WLTC和CLTC-P循环工况及其排放污染物和油耗分析

当前中国轻型车排放和油耗认证循环工况正处于NEDC(New European Driving Cycle,新欧洲驾驶循环)和WLTC(Worldwide Light-duty Test Cycle,全球统一轻型车辆测试循环)并行、CLTC(China Light-duty Vehicle Test Cycle,中国轻型汽车行驶工况)逐步导入的特殊时期。对WLTC和CLTC-P(China Light-duty Vehicle Test Cycle-Passenger,中国乘用车行驶工况)进行分析,对比两种不同驾驶工况的特点,并选取同一辆车进行WLTC和CLTC-P排放污染物和油耗测试,对两种循环下排放和油耗测试结果进行比较,分析不同工况下整车排放和油耗特性,为后续整车开发和标定提供工程参考。     

WLTC滑行阻力曲线处理方法

目前全球环境污染愈加严重,我国也面临着严峻的保护环境压力。近年来,各国都把降低汽车油耗及排放作为改善环境的突破口。我国之前采用的NEDC油耗测试方法由于模拟环境相对简单,与道路行驶实际油耗偏差较大而为人诟病。为了使测试方法更加接近实际工况,我国采用了新的全球轻型汽车测试循环WLTC,该测试循环对各汽车企业的油耗分析和控制能力提出了新的要求。     

基于WLTC测试循环的颗粒数量排放特性及其与发动机工况的关联性研究

对WLTC测试循环整车的颗粒物数量排放分析结果表明低速段排放占比高,尤其在前50 s的起动阶段,瞬态排放达到WLTC循环的最大峰值;在50～1 800 s阶段,颗粒物数量排放随工况变化趋于稳定。基于颗粒物数量排放分布特性,提出了基于台架开环实时控制系统的WLTC循环前50 s瞬态工况模拟以及基于聚类分析得到11个工况点对WLTC 50～1 800 s台架稳态模拟的测试方法。结果表明:台架模拟前50 s试验工况及控制参数与整车一致性较好,颗粒物数量排放与整车结果偏差为4. 2%,基于聚类分析50～1 800 s得到11个工况点的颗粒物数量排放结果相对整车试验偏差为8. 7%。与整车实测结果一致,满足工程开发评估要求。     

轻型汽车实际道路行驶与实验室工况污染物排放对比研究

选择6辆满足国Ⅳ、国Ⅴ排放标准的轻型汽油车和柴油车进行了在WLTC和NEDC循环工况下的试验室排放试验,并对其中的4辆车按照RDE测试规程进行了实际道路排放测试。结果表明:在实际道路行驶条件下,汽油车CO和柴油车NO_x排放严重超过标准限值,高排放主要出现在车速大于60km/h的郊区和高速公路段,瞬时排放量会随着车速和加速度的升高而增大;部分汽油车在WLTC工况的超高速段中出现了很高的CO排放,而WLTC工况THC的排放则小于NEDC工况;4辆汽油车在NEDC工况和WLTC工况下PN排放都超过标准限值,而柴油车的PN排放和所有车辆的PM排放都小于标准限值。建议国Ⅵ车型开发时应重点关注汽油车的CO,PN排放以及柴油车的NO_x排放。     

WLTC标准车速曲线对车辆油耗影响的研究

汽车公司进行轻型车油耗试验时，车辆都是在底盘测功机上运行WLTC循环工况，然后根据排放中的CO2、CO和HC流量通过碳平衡法计算汽车的油耗。WLTC循环运行时间为1 800 s，每1 s都有规定的标准车速，车辆将依据WLTC标准车速曲线行驶，但每个驾驶员完成的WLTC循环速度曲线与标准车速曲线会存在差异，速度差异还将造成不同驾驶员完成WLTC运行的车辆油耗也存在一定的差异。文章总结了造成不同驾驶员油耗差异的主要原因，并给出了评价不同驾驶员油耗结果的多个量化指标，还参考标准总结出了标准车速曲线的油耗修正方法。     

运动模式下车辆排放和燃油经济性分析

按照轻型车国五和国六标准中常温冷启动排放和实际行驶污染物排放(Real Driving Emission)试验规程,使用定容稀释排放测试系统和便携式车载排放设备(PEMS)对9辆样车进行了运动模式和普通模式下排放和油耗测试。结果表明:运动模式下THC排放结果要低于普通模式;NOx在两种模式下排放结果无规律性;NEDC工况下CO的结果变化不大,WLTC工况下运动模式明显大于普通模式,且一些车辆会出现运动模式下CO排放剧烈增加的现象;运动模式下油耗结果均大于普通模式,平均增加30%,NEDC工况比WLTC工况表现明显,低速工况比高速工况表现明显;两种模式在WLTC工况上的差异更接近实际道路。建议重点关注车辆运动模式下CO排放以及低速工况下的油耗。     

重型普通载货汽车典型用户的整车行驶循环工况研究

以重型普通载货汽车为研究对象,针对用户使用情况进行了调研和实车试验,并应用数理统计和多参数统计理论主成分分析与聚类分析方法,解析出重型普通载货汽车典型用户行驶循环工况。基于所提取的循环工况进行了综合油耗的仿真分析,结果表明,仿真计算油耗与用户实际使用油耗一致,证明了所提取重型普通载货汽车整车行驶循环工况的正确性。     

快递运输车油耗研究与动力配置优化

以快递运输车为研究对象,针对用户使用情况进行了调研和实车道路采集,解析出快递运输车典型用户行驶循环工况。基于所提取的循环工况进行了综合油耗仿真分析,并进行了客户试验验证。结果表明,仿真计算油耗与客户实际使用油耗一致,得出适合快递运输车的最佳动力配置。     

对应于整车行驶循环的发动机简化工况点确定方法的研究

基于汽车理论,计算出车辆道路行驶循环对应的发动机运行工况点散点.根据距离最短分区简化原理,得出发动机工况简化点.对这些简化点的油耗进行实测(或模拟计算),预测车辆道路行驶工况下的燃油经济性.实车试验验证了本方法的实用性和所开发计算程序的精度.通过发动机工况简化点油耗贡献率的排序,可指导发动机早期开发阶段中有侧重的优化.     

轻型车美标油耗五工况测试方法研究

在全球排放和油耗法规里美国标准是最为严格的,从中国油耗法规不断加严的现实国情出发,对轻型车美标油耗的测试方法进行研究是很有必要的。美国最新油耗测试方法包括了五个循环工况,涵盖了低温启动,空调使用,野蛮驾驶等实际车辆行驶中会遇到的情况,对车辆的考核比较全面务实。本文利用中汽中心已有的试验测试设备,对美标五工况循环测试方法以及测试结果的加权计算方法进行研究,从而形成完整的美标油耗测试规程,为后续相关研究奠定基础。     

插电式混合动力汽车低SOC能量流试验研究

为制定最优的能量分配策略,对某款插电式混合动力汽车在不同运行工况下的能量流进行分析。通过试验测试了低SOC状态下整车部件能量传递的相关参数,包括:温度、压力、转矩、转速和流量等,之后计算和分析整车的能量分布,并对比了NEDC和WLTC工况下整车能量流向和能量回收率。结果表明,在电池处于低SOC时,WLTC工况下的发动机平均油耗是NEDC工况平均油耗的1.6倍左右;且两种工况下车辆行驶所消耗的能量绝大部分来自于发动机;另外,WLTC工况行驶能量低于NEDC工况,其差值不足1%,但WLTC工况的能量回收率低于NEDC工况,其差值达2.31%。     

城市道路典型行驶工况曲线的优化与符合性判断

车辆实际燃油消耗量与道路的交通状况息息相关,为对车辆的实际油耗进行评价,有必要编制城市道路典型行驶工况曲线。然而,如何让编制的典型行驶工况曲线符合实际道路的状况,是需要解决的问题。文章建立了工况符合性判断的方法,并基于工况的相关特征参数以及行驶工况在底盘测功机上的实际运用情况,明确了工况曲线的优化方法,这些方法具有通用性。     

世界主要整车道路试验工况循环研究

乘用车在正式上市销售前均需要做整车油耗、排放认证,根据试验结果确定其排放及油耗水平是否符合当地法规政策要求。为最大限度的模拟实际驾驶工况,同时为确定统一的试验标准,各国家或地区均会制定统一的整车道路试验工况循环,用于整车排放、油耗试验。文章主要研究世界上主要乘用车市场所在地的整车试验工况特点,并加以分析。     

北京市高峰期与非高峰期汽车行驶工况研究

为掌握我国大城市汽车实际行驶时的能耗与排放特征,利用车载测试系统实时记录了北京市内汽车实际道路行驶的速度、油耗和排放数据。解析得到不同种类道路(快速路,主干路,次干路,支路)在不同时间段(高峰期,非高峰期)下的各种特征参数,同时建立起适合北京市汽车油耗与排放测量的四种瞬态行驶工况,并在转毂试验台上进行了模拟测试。结果表明,高峰期比非高峰期车速下降约31%,油耗上升11.1%～13.1%,另外CO排放量升高12.4%～94.4%,HC升高50%～84%,NOx升高9.5%～30%。     

WLTC与NEDC比较及对汽车油耗的影响浅析

欧盟切换至全球轻型汽车测试循环(Worldwide Light-duty Test Cycle,WLTC)已指日可待,利用排放标准和WLTC官网数据,绘制出WLTC和NEDC两种循环速度和加速度分布图,对循环特征值包括相对正加速度RPA进行了对比。从NEDC到WLTC,冷启动影响减弱,停车时间比例缩短,更接近于经济行驶速度,手动统一换挡要求改变等,都有利于节油。同时,行驶波动性增大,速度与加速度覆盖范围更宽,又不利于节油。单纯NEDC和WLTC循环切换带来的油耗变化很可能较为有限,这在二则者的国外初步试验数据中得到了佐证。     

重型柴油车实际道路行驶工况试验研究

本文针对现有工况循环不能真实评价实际道路整车性能的问题,基于实际道路行驶数据,采用多元统计方法构建重型柴油车实际道路行驶工况,分析了行驶工况多项特征参数。结果表明,构建的重型柴油车实际道路行驶工况能够基本体现重型柴油车在实际道路的行驶特征。发现构建的行驶工况与WHTC循环有较大差异,行驶工况平均运行车速为30.5km/h,行驶里程13.379km,怠速时间占比12.4%,加减速时间占比86.6%。在中低速、中高速区转速、扭矩波动较大,反映了拥挤的交通状况和复杂的驾驶环境。在高速区转速、扭矩变化较为平稳,说明车辆处于平顺的驾驶环境。怠速和极端驾驶产生的燃油消耗占比不大,高速区燃油消耗远高于其他速度区。瞬时耗油率最大值出现在高速区和中低速、中高速区部分。     

重型柴油车实际道路行驶工况试验研究

本文针对现有行驶循环不能真实评价实际道路整车性能的问题,基于实际道路行驶数据,采用主成分分析与聚类分析和基于速度-加速度短片段寻优等多元统计方法构建重型柴油车实际道路行驶工况,分析了行驶工况多项特征参数。结果表明,构建的重型柴油车实际道路行驶工况能基本体现重型柴油车在实际道路上的行驶特征。构建的行驶工况与WHTC循环有较大差异,其平均运行车速为30.5km/h,行驶里程13.379km,怠速时间占比12.4%,加减速时间占比86.6%。在中低速和中高速区转速和转矩波动较大,反映了拥挤的交通状况和复杂的驾驶环境。在高速区转速和转矩较为平稳,说明车辆处于平顺的驾驶环境。怠速和极端驾驶产生的燃油消耗占比不大,高速区燃油消耗远高于其他速度区。     

WLTC工况下颗粒物排放特性研究及优化

以全球轻型汽车测试循环(WLTC)为基础,研究了不同阶段颗粒物数量的分布特性,对发动机原始颗粒物排放进行优化,并在整车WLTC排放测试中进行了验证和进一步优化。结果表明:喷油时刻、喷油压力、喷油比例、喷油次数等因素对涡轮增压直喷(GDIT)发动机的颗粒物排放产生影响;通过发动机原始排放优化,以及在不同工况下使用多次喷射等策略能够大幅降低颗粒物排放量,满足排放法规限值要求;随着行驶里程的增加,WLTC测试颗粒物排放呈下降趋势。     

基于典型工况的混动汽车能量流测评与优化

基于典型循环工况,开展了混动汽车能量流测评与分析,研究了针对实际道路运行工况降低能耗的优化方法。首先,对比了循环工况下的整车能量流各效率特征参数;其次,按照不同的运行工况分段区间,得到了WLTC循环工况下发动机、发电机、驱动电机的输入输出功率和运行模式特征;最后,提出了基于工况特征参数挑选代表实际道路运行的典型循环工况实现能耗优化的方法。结果表明：发动机循环综合热效率最高达到了36.79%,市区循环的制动能量回收效率达到了87.04%;高速工况下整车综合效率29.72%,是车辆最节能的工况;针对代表实际道路运行的WLTC-LM典型循环工况进行了全局优化,基于仿真验证,整车百公里能耗降低了3.98%。     

轻型柴油车实际行驶排放特性的研究

根据欧盟最新制定的实际行驶排放RDE试验规程,使用便携式车载排放测试系统对两辆分别满足欧Ⅳ和欧Ⅵ排放标准的柴油轿车进行了实际行驶排放试验。结果表明:车辆RDE试验NO_x排放因子是实验室认证循环NEDC的6.8~7.7倍,且NEDC,FTP75与WLTC循环和RDE试验中的NO_x符合性因子(0.71~7.09)均大于CO符合性因子(0.11~0.63);NO_x瞬时排放率随加速度的增大而升高;市郊和高速公路工况下,NO_x瞬时排放率在车辆加速度超过NEDC循环工况的最大加速度时达到峰值。因此在制定RDE法规时,应重点关注轻型柴油车的NO_x排放。