē)工程手冊(cè)，普通汽油典型值大約為42.7mj/kg(=18360btu/lbs)。2.3 日本燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)及工況2.3.1日本燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)日本政府為汽油和柴油驅(qū)動(dòng)的輕型乘用車(chē)和商用車(chē)制定了一系列的燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)限值基于按重量分類(lèi)的平均燃油經(jīng)濟(jì)性。汽油驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車(chē)將于2010年達(dá)標(biāo)，而 2005年是柴油驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車(chē)達(dá)標(biāo)時(shí)間。2001年法規(guī)進(jìn)行了修改，以便讓汽車(chē)生產(chǎn)廠商在某個(gè)重量類(lèi)別積累信用額好用于其他的重量類(lèi)別 (盡管有很多限制)。表 2-1和圖 2-6說(shuō)明了燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽油機(jī)動(dòng)車(chē)改

52、善性能的要求。假定機(jī)動(dòng)車(chē)構(gòu)成比例沒(méi)有變化，這些目標(biāo)的達(dá)到意味著相對(duì) 1995年車(chē)隊(duì)平均燃油經(jīng)濟(jì)性14.6km/l，到 2010年汽油乘用車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性將提高23%，柴油車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性將提高 14%。根據(jù)日本政府的說(shuō)明，提高的結(jié)果將導(dǎo)致 2010年日本機(jī)動(dòng)車(chē)的車(chē)隊(duì)平均燃油經(jīng)濟(jì)性達(dá)到35.5mpg。法規(guī)也包括沒(méi)有達(dá)標(biāo)相應(yīng)的處罰，但是處罰力度很小。而且，2002年在日本銷(xiāo)售的大部分車(chē)已經(jīng)達(dá)到了 2010年的標(biāo)準(zhǔn)。表2-1 日本基于重量分級(jí)的汽油乘用車(chē)經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn) 圖2-6 基于重量分類(lèi)的日本汽油成用車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)注2.3.2日本燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)日本和大多數(shù)歐洲國(guó)家一樣，采用百公里油耗來(lái)評(píng)價(jià)汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)

53、性，其油耗試驗(yàn)是在日本10-15工況下進(jìn)行的。10-15工況是在日本原有10工況改進(jìn)而來(lái)的，增加了怠速工況的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和高速行駛工況。2.3.3 日本評(píng)價(jià)工況日本使用 10工況法測(cè)量轎車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性,從 1992年開(kāi)始,日本對(duì)本國(guó)轎車(chē)執(zhí)行了10-15工況法。從 1993年開(kāi)始,對(duì)進(jìn)口轎車(chē)也執(zhí)行了 10-15工況法。10-15工況是在原有10工況法改進(jìn)而來(lái)的。具體而言,是在原有的 10工況之上,再添加了新的 15工況。日本所以采用10-15工況法,主要原因是 10工況法不能反映高速行駛狀態(tài)。和 10工況法相比,在 10-15工況法上,增加了怠速工況的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,又追加了高速行駛工況(圖 2-7)。與

54、歐洲行駛工況相似，日本工況也屬于模態(tài)工況。日本的試驗(yàn)循環(huán)有10-15模式循環(huán)(model cycle)、11模式循環(huán)和13模式循環(huán)三種。在1976年之前，日本一直采用10工況(10mode)來(lái)模擬市內(nèi)行駛工況，重復(fù)6次，對(duì)后5次取樣，即所謂熱啟動(dòng)。1976年度以后生產(chǎn)的車(chē)型，采用11工祝，從冷啟動(dòng)開(kāi)始，重復(fù)4次循環(huán)，對(duì)全過(guò)程采樣，行駛距離和平均速度分別為4.08（m）/30.6（km/h）。1991年11月，采用10.15工況，由四個(gè)10工況和一個(gè)15工況構(gòu)成。雖然j10.15工況并未成為國(guó)際工況，但行駛工況的研究在日本仍得到持續(xù)和深入。日本堅(jiān)持自己的工況(世界其他各國(guó)，或采用歐洲或采用美國(guó))

55、，主要是該工況與歐洲、美國(guó)的認(rèn)證行駛工況具有良好的相關(guān)性。 圖2-7 日本10-15工況2.3.4 日本油耗計(jì)算日本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)制定的汽車(chē)油耗試驗(yàn)方法自1983年就采用了碳平衡法計(jì)算油耗，該標(biāo)準(zhǔn)于1994年進(jìn)行了修正，但計(jì)算公式?jīng)]有變化。汽油車(chē):fe= (km/l) （1-10）柴油車(chē):fe= (km/l) （1-11）上述公式是假定汽、柴油在下的密度分別為sg=0.749kgl/、0.849kg/l，且燃油中碳質(zhì)量比cwf，為0.866、排氣中的碳?xì)浠衔锏奶假|(zhì)量比率=0.866的情形下的簡(jiǎn)化。1997年日本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)修訂了上述標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮到汽、柴油組分變化的實(shí)際情況，標(biāo)準(zhǔn)中假定燃油中氫碳原子比

56、為、氧碳原子比為、排氣中的碳?xì)浠衔锏臍涮荚颖葹?(如果不能求出，可假定汽油車(chē)為1.85、柴油車(chē)為1.90)。此時(shí)，油耗計(jì)算公式同(3)式，而且cwf= （1-12） （1-13）2.4 我國(guó)汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)及工況2.4.1 我國(guó)燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)最近剛通過(guò)針對(duì)乘用車(chē)的新燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)以調(diào)節(jié)快速增長(zhǎng)的機(jī)動(dòng)車(chē)市場(chǎng)。這些標(biāo)準(zhǔn)的主要目的是減緩中國(guó)日益增長(zhǎng)的對(duì)進(jìn)口石油的依賴(lài)，另外也是想促進(jìn)外國(guó)汽車(chē)生產(chǎn)，廠商將能源效率更高的汽車(chē)技術(shù)帶入中國(guó)市場(chǎng)。新的標(biāo)準(zhǔn)將分兩個(gè)階段執(zhí)行：第一階段:從2005年 7月 1日開(kāi)始對(duì)新的車(chē)型生效,一年后對(duì)舊車(chē)型生效；第二階段從 20081月1日開(kāi)始生效，一年后對(duì)舊車(chē)型

57、開(kāi)始生效。標(biāo)準(zhǔn)將乘用車(chē)按照重量劃分為16類(lèi)，包括750kg(約1500磅)的車(chē)輛到超過(guò) 2500kg(約5500磅)的車(chē)輛。標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)自動(dòng)擋和手動(dòng)擋定了要求，覆蓋了小汽車(chē)、運(yùn)動(dòng)型多功能越野車(chē)和多用途貨車(chē)（按照歐盟定義全部歸類(lèi)于m1類(lèi)機(jī)動(dòng)車(chē)） 。但是運(yùn)動(dòng)型多功能越野車(chē)和多用途貨車(chē)不論它們使用何種變速箱，都按照自動(dòng)擋乘用車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)要求。標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有制定對(duì)商用車(chē)和皮卡的要求。表 2-2給出了中國(guó)新的燃油消耗量限制標(biāo)準(zhǔn)，包括最高允許燃油消耗量的限制標(biāo)準(zhǔn)(l/100km)或者最低cafe 等效mpg 限值。圖2-8給出了中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)自動(dòng)擋汽車(chē)、運(yùn)動(dòng)型多功能越野車(chē)和多用途貨車(chē)最低cafe等效mpg限值。表2-2 中國(guó)乘用車(chē)最大允許燃油消耗量限值(l/100km)和最低cafe等效mpg值 圖2-8 中國(guó)自動(dòng)擋乘用車(chē)和suv/mpv燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)2.4.2我國(guó)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo) 我國(guó)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)也是采用車(chē)輛百公里燃油消耗量，主要有90km/h、120km/h的等速百公里燃油消耗量、城市四、六工況百公里燃油消耗和輕型貨車(chē)十五工況百公里燃油消耗等