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固经
5 years ago
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1 推荐性国家标准中重型商用车辆燃料消耗量测量方法 ( 征求意见稿 ) 编制说明 1 制定背景近些年来, 随着我国经济持续快速发展, 我国汽车工业产销规模不断扩大 2009 年, 我国汽车产销量双双突破 1300 万, 已经成为世界第一汽车生产国和汽车消费市场随着汽车保有总量的不断增长, 汽车燃料消耗在我国石油消耗总量中的比例日益提高并已经成为我国新增石油消耗的主体, 由此导致的能源和环境问题日益突出, 影响到我国汽车及其他相关行业的可持续健康发展中重型商用车作为我国道路运输特别是客货运输的主体, 在我国车辆保有中占有重要地位, 特别是在最近几年随着道路运输的发展, 中重型商用车的保有量持续增长但是, 由于技术发展相对滞后, 中重型商用车的能源消耗问题日益突出, 燃料经济性与国际先进水平有较大的差距我国至今没有制定 3.5 吨以上中重型商用车燃料消耗量试验方法及限值的国家标准, 这导致高能耗的运输车辆进入道路交通运输行业, 即使道路运输行业采取了大量节能降耗措施也难以显著降低车辆的能源消耗在世界范围内, 为了应对石油能源的日益短缺以及温室气体排放引起的气候变化, 欧盟美国及日本等国家和地区相继制定或更新了乘用车和轻型商用车燃料经济性法规, 大幅度加严了乘用车及轻型汽车燃料消耗量限值要求, 并将汽车节能工作的重点从乘用车 ( 轻型汽车 ) 转向中重型商用车 2006 年, 日本发布了中重型商用车燃料消耗量试验方法和限值标准 ;2007 年, 美国通过的能源安全与独立法案明确要求交通部和环保局共同开展中重型商用车燃料消耗量立法工作 ; 另外, 欧洲也在着手进行建立中重型商用车燃料消耗量评价方法我国从 2001 年起, 先后制定发布实施了一系列旨在改善乘用车及轻型商用车燃料经济性的技术标准和相关政策, 在推动汽车节能技术进步方面发挥了积极的作用, 有效地缩小了我国轻型汽车燃料消耗量与国外先进水平的差距为了进一步推动中重型商用车的节能工作, 国家主管部门明确提出要抓紧出台中重型商用车燃料消耗量试验方法及限值标准 2 制定依据为了进一步推动中重型商用车的节能工作, 国家发展和改革委员会于 2006 年在关于汽车工业结构调整意见的通知 ( 发改工业 [2006]2882 号文 ) 中提出要尽快出台大型商用车燃料消耗量限值标准国务院于 2008 年在关于进一步加强节油节电工作的通知 ( 国发 [2008]23 号文 ) 也在完善汽车燃油经济性标准的内容中明确要求抓紧出台重型商用车燃料消耗量限值标准国家标准化管理委员会于 2008 年 12 月 29 日下达 2008 年资源节约与综合利用等国家标准制修订计划 ( 国标委综合 [2008]168 号 ), 标准计划号为 T-339

2 3 编制过程 2007 年 5 月, 重型商用车燃料消耗量标准交流会在武汉召开中国汽车技术研究中心组织国内外商用车及发动机生产企业代表和专家对我国中重型商用车燃料消耗量限值标准制定的可行性方案进行了研究会议建议我国中重型商用车辆燃料消耗量标准体系的建立应采取预先研究扎实准备稳步推进的总体方案, 具体实施步骤如下 : 1) 对中重型商用车辆的保有结构进行深入研究和分析, 按照用途和使用条件将中重型商用车辆分为不同的种类 ;2) 根据不同的车辆种类, 确定能够代表其用途和实际使用条件的典型行驶工况, 然后制定相应的试验方法 ;3) 按统一的试验方法, 对各类主要中重型商用车的技术水平和燃料消耗量状况进行统计分析 ;4) 在深入细致的统计分析基础上, 以我国中重型商用车辆的实际形态为基础, 按照国家节能降耗的目标, 确定各类重型商用车的燃料消耗量限值 2008 年 6 月 5-6 日, 按照国家有关尽快出台大型商用车的燃料消耗量限值标准的要求, 全国汽车标准化技术委员会在海南组织召开了重型商用车燃料消耗量试验方法标准制定工作组筹备会议, 就有关事宜进行讨论, 共有来自国内外主要商用车生产企业检测机构等 17 家单位的专家和代表共计 28 人出席了会议会议对上次会议以来所进行的试验模拟情况以及相关试验结果进行了说明, 认为在目前的条件下模拟法最为可行的目前应该对车型的分类里程分配等进行认真研究 ; 企业也应开展对燃料消耗量水平行驶阻力以及匹配发动机和变速器参数现状的研究工作会议还对组建工作组的相关事宜进行了讨论, 确定将在会后正式成立工作组, 要求各成员单位选派一名代表固定参加工作组, 并在单位内部成立专门的工作小组负责参与标准修订, 承担工作组安排的工作任务, 为标准制定提供相应的技术支持 2008 年 10 月日, 中重型商用车油耗试验方法标准制定工作组成立暨第一次会议在浙江杭州召开, 共有来自 16 家成员单位的代表 24 人出席会议中汽中心技术人员尝试编制了中重型商用车燃料消耗量模拟程序, 并与 ADVISOR CRUISE 等类似模拟程序进行比对, 结果表明工作组的模拟程序与采用上述软件在燃料消耗量模拟结果上具有可比性在转鼓试验方面, 简要介绍了美国 EPA SmartWay 重型汽车燃油效率试验方法, 以及 SAEJ2711 混合动力和传统重型车辆排放性和燃油经济性测试推荐规程, 并建议我国在采用转鼓试验时参照上述标准一汽等企业专家介绍了在燃料消耗量模拟程序开发道路试验台架试验方面的经验和工作进展, 并就试验工况选择和验证试验组织等提出了意见和建议会议达成的主要共识包括 : 倾向于以 GTR 的 WTVC 工况为基础, 根据调查表反映出的里程分布进行适度调整, 使其与我国道路运输条件和车辆的技术特点相适应 ; 继续完善燃料消耗量模拟程序, 解决其中的遗留问题, 使模拟试验结果与实际试验结果具有更强的可比性 ; 在转鼓试验方面, 重点研究转鼓试验对各类车辆的适应性为进行后续的验证对比试验, 需要工作组各成员单位分别提供若干 (3-5 个 ) 典型车型进行转鼓试验及模拟对比

3 2009 年 3 月日, 中重型商用车燃料消耗量试验方法标准工作组第二次会议在广西桂林召开, 包括工业和信息化部装备工业司汽车处领导及工作组成员共计 28 人出席了本次会议工信部有关领导介绍了商用车汽车节能及标准协调情况 ; 中汽中心及企业代表围绕滑行试验工况分析等内容作了主题发言会议围绕上述议题和后续工作安排展开热烈讨论, 取得的重要共识包括 : 工作组成员单位针对以 WTVC 为基础确定中重型商用车燃料消耗量试验工况的建议方案进行内部讨论和可行性研究 ; 各成员单位应完成 5 个以上车型的滑行试验, 工作组据此提出滑行阻力系数计算的修正公式 ; 有条件的单位对用于滑行试验的车辆进行转鼓油耗试验, 并将试验数据与采用 WTVC 工况模拟结果进行对比 ; 分析调查驱动形式对滑行阻力的影响, 研究提出相对于单轴驱动的阻力修正系数 ; 成员单位对工作组目前提出的转鼓试验换挡条件进行研究 2009 年 7 月日, 中重型商用车燃料消耗量试验方法标准工作组第三次会议在宁夏银川召开, 来自工作组各成员单位及其下属企业相关技术服务机构的代表共计 29 人出席会议, 工业和信息化部装备工业司有关领导应邀到会并发言中国汽车技术研究中心有关工作人员在会上对前一阶段工作进展作了简要回顾, 对标准框架方案的主要技术内容包括转鼓试验法和计算机模拟试验法等都作了详细介绍, 演示介绍模拟试验程序并对模拟试验中需要工作组成员共同验证的内容作了说明 ; 福田一汽东风玉柴等企业的技术专家相继在会上作专题报告, 介绍各自企业在标准及试验研究方面的成果会议基本同意中国汽车技术研究中心代表工作组提出的标准框架方案, 要求各单位在会议继续开展研究工作, 对标准框架方案提出修改意见和建议, 并对后续的工作安排进行了部署 2009 年 10 月 13 日, 中重型商用车燃料消耗量试验方法标准工作组扩大会议在江苏南京召开, 来自工作组各成员单位及相关企业的代表共计 35 人出席了本次会议本次会议主要就标准中模拟方法部分的完善进行了讨论中汽中心技术人员对模拟程序的改进情况企业反馈及模拟验证结果进行了介绍, 工作组成员单位代表也分别对本企业车型模拟验证结果反馈意见进行了介绍会达成的共识包括对程序操作和功能进行完善 ; 确定燃油密度 ; 调整原半挂牵引车载货汽车及客车的风阻系数 ; 确定了特征里程分配加权系数表等最后, 工作组明确了各企业下一步的工作任务, 在模拟计算程序中, 完善原有换挡策略 ; 要求工作组成员和相关企业提供拟验证结果和模拟验证的基本数据, 并对里程分配加权系数表提出书面意见 2010 年 1 月 7-8 日, 中重型商用车燃料消耗量试验方法标准工作组第五次会议在福建厦门召开, 来自国内主要中重型商用车生产企业研发机构及发动机企业的代表共 20 余人出席会议中汽中心技术人员分别介绍了燃料消耗量模拟计算程序的开发及验证情况以及标准草案的编写工作与会代表对模拟程序和标准进行了讨论并提出了修改意见, 包括调整原半挂牵引车载货汽车及客车的风阻系数 ; 完善转鼓试验规程等最后, 会议要求相关企业

4 提供相应的模拟数据, 并要求标准起草组尽快完成标准草案及模拟程序的修改工作 2010 年 4 月日, 中重型商用车燃料消耗量试验方法标准工作组第六次会议在陕西西安召开, 工信部佘伟珍处长以及来自中国汽车技术研究中心和工作组各成员单位的代表共计 26 人出席了本次会议会议主要针对前一阶段在工作组内部发布的标准草稿以及模拟程序进行了讨论, 并完善了相关内容中汽中心技术人员介绍了中重型商用车燃料消耗量测量方法标准及模拟程序开发的总体情况及存在的问题和难点随后, 并对模拟程序的改进企业反馈及验证情况进行了介绍, 并对标准进行了逐条宣读 ; 与会代表进行了详细的讨论会议经过充分讨论交流, 基本确定了标准内容, 将在会后形成标准的征求意见稿 4 编制原则及标准框架我国中重型商用车生产及改装企业众多, 整车车型及配套发动机机型状态较为复杂, 技术水平参差不齐, 并且中重型商用车的用途和使用条件复杂因此, 必须首先对重型商用车辆的保有结构技术水平进行深入研究和分析, 按照用途和使用条件将重型商用车辆分为不同的种类, 并根据不同的车辆种类, 确定能够代表其用途和实际使用条件的典型行驶工况, 进而研究相应的试验方法中重型商用车辆燃料消耗量测定可通过道路试验转鼓试验和模拟试验三种方法来进行的其中, 道路试验对设备的要求较低, 试验简单易行, 可用于试验条件较为简单的等速油耗测定, 但该试验易受道路条件和试验人员的影响, 可比性和可重复性较差 ; 此外, 道路试验只适合简单模态工况, 不能实现瞬态工况 ( 场地驾驶 ) 转鼓试验可模拟各种复杂的道路试验工况且试验数据可靠重复性好 ; 但大型转鼓较为昂贵, 特别是车辆负载滑行阻力设定对结果影响较大模拟试验法以发动机试验为基础, 可以在计算机上模拟测定车辆在各种工况下的燃料消耗量, 具有数据可靠重复性好的优点, 成本也比较低 ; 准确的发动机 Map 图是模拟试验法的必要条件, 此外, 车辆负载滑行阻力设定对结果影响较大经过对以上各种试验方案优缺点的综合分析, 确定采取对转鼓试验和模拟试验并行研究, 同时提出底盘测功机法和模拟计算法两种试验方案 : 对于基本型车辆应采用底盘测功机法确定燃料消耗量 ; 对于变型车辆可由车辆生产企业选择采用模拟计算法或底盘测功机法确定燃料消耗量 5 标准主要技术内容 5.1 适用范围本标准规定了中重型商用车辆燃料消耗量的测量方法本标准适用于最大设计总质量大于 3 500kg 的 M 2 M 3 和 N 类汽油和柴油车辆 ; 最大设计总质量在 3 500kg 以上的 M 1 类车辆可参照执行 5.2 C-WTVC 循环

5 我国现行的商用车辆燃料消耗量试验方法标准 GB/T 制定年代较远, 技术内容较为陈旧, 且采用模态试验工况, 已经不能适应商用车产品技术发展的需要以载货汽车为例, 该标准所提供的工况试验方法存在采用最高档试验不能反映实际情况平均车速与实际情况相差太大发动机的工作区域与实际情况相差太大等一系列问题, 不适合用于指导产品开发和进行燃料消耗量测定工作在 1998 年协议书框架下,WP29 以欧洲美国和日本的试验数据为基础, 制定出台了世界统一的重型车瞬态循环尽管这一循环工况并不能准确反映我国的重型车辆运行状况, 但作为国际协调推出的瞬态试验工况, 是我们在中国工况出台以前的最佳选择本标准中所采用的 C-WTVC 循环是以世界统一的重型商用车辆瞬态车辆循环 (WTVC,World Transient Vehicle Cycle) 为基础, 调整加速度和减速度形成的驾驶循环 C-WTVC 循环由市区公路和高速工况三部分组成, 如图 1 所示速度 (km/h) 市区循环 0~900s 公路循环 900~1368s 高速循环 1368~1800s 时间 (s) 图 1 中重型商用车 C-WTVC 循环曲线针对不同车辆类别运行条件不同导致燃料消耗量差别较大的情况, 对城市客车城际客车载货汽车牵引车等车辆在市区公路和高速工况的里程分布进行调查, 并据此相应调整市区公路和高速工况运行比例, 使其与我国道路运输条件和车辆的技术特点相适应, 加权计算各类车辆的燃料消耗量标准中规定了其在 C-WTVC 循环中市区公路和高速部分的特征里程分配比例, 如表 1 所示表 1 特征里程分配比例车辆类型最大设计总质量,GCW/GVW kg 市区比例,D 市区公路比例,D 公路高速比例,D 高速半挂汽车列车 9000<GCW % 60% GCW > % 90% 自卸汽车 GVW > % 0 载货汽车 3500<GVW % 40% 20%

6 5500<GVW % 60% 30% 12500<GVW % 40% 50% GVW > % 30% 60% 客车 3500<GVW % 25% 25% 5500<GVW % 30% 50% GVW > % 20% 70% 城市客车 GVW > % 底盘测功机法底盘测功机法中, 底盘测功机应能准确模拟车辆的道路行驶阻力和加减速工况 ; 惯性质量模拟器应能模拟试验车辆最大设计总质量状态下的当量惯量测量系统应能分别测量 C-WTVC 循环市区公路和高速部分的燃料消耗量, 并满足相应的精度要求试验过程中, 调整底盘测功机, 并按规定进行阻力设定, 车辆载荷状态应确保车辆在试验过程中不打滑挡位由驾驶员根据车辆特点选择相应挡位 ; 换挡策略由车辆生产企业和试验机构共同确定车辆试验至少应运行两个完整的 C-WTVC 循环, 并在每个完整的 C-WTVC 循环结束后分别记录试验结果试验过程中, 车辆实际运行状态应尽量与 C-WTVC 循环一致当试验车辆不能达到 C-WTVC 循环要求的加速度或试验车速时, 应将加速踏板完全踩到底 ; 当试验车辆不能达到 C-WTVC 循环规定的减速度时, 应完全作用制动踏板直至车辆运行状态再次回到 C-WTVC 循环规定的偏差范围内 5.4 模拟计算法模拟计算法以汽车发动机万有特性试验数据为基础, 将整车变速器轮胎等关键参数输入计算机程序, 通过计算机程序模拟试验车辆在 C-WTVC 循环下的运行状态, 计算试验车辆的燃料消耗量模拟程序需要输入的整车参数包括车辆类型整车整备质量最大设计总质量最大设计载质量最大设计牵引质量 ( 仅适用于半挂牵引车 ) 额定载客人数( 含驾驶员 ) 驱动型式轴数轮胎型号等需要输入的发动机参数包括发动机万有特性发动机反拖扭矩发动机外特性扭矩发动机怠速转速及怠速燃料消耗量发动机额定转速发动机最高转速等, 应按 GB/T 中相关规定进行测定万有特性试验时, 应在发动机正常转速范围内 10% 负荷至最大扭矩之间尽可能均匀地选取至少 81 个数据点测定燃料消耗量采用滑行试验数据确定行驶阻力时, 应按标准中的要求提交相应的试验数据模拟程序根据输入的滑行数据进行校正和拟合, 得到等速行驶阻力的公式 : 2 F = AV + BV + C..(1)

7 式中 : F 道路等速行驶阻力,N; A 拟合公式二次项系数 ; B 拟合公式一次项系数 ; C 拟合公式常数项如不采用滑行阻力数据, 则模拟程序按内置经验公式计算行驶阻力, 主要包括 : 滚动阻力的计算如公式 (2) 所示 F f = M g f.. (2) 式中 : F f 试验车辆的滚动阻力,N; M 车辆质量,kg; g 重力加速度,9.8m/s 2 ; f 滚动阻力系数, 按表 2 确定 : 表 2 滚动阻力系数分类最大设计总质量 <14000kg 滚动阻力系数 f= v 最大设计总质量 14000kg 注 :V 试验车速,km/h 斜交胎子午胎 f= v f= v 空气阻力的计算如公式 (3) 所示 F W 2 CD A V =.. (3) 式中 : F W 试验车辆的空气阻力,N; C D 空气阻力系数 ; 如车辆生产企业提供了具体数值并附相关试验报告证明数据的合理性, 则采用车辆生产企业的数据, 否则将对半挂牵引车载货汽车和客车分别取固定值和 0.65; A 迎风面积,m 2 : 通过车高减去离地间隙 ( 取 300mm) 乘以车宽简化计算得出 ; V 试验车速 (km/h) 模拟计算法中还提出了明确的换档策略 : 采用二挡起步, 并在此后的换挡过程中首先计算换挡瞬间的实时扭矩 T e, 并估算换挡瞬间相应转速下的最大扭矩, 根据扭矩富裕率估测

8 值是否满足标准要求确定是否进行升挡操作 ; 如扭矩富裕率大于规定的估测值, 则进行升挡 ; 减速时不减挡 5.5 行驶阻力测定行驶阻力的确定是本标准的重点和难点, 无论底盘测功机法还是利用滑行数据进行模拟计算, 均需要车辆的行驶阻力试验数据行驶阻力的测定方法包括滑行能量变化法和等速下扭矩测量法两种对于滑行能量变化法, 由于重型车质量跨度范围较大滑行试验条件要求非常苛刻, 因此无论在国内还是国外都是公认的难题, 针对这种情况, 工作组提出采取分段滑行拟和处理的方式无特殊规定时, 应使试验车辆处于最大设计总质量状态, 将车辆加速至表 2 规定车速 (V) 以上 10km/h, 将变速器置于空挡位置进行滑行直至车速小于 15km/h 表 3 行驶阻力测定车速车辆类别规定车速,V 载货汽车 90km/h 半挂牵引车 90km/h 客车 100km/h 5.6 综合燃料消耗量计算根据底盘测功机法或模拟计算法得到的市区公路和高速工况的燃料消耗量, 对照表 1 确定该车型市区公路和高速部分的特征里程分配比例, 按公式 (4) 可以加权计算该车型的综合燃料消耗量 FC = FC D + FC D + FC D (4) 综合市区市区公路公路高速高速 FC 综合一个完整的 C-WTVC 循环的综合燃料消耗量,L/100km; FC 市区市区燃料消耗量,L/100km; FC 公路公路燃料消耗量,L/100km; FC 高速高速公路燃料消耗量,L/100km; D 市区市区里程分配比例系数,%; D 公路公路里程分配比例系数,%; D 高速高速公路里程分配比例系数,% 6 与其它标准的关系本标准是后续制定中重型商用车辆燃料消耗量限值标准的基础 2010 年 5 月 25 日

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<4D F736F F F696E74202D20382DD6D0B9FAC6FBB3B5C8BCC1CFCFFBBAC4C1BFB1EAD7BCB7A8B9E6D7B4BFF62DBDF0D4BCB7F2205BBCE6C8DDC4A3CABD5D> 中国汽车燃料消耗量标准法规状况 CATARC 金约夫 2012.11.14 中国汽车产销量现状 (2011 年 ) 2011 年, 中国汽车产销量双双突破 1800 万辆, 其中商用车销量超过 400 万辆 1 商用车产量构成重型商用车 2010 年产量分布 2 中国汽车工业发展与能源问题 2011 年汽车零售额占社会消费零售总额的比重高达 27%; 中国能源消费结构仍以石化燃料为主, 石油对外依存度连续多年超过