我國輕型車油耗法規(guī)及節(jié)能技術(shù)研究

馬乃鋒

摘要：面對日益嚴格的輕型車燃油經(jīng)濟性法規(guī)要求，本文研究了行業(yè)目前主流節(jié)能技術(shù)特點，最后從成本、可執(zhí)行性角度，對達到五階段油耗標準提出了自己的觀點和相應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞：輕型車;油耗;法規(guī);節(jié)能

0 ?引言

2005年至今中國已經(jīng)建立并實施了四個階段的乘用車燃油消耗量法規(guī)，五階段油耗法規(guī)已形成征求意見稿，并征求意見。同時，2025年之前，輕型汽車中的汽柴油車、混合動力汽車、替代燃料汽車采用WLTC工況，2025年之后，所有車型都將采用中國工況標準進行測試。國家層面下定決心，以法規(guī)加嚴倒逼企業(yè)技術(shù)升級，使我國汽車生產(chǎn)企業(yè)面臨著降低油耗的巨大壓力。

1 ?我國油耗法規(guī)分析

1.1 我國前四階段油耗法規(guī)概述

我國油耗法規(guī)已經(jīng)歷4個階段，2019年1月，五階段油耗法規(guī)已形成征求意見稿，并征求意見，五階段的油耗指標壓力更為嚴峻。其中在第一、二階段中規(guī)定了燃料消耗量限值，自第三階段開始，引入了乘用車企業(yè)平均燃油消耗量（CAFC）概念，以整車整備質(zhì)量作為基準規(guī)定了乘用車CAFC目標值，并采用CAFC實際值與目標值的比值作為評價指標，在CAFC達標前提下，企業(yè)可內(nèi)部根據(jù)自身特點及市場需要，靈活調(diào)整產(chǎn)品線[1]。第四階段仍延續(xù)第三階段車型燃料消耗量限值和企業(yè)CAFC達標雙重管理方案，并且進一步加嚴了汽車單車限值和目標值要求。對整車整備質(zhì)量較大的車型，尤其是1.88噸以上的乘用車，加嚴比例更高。

1.2 第五階段油耗法規(guī)（征求意見稿）分析

1.2.1 適用范圍與測試工況調(diào)整

醇醚類燃料主要由煤氣化合成，對我國能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化將起到積極正面的推動作用，因此五階段油耗法規(guī)首次將醇醚類燃料納入考量范圍，同時明確至2025年乘用車油耗與排放標準協(xié)同，采用WLTC工況，降低企業(yè)負擔。（表1）

燃料消耗量型式認證申請報告/型式認證報告里， CO2排放量和燃料消耗量僅申報綜合工況并提交綜合工況型式試驗結(jié)果。

1.2.2 限值與目標值評價體系調(diào)整

評價體系仍以整備質(zhì)量為基準并由階梯式改為直線式。核心思路：五階段油耗管控核心在于目標值，整體抓大放小。油耗設(shè)定充分考慮工況切換與新能源汽車銷量的影響，總體目標不變。

1.2.3 企業(yè)平均燃料消耗量與車型優(yōu)惠倍數(shù)調(diào)整

企業(yè)平均燃料消耗量目標值加嚴，車型優(yōu)惠倍數(shù)下調(diào)同時對低油耗車型實時鼓勵，各年度目標值過渡設(shè)定更為合理。考慮到車型開發(fā)周期，五階段前期相對寬松;而后期將快速向目標值靠攏，減少車型優(yōu)惠倍數(shù)確保新能源車銷量達標。

2 ?輕型汽車節(jié)能技術(shù)

2.1 缸內(nèi)直噴技術(shù)

汽油缸內(nèi)直噴（Gasoline Direct Injection，簡稱GDI）目前已是行業(yè)主流的節(jié)能技術(shù)，是指將噴油器安裝于發(fā)動機氣缸內(nèi)部，通過控制器精準控制噴入的燃油量，同時加以較高的噴射壓力，使燃料能夠得到更好的霧化，并與進氣進行充分混合[2]。

2.2 渦輪增壓技術(shù)

渦輪增壓技術(shù)通過增加發(fā)動機進氣量提高燃油經(jīng)濟性，主要依靠汽車尾氣排出的剩余能量帶動排氣管道中的渦輪工作，繼而帶動進氣道中的同軸渦輪轉(zhuǎn)動，最終使進入發(fā)動機參與燃燒的空氣部分壓力增加。我國乘用車行業(yè)渦輪增壓技術(shù)發(fā)展較快，已逐漸成為汽油乘用車最常用的節(jié)能技術(shù)之一。

2.3 雙噴射技術(shù)

雙噴射技術(shù)分為“缸內(nèi)直噴+氣道噴射”與氣道雙噴射技術(shù)兩大類型。

關(guān)于“缸內(nèi)直噴+氣道噴射”的技術(shù)方案，將兩者的優(yōu)勢結(jié)合起來，不同工況采用不同噴油策略，從而使發(fā)動機各方面性能都得到提升。尤其在發(fā)動機中小負荷時，能夠提高油氣混合質(zhì)量，降低PM，提升燃燒效率。在大負荷工況，則采用純缸內(nèi)直噴工作模式，節(jié)約燃油，提升動力。

氣道雙噴射技術(shù)即一個氣缸配備了兩個噴油器，能夠?qū)崿F(xiàn)更廣的噴射覆蓋面積以及更高的燃油霧化率，可以有效減少燃油濕壁，使噴射的燃油更充分地燃燒，從而改善燃油經(jīng)濟性，降低油耗和排放[3]。

2.4 三缸發(fā)動機技術(shù)

所謂三缸發(fā)動機是指排量集中在1.0-1.5L，只有三個氣缸的發(fā)動機，隨著我國正式實施第四階段油耗法規(guī)標準，小排量渦輪增壓發(fā)動機無論在技術(shù)層面還是產(chǎn)品層面，都已氣候漸成。

2.5 閉缸技術(shù)

早期閉缸技術(shù)主要搭載在V6/V8以及更大排量發(fā)動機上，在不影響動力性的前提下，暫時停缸，可有效降低燃油消耗，例如凱迪拉克較早采用AFM技術(shù)，可以由8缸切換到6缸再到4缸的工作模式[4]。

如今，隨著油耗及排放相關(guān)法規(guī)政策日益嚴格，閉缸技術(shù)已逐漸在小排量發(fā)動機中進行應(yīng)用。例如大眾在2013年推出的POLOBlueGT上搭載的1.4T四缸EA211發(fā)動機，2019款奔馳A級1.3T發(fā)動機，以及本田1.5T，福特的1.0T三缸發(fā)動機都會使用此技術(shù)。

2.6 48V輕混系統(tǒng)

由于日本企業(yè)在重混系統(tǒng)存在的技術(shù)壁壘，48V混合動力系統(tǒng)由于低門檻、低成本、高效率的優(yōu)勢，近些年逐漸引起眾多自主車企大力開展相關(guān)研究。48V輕混系統(tǒng)在保留了原12V電氣系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加一套48V的輕混系統(tǒng)，蓄電池容量、電機性能得到大幅提升，因此可以帶動更大功率的車載系統(tǒng)，在起步、剎車等工況下對車輛進行優(yōu)化和能量回收[5]。

3 ?五階段油耗應(yīng)對策略

隨著我國燃料消耗量目標值逐年加嚴，傳統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)往往效果有限，為此國內(nèi)車企需充分考慮多種技術(shù)潛力，提前開展技術(shù)路線的布局和研究工作，研發(fā)發(fā)動機先進電控技術(shù)，搭載MHEV/HEV等系統(tǒng)。同時不可否認的是，若想實現(xiàn)4L/100km目標，新能源汽車必不可缺。通過本文分析梳理及實際調(diào)研，在WLTC工況下實現(xiàn)乘用車平均燃料消耗量4.0L/100km的目標初步形成表2所示應(yīng)對方案。

4 ?結(jié)語

面向2021-2025年的我國五階段油耗即將實施，對行業(yè)當前技術(shù)線路存在較大挑戰(zhàn)，從油耗法規(guī)角度來看，政府節(jié)能減排、推進新能源車的決心毋容置疑。除大力發(fā)展新能源汽車外，汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)在產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計，研發(fā)、測試，量產(chǎn)的過程中，同樣積極重視節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，以改善環(huán)境、節(jié)約資源，加快汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、培育國際競爭優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]韓建軍.乘用車第四階段油耗法規(guī)及對策[J].汽車工程師，2016（08）：14-17.

[2]韋邦暄，張世宇.淺談汽車發(fā)動機的節(jié)能減排技術(shù)[J].時代汽車，2020（05）：107-108.

[3]胡玉蘭.新形勢下探究汽車運行油耗的影響因素與汽車節(jié)能技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（24）：78.

[4]曹一哲，陳川，鄒玉紅.2021～2023年低油耗乘用車技術(shù)路徑判定[J].汽車實用技術(shù)，2019（20）：213-216.

[5]任煥煥，趙冬昶，葛鵬.中國乘用車節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀[J].汽車與配件，2015（19）：63-65.