用户驾驶工况对比试验研究

2020-05-24高尚志马俊杰尹建东王瑞平

小型内燃机与车辆技术 2020年2期

高尚志马俊杰杨陈尹建东沈源王瑞平，2

（1-宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司浙江宁波 315336

2-浙江吉利动力总成有限公司）

引言

近年来，面对日益严格的油耗法规，一些降低油耗的新技术如米勒循环技术、EGR 技术、可变气门升程技术等广泛应用于发动机上[1]。采用新技术后，在发动机不同工况，油耗降低明显。在轻型车排放油耗试验（NEDC 循环和WLTC 循环）中，油耗均有明显降低。但是，在实际用户工况油耗测量中，有些车型在综合路况的实际油耗与排放油耗试验工况测量的油耗相差较大[2]。另外，驾驶员在驾驶车辆过程中，由于驾驶习惯和路况不同，发动机运行的工况不同，发动机油耗和整车油耗差异较大[3]。为了分析驾驶习惯和路况造成油耗差异的原因，试验采用不同驾驶员驾驶同一车辆运行不同路况，同时记录数据。

本文选用了一款A 级车型，动力总成搭载一台小型增压直喷发动机和一台6DCT 变速器。2 个驾驶员分别运行了城市路况（市区工况）、一般道路路况（国道）、山路路况、高速路况等，试验过程中记录ECU 数据。另外，不同驾驶员在整车转毂台架上运行NEDC 循环和WLTC 循环，同时记录ECU 数据。

1 用户工况对比分析

ECU 数据主要包括发动机转速及转矩、挡位、车速、车距等参数。

图1 为城市路况发动机工况，图2 为城市路况整车路谱。

图1 城市路况发动机工况

图2 城市路况整车路谱

由图1 和图2 可以看出，运行城市路况，红绿灯较多，发动机加减速频繁、怠速时间长，车速在60 km/h以内，变速器挡位在1～4 挡，发动机主要运行在低速小负荷区域。驾驶员2 在车辆运行过程中，加速度较大，发动机更多是运行在高速大负荷工况。

图3 为一般道路路况发动机工况，图4 为一般道路路况整车路谱。

图3 一般道路路况发动机工况

由图3 和图4 可以看出，相对于城市路况，运行一般道路路况，红绿灯等待较少，车速在80 km/h 以内，变速器挡位在1～6 挡，发动机主要运行在中低速小负荷和中低速中高负荷区域，部分运行在高速高负荷区域。

图4 一般道路路况整车路谱

图5 为山路路况发动机工况，图6 为山路路况整车路谱。

图5 山路路况发动机工况

图6 山路路况整车路谱

由图5 和图6 可以看出，运行山路路况，弯道较多，无红绿灯等待，车辆频繁急加减速，车速在80 km/h以内，变速器挡位在1～6 挡。相对于一般道路路况，发动机运行工况以中低速中高负荷区域较多。

图7 为高速路况发动机工况，图8 为高速路况整车路谱。

图7 高速路况发动机工况

图8 高速路况整车路谱

由图7 和图8 可以看出，运行高速路况，加减速少，无红绿灯等待，车速相对稳定，车速在120 km/h以内，变速器挡位在1～6 挡，发动机主要运行在中低转速各负荷区域。

将发动机工作区域分为A、B、C、D 等4 个区域，分别统计发动机运行工况在每个区域的占比。如图9所示。

图9 发动机运行工况区域划分

统计不同驾驶员驾驶同一车辆运行4 种路况，对发动机运行工况进行分区，如图10 所示。

从图10 可以看出，不同驾驶员驾驶同一车辆，发动机运行工况大部分在A 区域（低转速小负荷）。不同驾驶员工况运行差别大约在5%。

图10 不同驾驶员驾驶同一车辆发动机运行工况

2 NEDC 和WLTC 循环工况对比

图11 为NEDC 循环发动机工况，图12 为NEDC循环整车路谱。

图11 NEDC 循环发动机工况

图12 NEDC 循环整车路谱

NEDC 循环路况在整车转毂台架上运行，由图11 和图12 可以看出，NEDC 循环路况运行稳定，可分为2 段：前800 s，运行车速在50 km/h 以内，挡位在1～5 挡；从800 s～1 180 s，运行车速在120 km/h 以内，挡位在1～6 挡。发动机运行在低速小负荷工况，与用户城市工况相近。不同驾驶员驾驶时的发动机工况差距不大。

图13 为WLTC 循环发动机工况，图14 为WLTC循环整车路谱。

图13 WLTC 循环发动机工况

图14 WLTC 循环整车路谱

WLTC 循环路况在整车转毂台架上运行，由图13和图14 可以看出，WLTC 循环运行动态路况。相对于NEDC 循环，平均车速更高，最高车速可以达到130 km/h。加减速频繁，试验时间更长，试验里程更长[4]。发动机运行工况主要在中低转速小负荷和中高负荷。在WLTC 循环高速工况中，不同驾驶员加减速时油门控制速度不同，工况存在一定差异。