某輕型汽車整車排放Ⅰ型試驗與過程數據優化的淺析

劉朋朋，任曉惠

（江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

某輕型汽車整車排放Ⅰ型試驗與過程數據優化的淺析

劉朋朋，任曉惠

（江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

我國于2005年4月份發布輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國Ⅲ、Ⅳ階段），標準要求于2007年7月1日實施，而全國正式實施為2014年1月份。為適應國Ⅳ排放標準，需要多次實測及并優化數據，把我公司輕型汽車產品排放控制在國家標準限值以內，符合標準要求。針對摸底試驗的結果，優化發動機及整車數據，以此提升了產品競爭力。

排放試驗；整車；數據優化

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.01.037

CLC NO.:U467.1 Document Code:B Article ID:1671-7988(2016)01-108-03

引言

為應對日趨嚴格的整車排放法規，輕型載貨車整車與發動機在開發和設計時，應提前識別與排放相關的工作，如后處理采用EGR技術路線或SCR技術路線，均需從使用成本、技術可行性、維修方便性等方面充分考慮，以此在整車排放試驗中達到排放標準限值的要求。型式核準試驗項目為：Ⅰ型試驗，為常溫下冷起動后排氣污染物排放試驗；Ⅴ型試驗，為污染物控制裝置耐久性試驗，即80000公里耐久試驗；車載診斷OBD系統試驗共計三大類。

1、Ⅰ型試驗描述

樣車：樣車是一款4X2廂式車，設計總質量3150 kg，整備質量2020 kg，搭載4缸柴油機，手動變速箱，單級減速后驅動橋，整車排量為2.0L，滿足國Ⅳ標準限值的輕型柴油車，整車基本參數如表1所示。

試驗設備：在國家客場質量監督檢驗中心的汽車排放試驗室進行，試驗室設備采用從英國進口的CH-DY型號底盤測功機和從日本進口的MEXA7200HLE超低排放分析系統，底盤測功機的分析系統在試驗前進行標定。

排放試驗過程對排放試驗結果的影響要素：

（1）設備因素，底盤測功機的道路阻力模擬和采樣分析系統的采用和分析的準確度；

（2）試驗條件的控制，包括樣車狀態、油品、預置、環境條件等因素；

（3）駕駛人員和檢測人員的操作，包括駕駛員的駕駛響應時間、檢測人員對CVS流量和分析儀器量程的選擇。

國此車輛狀態和油品由車輛申請廠家自行控制，而其它的影響因素則由檢測機構工作人員，多次試驗總結，讓其試驗設備處于最優狀態來實現。

2、Ⅰ型試驗方法分析及過程優化

GB18352.3-2005規定，針對Ⅰ型試驗國內的車企可采用查表法，即按表查測功機吸收作用在驅動輪上的負荷，滾動阻力當量值和空氣阻力系數當量值，進而計算出底盤測功機吸收的總負荷，對試驗車輛進行加載試驗。也可選擇采用道路滑行阻力測量方法，以等速滑行試驗測算整車的滾動阻力和空氣阻力，計算吸收的功率和負荷。查表法以整車企業來說，周期短，試驗誤差小，但進行過程優化空間較小，可能使排放限值無法進行更好的提升?；蟹梢愿鶕囁倥c時間的關系計算汽車的滑行阻力和空氣阻力，再設定底盤測功機進行道路模擬試驗，進行對比分析。特點試驗周期長、對試驗樣車狀態要求較高，但可根據阻力值，調整了發動機的萬有特性區間的分布，優化了傳動系的速比等，使其對整車排放結果進行改進。

表1 整車參數

Ⅰ型試驗環境溫度24.8℃，環境濕度46.6%，大氣壓力99.1kPa。

樣車放置在帶有負荷和慣量模擬的底盤測功機上，按規定的城區循環15個工況、城郊循環13個工況，變速箱需由Ⅰ檔起步，且最高車速不能高于15km/h，試驗共進行19分 40秒，第一次排放試驗結果，如圖1所示：

圖1 第一次Ⅰ型試驗結果

如圖1所示：HC超出119%，Nox是在限值以下，其它排放污染物指標劣化后也符合限值要求，油耗基于GB20997-2007《輕型商用車輛燃料消耗量限值》10L/KM來說，幾乎接近限值，表現較差，亟需提高。

2.1 對樣車性能進行提升控制

輪胎氣壓的控制：檢測輪胎氣壓，標準限值為0.45Mpa，對輪胎氣壓進行實測，轉向輪右側為0.39Mpa，左側為0.42Mpa，驅動輪胎兩側為0.40Mpa，均低于0.45Mpa，不同的胎壓將直接影響整車的行駛阻力，勢必影響排放，按標準要求對輪胎進行補氣，滿足排放試驗要求。

ABS控制器和電瓶的控制：檢測整車有無故障代碼，發電機要正常工作，電瓶的容量要為滿負荷，帶ABS的車輛，在底盤測功機上，可能由于前、后輪的轉速超出ABS控制器對輪速的合理性判斷，導致整車內阻大，都應該進行檢查。

對整車進行保養，更換機油、變速箱油、后橋油、空濾、柴濾，之后，在底盤測功機上進行80km/h勻速磨合500km。

2.2 對發動機及后處理零部件進行優化

拆掉了安裝了Noxsensor和AVL439的過渡管，避免漏氣及采樣廢氣造成的誤差。

更換發動機EGR電磁閥，推遲主噴提前角（3deg），同時增加進氣量（50mg），并對發動機噴油的軌道壓力提升，進行二次試驗，結果如圖2所示：

圖2 第二次Ⅰ型試驗結果

從圖2可以看出，對樣車性能提升效果明顯，初步可以說明，第一次試驗樣車本身阻力較大，導致油耗較高，而整改后的油耗為8.472L/KM，但是HC值還是過高，幾乎沒有裕度可言。為改善這種情況，對發動機自身軟件及關鍵零部件進行更換及優化。

關閉發動機65碼以上的預噴裝置，繼續優化噴油的軌道壓力，更換EGR閥執行器，換成了強檢樣車上的EGR執行器，將發動機后熱從90s延長到180s，并對優化的數據重新植入ECU，為第三次試驗作準備。

3、改進后的方案試驗與結果

在既定的時間段內不同車速對應的污染數據變化如下：

圖3 HC含量

圖4 Nox含量

圖5 CO含量

從以上試驗數據看出，環境溫度和發動機溫度可能對HC和CO試驗結果產生影響。目前排放污物結果均滿足GB 18325.3－2005標準要求的限值。

接下來由檢測機構人員，進行全程監控試驗，標準要求對樣車預置時間為6—36h,對預置室環保溫度為20℃－30℃，試驗保證機油和冷卻液溫度達到室內溫度。而我們要求檢測機構預置時間為大于16h,試驗結果如下：

圖6 為整車在底盤測功機試驗

4、結論

在國Ⅳ排放輕型柴油車Ⅰ型試驗時，對試驗結果影響的因素：

1）樣車狀態，主要為輪胎氣壓、整車電氣電壓穩定性及整車的保養。交付檢測機構試驗前，可由整車認證試驗人員完成整車檢查及保養，保證樣車處于最佳狀態；

2）整車中發動機EGR電磁閥、噴油的軌道壓力的調節，推遲主噴提前角，同時增加進氣量，來達到降低HC含量，此工作主要由整車動力匹配和發動機標定人員共同商討實施；

3）道路阻力的設定，時間允許的條件下，道路滑行的阻力要低于標準推薦的阻力，即使用道路滑行阻力的排放結果要低于使用標準推薦阻力的排放測量結果；

4）車輛預置的影響，主要取決于預置溫度的高低及穩定情況，在試驗中，若只考慮滿足標準而不進行嚴格控制，定會造成試驗結果波動較大。從ECU的控制來看，預置溫度赿接近30℃，點火時的噴油量越少，產生的CO和HC排放量會越低；

5）檢測機構駕駛人員操作可能對排放結果產生影響，此時需要和檢測機構進行溝通，使其安排有經驗的駕駛員進行試驗，并對操作曲線進行分析；因此只有注重以上因素的影響，在進行國Ⅳ輕型柴油車Ⅰ型排放試驗時，才能得到一個準確的排放測量結果。

[1] 余志生，汽車理論[M].北京：機械工業出版社,2009.

[2] GB18352.3－2005輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國Ⅲ、Ⅳ階段）[s].

[3] GB20997-2007，輕型商用車輛燃料消耗量限值[s].

[4] GB/T 12545.2-200l,商用車輛燃料消耗量試驗方法 [s].

[5] 韓宗奇,李亮,測定汽車滑行阻力系數的方法[J],汽車工程,2002 (4)．

[6] GB/T 12536-1990,汽車滑行試驗方法 [s].

The analysis of the first test and process data optimization for the vehicle emission of a light vehicle

Liu Pengpeng, RenXiaohui
( Jianghuai automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

In China in April 2005 release of emissions of pollutants from light-duty vehicles limits and measurement methods (China III, IV stage), standard on July 1, 2007 implementation, while the formal implementation of the country in January 2014. To meet the country IV emission standards, we need to measure and optimize the data, the emission control of our company light vehicle products within the national standard limits, and meet the standard requirements. According to the diagnostic test results, optimization of engine and vehicle data, so as to enhance the competitiveness of products.

Discharge test; Vehicle; Data optimization

U467.1

B

1671-7988(2016)01-108-03

劉朋朋，就職于江淮汽車技術中心輕型商用車研究院。