• 轻型车测试由NEDC向WLTC转轨

    2019年04月11日09:15  来源:人民网-中国汽车报
     
    原标题:轻型车测试由NEDC向WLTC转轨 工况切换将改变市场技术格局

      国六排放标?#25216;?#23558;实施,车型测试工况将从国五的NEDC(新标欧洲测试循环)切换为WLTC(全球轻型汽车测试循环)。据了解,相同产品在两种工况下进行测试,燃油消耗情况往往截然不同,?#34892;?#36710;型甚至可能无法满足试验及法规要求,因此遭遇暂停销售或禁售命运。

      测试方法变了,考察的重点也变了。这些改变体现在哪些方面?对汽车零部件技术有何导向作用?对于企业的产品规划又将产生怎样的影响?车辆测试工况转换可能带来的一系列问题,引发业界密切关注。

       NEDC工况与实际情况脱轨

      不少消费者购车后都有过相?#39057;?#30097;惑:汽车4S店展厅内同款车型贴在前窗的工信部“黄标签”显示,其在市区工况下油耗不足8L/100km,但车辆在使用过程中的实际油耗往往超过10L/100km。其实,此前工信部标识的车型油耗结果就是通过NEDC工况测试方法获得的。

      由于在较长?#27426;?#26102;间内,中国没有自己的工况标准,所以工信部在排放标准方面借鉴了欧洲曾使用的NEDC工况。它在?#27426;?#26102;期内确实促进了我国汽车节能和环保技术的进步,但其自诞生之初就受到外界的质疑,因为在这一套测试体系中,车辆整体的运行工况比较稳定。

      据悉,NEDC工况分为市区工况(City)和市郊工况(Highway)两部分。市区工况由四个市区运转循环单元组成,即同一过程重?#27492;?#27425;;在测试过程中最高车速50km/h,平均车速19km/h,每个循环时间为195秒,共行驶4.052km。市郊工况测试共一个循环,平均车速62.6km/h,?#34892;?#34892;驶时间400秒,共行驶6.955km路程。

      研究人员在记录NEDC工况的试验数据并制图后发现,车辆在测试中多数时间处于?#20154;?#34892;驶状况。这种测试没有充分考虑市区交通堵塞时车辆走走停停的情况,市郊工况更是加速和?#20154;?#30340;测试,发动机会维持较好的工作状态,因此试验得到的油耗结果普遍偏低。同时,NEDC测试工况中四个市区循环的测试条件完全相同,导致很多企业在标定发动机时有更多的倾向性,即让车辆在测试的条件下更多地处在一个相对经济的工况,从而进一步加剧了实际油耗和工黄标签”数值的偏差。

      另外,在NEDC工况下,与同功率输出的大排量自然吸气发动机相比,小排量?#26032;?#22686;压发动机一般能够实现更好的燃油效率及?#31995;?#30340;排放,发挥出自身的优势。所以,在许多采用这一测试标准的国家和地区,小排量?#26032;?#22686;压发动机逐渐替代自然吸气发动机成为市场的主流,企业很大程度上也是为了油耗和排放数值更“?#27599;礎薄?/p>

      然而,实?#24335;?#36890;路况时时变化,配装?#26032;?#22686;压发动机的车型在频繁变化的工况下,燃油效率要低于稳定工况的。这就解释了为什么“黄标签”的数值颇为理想,但车主无论怎么驾驶,车辆油耗都无法“达标”。这样一来,工信部标识的油耗对于购车的参考意义被大打折扣。部分?#30340;?#20154;士认为,在以NEDC工况为主导的国标条件下,“黄标签”的油耗数据不仅不具备参考意义,而且限制了一批实际使用中不是很耗油的大排量自然吸气车型。

       WLTC工况的改变体现在两方面

      事实上,无论欧洲的NEDC,还是日本的JC08,其测试条件均比?#31995;?#19968;,在某些工况或在某些特定车型上都会出现标称与实际?#29615;?#30340;情况。有鉴于此,由日本、美国、欧洲等地的专家共同制定的WLTC工况登上了世界舞台,其特点是在全世界?#27573;?#20869;收集真实的行驶工况数据,将车辆通过功率/车重分为三个级别(其中目前主要用到的是Class 3b),并针对不同的时速,增加城市拥堵工况的比重。

      相比于NEDC,WLTC工况的改变主要体现在两个方面:车速波动大、怠速工况少,而且没有特别的规律性;涵盖更广的速度区间,测试周期也更长。

      WLTC工况中没有周期性的加速、减速,更好地体现了在不同拥堵程度的路面车速时快时慢的情况?#27426;?#19988;,由于工况变化没有周期性,加大了车企在标定发动机时“耍心眼儿”的难度。另外,相比于NEDC测试体系,WLTC工况的测试周期从1180s延长到1800s,测试平均速度也从34km/h增至46km/h。相比于NEDC工况四个最高车速不到50km/h的城市循环,WLTC更长的测试周期和更高的平均速度,明显更贴近车辆实际行驶情况,而且更广的速度区间对车辆综合性能的考验也更严格。

      虽然针对NEDC工况过于平稳的问题进行了改进,但这并不意味着WLTC工况无懈可击,对于某些实际情况,它依然存在“盲区”。据了解,WLTC工况的测试方法为按照设定的标?#25216;?#36895;后再减速,并且在一些减速的工况中掺杂再加速的情况。虽然看起来比较合理,但其加速度并不大,所以与日常驾驶依然存在一些偏差。比如,用25秒从静止将车速提升到45km/h,其实已是相当漫长的加速过程。我们在日常遇到的实际情况是,驾驶员很可能在10秒左右就已将车速从静止提升至60km/h了。

      另据介绍,WLTC工况中大部分时间的车速要比NEDC工况高许多,但由于平均车速较高,有利于节省燃油,所以理论上来说WLTC工况所得出来的油耗结果仍然偏低。但即便如此,相对于NEDC而言,WLTC工况得出的数据仍具有更大的参考意义。

      企业技术路线或将调整

      工况的变化给消费者带来了福音,因为标识油耗的参考意义更大了。但对于车企而言,工况的切换可?#20581;?#29301;?#29615;?#32780;动全身”。在愈发严格的油耗法规和排放标准之下,不少企业压力陡增。据悉,在已施行WLTC工况的欧洲市场,许多在新工况下无法达标的车型不得不退出市场。比如,大众部分车型因排放不达标而被暂停销售;宝马也因为新标准的实施,停止旗下M3车型?#21335;?#21806;。

      除了以上这些可见的影响外,WLTC工况还将产生更为深层次的影响,且它们?#25442;?#22312;短时间内显现。比如前文有所提及,NEDC工况的特性,在很大程度上促成了此前小排量?#26032;?#22686;压发动机走热。而在WLTC工况下,小排量?#26032;?#22686;压发动机恐怕会“降温?#20445;?#22823;排量自然吸气发动机的测试结果反而更接近实际情况。事实上,业界已有人提出,这是否意味着被束之高阁的自然吸气发动机将迎来新的机遇,而小排量?#26032;?#22686;压发动机将被“雪藏?#20445;?/p>

      一家主流自主?#25918;?#36710;企的发动机研发专家认为,工况切换至少表明,不能一味地追求小排量?#26032;?#22686;压发动机了。“小排量?#26032;?#22686;压发动机的优势在于平稳工况,但切换到WLTC工况后,相关车型的测试结果可能还不如同功?#23454;?#22823;排量自然吸气发动机。”这位不愿具名的企业人士?#24608;?#19981;过,他同时表示,不应否定?#26032;?#22686;压技术对汽车行业的贡献,其为轻量化和小型化提供了发展思路,未来技术路线很可能是并行的,而非取代关系。

      其实,无论?#26032;?#22686;压还是自然吸气技术,?#21363;?#22312;发展瓶颈。“自然吸气发动机要想增大功率只能通过两种方法,即加大排量和提高转速。但提升转速到?#27426;?#31243;度后,其活塞连杆往复惯性、零部件摩擦阻力、进气系统负压等部分的内耗都会明显提升,所以提升转速是有瓶颈的。”汽车行业资深专家唐志军?#24608;?#20174;这个角度出发,外界就不难理解宝马为何放弃此前多年坚持的自然吸气发动机转?#27573;新?#22686;压阵营了——因为?#26032;?#22686;压技术在当时的条件下有更大的潜力可挖。

      ?#26032;?#22686;压技术让发动机以更小的排量、更小体积和更轻的质量实现了更高的功率和更大的扭矩,但?#26032;?#22686;压发动机的油?#21335;?#27604;自然吸气发动机,并没有实质性改善。企业要达到乘用车平均油耗2020年降至5L/100km以下的目标,仅靠内燃机的优化难以实现,未来?#26032;?#22686;压、自然吸气、混合动力等技术将并存。

      行业视点

      上海交通大学机械与动力工程学?#32791;?#29123;机研究所教授吕?#30636;?/p>

      工况仅是评价手段 技术进步必不可少

      我读到一些新闻报道或研究报告,内容是:对比某一款发动机或某一项具体技术,在两种测试工况下的表现。这是不严谨的,因为用有限的试验和小样本数据,得出某一结论并不科学。从?#23616;?#19978;说,NEDC更侧重于稳态工况,WLTC更注重瞬态和过渡工况,它们无法直接进行比较,我们也无法评价两类循环工况本身对油耗和排放的影响。发动机技术始终朝着低油耗和低排放方向发展,油耗法规和排放标准的发展亦是如此,测试工况仅仅是评价的一种手段。

      事实上,国六排放标准引入颗粒物浓度限制是最大的变化。发动机小型强化及直喷技术可以提高燃油经济性,得到了业界的公认,但如果要达到颗粒物浓度限制标准,直喷发动机比较“吃亏?#20445;?#36824;需采取其他技术措施。目前,不同的技术方案很难同时兼顾油耗、气体排放、颗粒物排放和动力性的要求,?#38469;?#21508;种措施一起上才能解决问题。而针对颗粒物浓度的应对方案是提高喷射压力,加颗粒?#37117;?#22120;,但这会带来其他工程问题,?#36130;?#26469;比较复杂。

      总而言之,与其推断工况切换将带来哪些变化,不如说法规标准对油耗、排放的要求越来越高,企业必须采取相应的措施。无论采用什么测试工况,技术进步都必不可少。

      博格华纳相关技术人?#20445;篧LTC工况对技术发展提出更高要求

      相比NEDC,WLTC工况下车型的平均速度、最高速度、最大加速度等都有提升,使被检测产品的负荷增大、油耗增加。与此同时,WLTC怠速比例大幅下降,削弱了怠速启停和混合动力等技术的节油效果。WLTC工况可能促使发动机研发从一味小型化向寻找适中尺寸过渡。未来,我认为,1.5L~2.0L排量发动机需求将占乘用车产品主流。

      WLTC工况对于整车标定的瞬态工况要求更高,瞬态过程油耗和排放占整个运行区间的比例更大。因此,减少大负荷和外特性的加浓必不可少,而在NEDC工况下,整车企业不太关心这方面的情况。

      怠速启停、48V微混等技术在WLTC工况下的节能效果将被弱化。在我看来,未来的标杆动力总成既要?#26174;?#21387;,也要有米勒循环,还要附带微混系?#22330;?#21478;外,不能简单说NEDC工况促成了小排量?#26032;?#22686;压发动机的发展趋势。?#26032;?#22686;压为发动机小型化、轻量化提供了一条?#35270;?#25216;术需求的可行之路,以后还会继续发展。

      从技术发展的层面说,由于WLTC对瞬态工况和平均车速的增加,我?#26174;?#31243;式混合动力可能更适用。专用于增程式混合动力的高效发动机(如马?#28304;?#30340;均质压?#25216;?#26415;)将迎来较好的发展前景。48V混动系统可能会向高压混动系统发展,而发动机将向深度阿特金森-米勒循环发展,减小瞬态运行需求。  结合RDE(真实排放测试)循环,发动机要在保证功?#23454;?#21516;时,增加排气温度以降低高速加浓区间,改善实际道路排放和油耗。对于?#26032;?#22686;压器和排期歧管而言,需要耐受1050℃高温,对材料和隔热也提出了更高要求。(张海天)

    (责编:徐彩虹、?#36742;?

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