《摩托車和輕便摩托車發動機最大扭矩和 最大凈功率測量方法》（GB/T 20076—2021）標準解讀與探討

毛文剛，楊 銳，楊建偉

（中檢西部檢測有限公司，陜西 西安 710032）

摩托車發動機發出的最大扭矩和最大凈功率是評價摩托車動力性的一個重要指標，同時也是劃分摩托車類別的一個重要參數。摩托車發動機最大凈功率不同，相應的摩托車檢測項目和限值要求會有一些差異[1]，因此，測量摩托車發動機的最大扭矩和最大凈功率的標準在行業中也有著非常重要的地位。

隨著摩托車用發動機產品技術的發展和檢測水平的不斷提高，摩托車發動機最大凈功率標準完成了修訂，推薦性國家標準《摩托車和輕便摩托車發動機最大扭矩和最大凈功率測量方法》（GB/T 20076—2021）于2021年12月31日發布，并于2022年07月01日實施，該標準是摩托車新產品公告檢驗及中國強制性產品認證中發動機最大扭矩和最大凈功率檢測的唯一依據標準，同時也是企業在設計開發摩托車發動機產品參考的重要標準之一，對國內的摩托車發動機的產品認證和管理以及質量提升起到了非常重要的作用[1]。

1 新舊標準主要差異[2]

與舊版標準 GB/T 20076—2006相比，新版標準GB/T 20076—2021主要在以下幾個方面的技術要求發生變化：

1）更改了扭矩和凈功率試驗中發動機的配件；

2）更改了測量值的精度；

3）更改了用于確定發動機最大扭矩和最大凈功率的設置條件；

4）增加了實驗室溫度控制要求；

5）更改了型式試驗時使用的燃油；

6）增加了測試記錄要求；

7）增加了混合動力驅動系統的最大扭矩和最大功率測試方法。

2 新標準主要技術要求的解讀和探討

為更好地應對標準變更可能給檢測機構或者生產企業帶來的影響，下面逐條針對新舊標準中的主要差異性技術要求進行解讀和探討。

2.1 試驗中發動機應安裝的配件的變化

1）對于進氣系統，新版標準中去掉了“限速裝置”，并將“最高轉速或功率限制裝置”單獨作為一類進行規定。隨著技術發展進步，現在的摩托車發動機不再通過控制空氣進氣量進行限速，而是采用電控方式直接控制發動機的噴油量來進行限速或限制功率。

2）對于排氣系統，新版標準中增加了壓燃式發動機可能配備的“排氣制動閥”，去掉了“排氣凈化系統”。隨著技術發展進步，壓燃式發動機可能采用了一些新技術，如排氣制動閥，其作用是在不使用或少使用行車制動器的條件下，使車輛速度降低或保持穩定；在技術發展過程中，生產企業使用了許多不同的方式來降低排放污染，例如排氣循環、燃料箱油氣回收及電子控制系統等，但觸媒轉化器一直是降低有害廢氣排放最有效的方法[4]，現在摩托車發動機中采用的基本上都是三元催化轉化器，集成在排氣消聲器里面，很少有單獨的排氣凈化系統。

3）對于燃油噴射系統，新版標準中增加了“供油泵和高壓泵”，將舊版標準中的單獨一類供油泵作為燃油噴射系統中一個配件；增加了“壓縮空氣泵，如帶有直噴（Direct Injection, DI）空氣輔助”，壓縮空氣泵是低壓空氣輔助缸內直噴系統中的關鍵部件，低壓空氣輔助缸內直噴系統的主要特點是燃油噴射為空氣-燃油兩相流，燃油先被噴射到夾氣噴嘴的腔內，和具有一定壓力的空氣進行預混合，然后噴嘴打開，燃油-空氣混合物被噴射入缸內[5]。隨著技術發展，為了改善摩托車發動機排放性能，企業有可能將空氣輔助缸內直噴技術用到摩托車產品中。

4）對于液體冷卻設備，新版標準中增加了“發動機罩和出風口罩”?，F在的摩托車發動機采用了更加科學的流體設計進行熱量的導流，而發動機熱量的散發快慢直接影響發動機的機體溫度，從而影響發動機功率，所以很多發動機都配備了發動機罩和出風口罩。

5）對于潤滑系統，新版標準中增加了“機油冷卻器”?，F在摩托車發動機，特別是大排量發動機對于機體的溫度控制要求越來越嚴格，為了更好地進行散熱，很多發動機都配備了機油冷卻器等裝置。

2.2 測量值的準確度的變化

新版標準中將所有類型發動機的轉速測量精度由原來的±1%變為±0.5%；將輕便摩托車用火花點火式發動機的燃油消耗量測量精度由原來的±2%變為±1%，其他類型發動機燃油消耗量測量精度不變；將輕便摩托車用火花點火式發動機和摩托車用壓燃式發動機的進氣溫度測量精度由原來的±2 K變為±1 K，其他類型發動機進氣溫度測量精度不變；增加了輕便摩托車用火花點火式發動機和摩托車用火花點火式發動機的燃油溫度的測量精度，均為±1 K，將摩托車用壓燃式發動機的燃油溫度測量精度由原來的±2 K變為±1 K。

隨著發動機技術發展和發動機測試水平的提高，檢測手段和技術早已突飛猛進，新版標準對檢測設備的測量精度要求，可以促進檢測機構或者企業進行設備的更新換代，進而有效地提高發動機產品質量。

2.3 設置條件的變化

在用于確定發動機最大扭矩和最大凈功率的設置條件方面，新版標準增加了“（電子）節氣門控制”，將舊版標準中的“噴油泵的流速設置”變為“火花點火發動機供油泵的流量設置”和“壓燃式發動機噴油泵控油系統設置”，將舊版標準中的“調速器設置”變為“任何其他轉速控制裝置設置”，將舊版標準中的“防污染設施”變為“（噪聲和排氣管）排放抑制系統設置和裝置”。一方面是由于技術的更新換代，摩托車發動機上配備了一些新的裝置，另一方面是這些裝置的調整或設置，都會影響到發動機最大扭矩和最大凈功率的測量，因此，這些裝置均應按照制造廠的系列化產品應用設置，使用中不作任何變化。

2.4 增加了試驗室溫度控制要求

新版標準中第4.3.1條增加了“試驗在具有環境溫度調節功能的試驗室內進行”[2]。一方面，此條款對發動機試驗室的溫度調節功能提出了要求，但又沒有具體說明進行環境溫度調節的裝置要求，是要求在試驗室安裝溫度調節系統或恒溫恒濕系統等復雜的系統設備，還是要求安裝功能簡單的溫度調節裝置，標準中沒有規定具體要求。另一方面，新版標準中第5.2.2條已經規定了火花點火式發動機試驗溫度范圍為283～318 K（10～45 ℃），第6.3 條已經規定了壓燃式發動機試驗溫度范圍為283～313 K（10～40 ℃），只要能在環境溫度范圍內正常開展發動機臺架試驗即可。

在實際發動機臺架試驗中，發動機運行所產生熱量主要靠外部冷卻風或者循環冷卻液等方式進行冷卻，雖然只要能滿足標準中4.3.4條最低試驗條件和依照附錄A 即可正常進行試驗，但筆者認為標準的目的是實現試驗室溫度可調可控，避免發動機在臺架試驗中溫度過高而導致試驗無法進行，或者實現試驗室溫度可調節來控制發動機功率測量準確性，避免溫度過大波動對功率測量的影響。

2.5 型式試驗時使用的燃油變化

新版標準中，將原標準“所用燃油為市場上的通用型號，不得加入防煙劑”。[3]改為“型式試驗時應使用符合 GB 14622和 GB 18176規定的基準燃料”[2]。一方面，表述更加準確，試驗時統一使用排放標準規定的基準燃油，在發動機最大扭矩和最大凈功率測量時消除了因燃料不同而產生的影響。另一方面，標準GB 14622和GB 18176中規定使用的基準燃料種類包括汽油、柴油、液化石油氣、天然氣，不僅包括液體燃料，還包括氣體燃料，使用的燃料覆蓋范圍更廣，適合更多類型的發動機。

2.6 增加了測試記錄要求

新版標準第4.3.16條增加了“試驗時應采集轉矩、轉速、進氣溫度、大氣壓力、濕度、機油溫度、燃油溫度、排氣溫度等參數并記錄在原始記錄中”[2]。此條款與標準第4.1條試驗裝置測量值的精度要求相對應。在進行發動機臺架試驗時，盡可能多地采集一些發動機自身參數和試驗環境的參數，有利于監控發動機加的工作狀態，確保了發動機在試驗時的運行安全；另外筆者認為還應該增加采集火花塞墊圈溫度（風冷發動機）和冷卻液出口處的冷卻液溫度（液冷發動機），因為標準中對發動機冷卻液出口處的冷卻液溫度和火花塞墊片溫度有溫度控制要求。

2.7 增加了混合動力驅動系統的最大扭矩和最大功率測試方法

新版標準第8條增加了混合動力驅動系統的最大扭矩和最大功率測試方法：由點燃式發動機或壓燃式發動機和電機組成的混合動力驅動系統的最大總扭矩和最大總功率應按本文件規定的方法進行測試。如果車輛所使用的混合動力技術允許在多種混合動力模式下運行，應針對每種模式進行相同的測試，所測得的動力單元性能最高值即為該動力單元的最終測試結果[2]。

混合動力驅動系統的聯結方式大致可分為三類：串聯式、并聯式，混聯式。

1）對于串聯式混合動力系統，其發動機直接帶動發電機進行發電，產生的電能通過控制單元儲存到蓄電池中，再由蓄電池通過控制單元傳輸給電動機來驅動摩托車[6]。這種情況下，混合動力驅動系統的最大總扭矩和最大總功率即為電動機的最大扭矩和最大凈功率，應按照電機的測量相關要求進行測量。

2）對于并聯式混合動力系統，其具備傳統的發動機系統和電機驅動系統等兩套驅動系統，兩套系統既可以同時協調工作，也可以各自單獨運行來驅動摩托車，根據行駛過程中實際工況來選擇不同的驅動模式。這種驅動系統在進行臺架試驗時，其最大扭矩和最大凈功率必然是在兩套系統同時協調工作時產生，這就必須要測得發動機和電動機的混合度，即發動機和電動機在該種模式下的扭矩占比，不然就無法進行發動機的扭矩和功率修正。

3）對于混聯式混合動力系統，其發動機系統和電機驅動系統各有一套變速機構，通過齒輪系或其他方式結合在一起，從而綜合調節發動機與電機之間的轉速關系，可以更加靈活地根據工況來調節發動機和電動機的功率輸出[6]。這種驅動系統在進行臺架試驗時，其最大扭矩和最大凈功率也必然是在發動機系統和電動機驅動系統同時協調工作時產生，也必須要測得發動機和電動機的混合度，即發動機和電動機在某一種模式下的扭矩占比，否則也無法進行發動機的扭矩和功率修正。

總之，增加混合動力驅動系統的最大扭矩和最大功率測試方法，使得摩托車動力系統覆蓋范圍更加廣泛多樣，但測量方法表述過于簡單，且沒有對應的其他標準可以參考，在進行摩托車混合動力系統的臺架試驗時也不易操作，容易產生爭議。

3 結論

通過對《摩托車和輕便摩托車發動機最大扭矩和最大凈功率測量方法》（GB/T 20076—2021）和2006版標準的比較可以看出，新版標準主要更 改了試驗中發動機的配件要求、測量值的精度、設置條件、型式試驗時使用的燃料等，主要增加了試驗室溫度控制要求、測試記錄要求、混合動力驅動系統的最大扭矩和最大功率測試方法等，標準的修訂使得標準文本表述更加規范，動力系統覆蓋范圍更加廣泛；但主要還有試驗室溫度控制要求和混合動力驅動系統的最大扭矩和最大功率測試方法這兩條規定比較簡單，希望可以出臺更加完善和細化的技術指導意見，使其在標準執行和試驗操作等方面更加清晰明了。