50技术纵横轻型汽车技术2021(1-2)
轻型商用车第三阶段油耗标准及应对措施分析
吴迪沈轩
(南京汽车集团有限公司汽车工程研究院)
摘要：本文研究了轻型商用车燃料消耗量试验方法和限值标准，列举了部分整车降油耗措施，并利用排放试验室对各措施加以试验验证分析，得出应对油耗标标致408论坛
准变化的常用优化措施。
关键词：降油耗NEDC循环底盘测功机
1引言
轻型商用车第三阶段油耗限值于2018年1月1日实施，其限值与旧版相比严苛较多，对汽车企业而言，挑战巨大，且2019年5月起，国家加大了对“大吨小标”现象的查处力度，企业部分旧车型需申报更大质量的公告配置，而旧车型申报新标准公告，试验难度更胜于新开发车型。因此，加大对标准的研究解读和对降油耗措施的研究成为了企业关注的焦点。
2轻型商用车油耗标准分析
2.1轻型商用车油耗测试方法分析
I)轻型商用车油耗测试方法按照GBfTl9233-2008(轻型汽车燃料消耗量试验方法》执行，该标准规定了测试工况、燃料消耗量的试验方法和计算方法，其结果一定程度上反应了车辆城市工况、城郊工况、综合工况下的油耗水平，工况路谱见图lo
该标准和工况编写时参照了欧盟(EU) 93/116/EC指令《关于机动车二氧化碳排放量和燃料消耗量》，且已经使用多年，存在以下几方面的问题：
NEDC
Tkneifi}
图1轻型汽车油耗测试循环
(1)NEDC试验工况较为简单，稳态工况较多，上升沿更少，全过程仅有16个，还不及21个稳态工况的数量多；城市城郊里程分配不合理，而且4个市区小单元还完全一致，怠速比例也无差异，导致车辆大部分时间处在平稳状况过程中，这与实际驾驶过程完全脱轨，根本不能反映实际能耗。
(2)仅关注了车辆常温下的油耗情况，未考量低温、高温、高海拔等其它用户场景。
(3)试验底盘测功机设定阻力只对照整备质量查表所得，未反应车辆实际情况。
因此,2020年6月2日，国家已发布修订后的新标准GBfT19233-2020(轻型汽车燃料消耗量试验方法》，
该标准在更贴近我国实际车辆油耗状态
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表1N1类车辆燃料消耗量限值
整车整备质量（CM）
kg 汽油车型燃料消耗量限值
L/100km
柴油车型燃料消耗量限值
L/100km
黄标车是什么CMW750  5.5  5.0 750VCMW865  5.8  5.2 865VCMW980  6.1  5.5 980VCMW1090  6.4  5.8 1090VCMW1205  6.7  6.1 1205VCMW13207.0  6.4 1320VCMW14307.4  6.7 1430VCMW15407.87.0 1540V CMW16608.27.3 1660VCMW17708.67.6 1770V CMW18809.07.9 1880VCMW20009.58.3 2000VCMW211010.08.7 2110VCMW228010.59.1 2280VCMW251011.09.5 2510<CM11.610.0
需求的驱动下，首选采用WLTC工况和中国工况作为燃料消耗量测试基准工况和附加工况，在满足油耗测试需求的前提下，尽量从试验规程、族系划分等方面与国VI排放标准协调，减轻行业负担。而新标准将于2021年1月1日起实施，企业需要申报新车型公告油耗需注意该节点，以免采用新工况后，车辆通过限值难度更大，影响公告申报进度。
2.2轻型商用车油耗限值分析
GB20997-2015（轻型商用车燃油消耗量限值（第三阶段）》于2016年1月批准发布,2018年1月1日起实施。加严了车型燃料消耗量限值要求；选择整备质量代替“最大设计质量+排量”作为燃料消耗量的评价参数，且限值做了较大调整,N1类限值详见表1。以常规空载2T/最大总质量3.4T 汽油小卡为例，第三阶段限值为9.517100km，而旧限值为12.5UlOOkm，这对企业的挑战很大。
3应对措施选择
降油耗措施一直是各大主机厂和零部件厂家头疼的问题，下面我们列出了几类常见整车降油耗措施，依托国家CNAS排放试验室，运用标准规定的碳平衡法，我们对某商用车品牌多种小卡车型开展了多种降油耗配置的整车NDEC油耗摸底，所用的试验设备均已经过计量校准，从而准确验证了各种降油耗措施对油耗结果的影响程度。
3.1选用主减速比较小的后桥
后桥承担着车辆减速增扭的重要作用，因此它的主减速器的主减速比的选定就显得尤为重要。我们对车1选装了5.375\4.875\3.909三种后桥速比，对三种配置分别进行了NEDC油耗试验，结果见表2O
从表中我们可以看出，随着后桥速比的降低,
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表2各种后桥速比油耗结果
配置试验次数
检验结果(L/100km)
市区循环市郊循环综合后桥速比5.375
第一次13.337.559.69
第二次13.307.499.63后桥速比4.875
第一次12.017.339.05
第二次11.867.369.00后桥速比3.909
第一次10.927.25&61
第二次10.907.268.60
表3润滑油配置和相应油耗结果
润滑油粘度配置
检验结果(L/100km)
市区循环市郊循环综合
机油30
变速箱油90
后桥齿轮油90
10.46  6.908.22
机油40
变速箱油140
后桥齿轮油140
10.477.068.32
车辆油耗结果也随之下降,4.875速比的车辆比5.375速比的车辆油耗降低0.64，下降幅度很大，而3.909速比的车辆比4.875速比的车辆油耗降低0.42，其速比虽然下降很多，但油耗下降幅度并不如前一组明显，分析数据发现，安装3.909速比后桥后，车辆长期处于低转速下运行，虽车辆内阻较小，但动力不佳，为了能跟线行驶，油门开度会很大，发动机混合气容易进入加浓状态，反而对油耗优化有一定抑制作用，因此，对于轻型卡车来说, 4.875速比的后桥同时兼顾了动力性和经济性，可作为选型时的首选。
3.2选用低粘度机油、变速箱油、后桥齿轮油
汽车按揭贷款对同一车辆，我们开展了两套润滑油品配置下的油耗试验，车辆均采用二档起步，配置组合和所对应的试验结果见表3O
如表中所示，润滑油粘度的变化，对整车油耗有0.1的贡献，对于用户来说，油费节省有限，还增加了用车维护成本，因此，此项措施适合已经开发完成、定型的车辆，如果公告试验时刚好略高于限值，
可以采用该优化措施来降低油耗。
3.3选用低滚阻轮胎
车辆行驶阻力中轮胎的滚动阻力占很大一部分，尤其在低速阶段，车辆风阻较小，滚阻所占比例更大，因此，我们对配置普通轮胎和低滚阻轮胎
轻型汽车技术2021(1-2)技术纵横53
表4润滑油配置和相应油耗结果
轮胎配置
超载1人处罚扣分标准2021
检验结果(L/100km)
市区循环市郊循环综合
常规11.18&409.43
低滚阻10.878.299.24
车辆的基准质量当80km/h卜「测功机吸收的功率和负荷
系数
a b
RM/kg kg kW N N N/(km/h)2 RMW480455  3.8171  3.80.0261 480V RM W540510  4.1185  4.20.0282 54OVRMW595570  4.3194  4.40.0296 595VRMW650625  4.5203  4.60.0309 650VRMW710680  4.7212  4.80.0323 7I0VRMW765740  4.9221  5.00.0337 765VRMW850800  5.1230  5.20.0351 850VRMW965910  5.6252  5.70.0385 965VRMWI0801020  6.0270  6.10.0412 1O8OVRMW11901130  6.3284  6.40.0433 1190VRMW13051250  6.7302  6.80.0460 13O5VRMW142013607.03157」0.0481 1420VRMW1530J4707.33297.40.0502 153OVRMW164015907.53387.60.0515 1640VRMW176017007.83517.90.0536 1760VRMW18701810&13658.20.0557 1870VRMW198019308.43788.5I0.0577 1980VRMW210020408.63878.70.0591 2100<RMW22】02150&8396890.0605 2210VRMW238022709.04059.10.0619
2WXRMW26I0 2610VRM
2270
2270
9.4
9.8
423
441
9.5
9.9
0.0646
0.0674图2底盘测功机查表法阻力系数
的车辆进行了油耗对比，为了突出滚阻对油耗的影响，选用了整备质量较大的双排载货汽车(整备质量1825kg)，转鼓阻力加载均采用查表法，胎压充至标准气压4.5bar，油耗结果见表4。
可以看出，低滚阻对车辆市区阶段油耗优化贡献较高，对市郊阶段油耗优化贡献较低，总体而言，对公告油耗有不小的优化，因此，厂家可根据基准车型的油耗与限值的差距，考虑是否选用低滚阻轮胎。
3.4选择合适的转鼓阻力加载方法
GBfT19233-2008(轻型汽车燃料消耗量试验方法》中规定车辆进行转鼓油耗试验时，可使用道路阻力系数拟合的转鼓阻力系数，或使用基准质量查表得到阻力系数。我们仍以措施3.1中的车1
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轻型汽车技术 2021(1-2)
\ Tl ~ |
1 3200 | 1 2596 | -0 9404 |~N/km/h
D&b  of  eutomabc  adaptation
R cmm I  measured  act  set | F0 | 178 30 | 179 90 1 87 35 J  N
F2~|~0 07900 |~0 07850 |~0 09713] N/fkm/hF 100 0 0 0
Max  Devi
Turn
Print
| Rw  |
1825 0
图3 底盘测功机阻力拟合结果200000800600400
1
12-
50 100车速V  (km/h)
—査表法
―道路阻力拟合法
150
图4底盘测功机阻力加载和车速对应关系
表5两种阻力加载阻力系数差异
转鼓阻力加载方法
阻力系数
a  (N)
b  (N/(km/h))
c  (N/(km/h)2)
查表法
10. 660
0.07241道路阻力拟合法87. 35-0. 9404
0. 09713
为例，该车整备质量1470kg，基准质量1570kg 。查 表法的转鼓阻力系数和转鼓拟合的阻力系数见图传奇影豹
2和图3，其中，根据标准,N1类车型基准质量大 于1700kg，查表法的阻力系数需乘以1.3o
我们把两种方法的阻力系数列出来，如表5
所示。再把两种阻力系数转化为图4。
如图4所示，很明显，查表法的阻力要比拟合
法的小很多，如果开展油耗试验，运用查表法设置 转鼓阻力时，转鼓将提供更小的道路阻力，从而车 辆可以获得更低的油耗值。我们还测试了另外两 个品牌的N1类车，它们的查表法阻力系数同样优 于道路阻力拟合的结果，因此对于N1类的货车来
陈志鑫说，推荐使用查表法的阻力系数来加载转鼓阻力。
4结论
以上列举了一些轻型商用车油耗优化的措
施，并对这些措施进行了试验，得出了各项措施对 整车降油耗的贡献程度。作为整车厂家，在车辆开
发初期，还可采用ECU 数据优化、启停技术、轻量 化等策略来降低整车油耗，但如果车辆开发已到 了后期，数据已基本成型，此时发现油耗与标准限
值仍有差距，就可从本文列举的几个角度考虑，再
结合车辆成本、动力性等因素，匹配出最优的方
案，从而完成车辆公告油耗的申报工作。
参考文献
1 GB/T  19233-2008(轻型汽车燃料消耗量
试验方法》[S].
2 GB  20997-2015《轻型商用车燃油消耗量 限值(第三阶段)》[S],
3 宋业建.我国轻型商用车第DI 阶段油耗法 规浅析[J].汽车零部件,2016( 7):51-53