《摩托车和轻便摩托车发动机最大扭矩和 最大净功率测量方法》（GB/T 20076—2021）标准解读与探讨

毛文刚，杨 锐，杨建伟

（中检西部检测有限公司，陕西 西安 710032）

摩托车发动机发出的最大扭矩和最大净功率是评价摩托车动力性的一个重要指标，同时也是划分摩托车类别的一个重要参数。摩托车发动机最大净功率不同，相应的摩托车检测项目和限值要求会有一些差异[1]，因此，测量摩托车发动机的最大扭矩和最大净功率的标准在行业中也有着非常重要的地位。

随着摩托车用发动机产品技术的发展和检测水平的不断提高，摩托车发动机最大净功率标准完成了修订，推荐性国家标准《摩托车和轻便摩托车发动机最大扭矩和最大净功率测量方法》（GB/T 20076—2021）于2021年12月31日发布，并于2022年07月01日实施，该标准是摩托车新产品公告检验及中国强制性产品认证中发动机最大扭矩和最大净功率检测的唯一依据标准，同时也是企业在设计开发摩托车发动机产品参考的重要标准之一，对国内的摩托车发动机的产品认证和管理以及质量提升起到了非常重要的作用[1]。

1 新旧标准主要差异[2]

与旧版标准 GB/T 20076—2006相比，新版标准GB/T 20076—2021主要在以下几个方面的技术要求发生变化：

1）更改了扭矩和净功率试验中发动机的配件；

2）更改了测量值的精度；

3）更改了用于确定发动机最大扭矩和最大净功率的设置条件；

4）增加了实验室温度控制要求；

5）更改了型式试验时使用的燃油；

6）增加了测试记录要求；

7）增加了混合动力驱动系统的最大扭矩和最大功率测试方法。

2 新标准主要技术要求的解读和探讨

为更好地应对标准变更可能给检测机构或者生产企业带来的影响，下面逐条针对新旧标准中的主要差异性技术要求进行解读和探讨。

2.1 试验中发动机应安装的配件的变化

1）对于进气系统，新版标准中去掉了“限速装置”，并将“最高转速或功率限制装置”单独作为一类进行规定。随着技术发展进步，现在的摩托车发动机不再通过控制空气进气量进行限速，而是采用电控方式直接控制发动机的喷油量来进行限速或限制功率。

2）对于排气系统，新版标准中增加了压燃式发动机可能配备的“排气制动阀”，去掉了“排气净化系统”。随着技术发展进步，压燃式发动机可能采用了一些新技术，如排气制动阀，其作用是在不使用或少使用行车制动器的条件下，使车辆速度降低或保持稳定；在技术发展过程中，生产企业使用了许多不同的方式来降低排放污染，例如排气循环、燃料箱油气回收及电子控制系统等，但触媒转化器一直是降低有害废气排放最有效的方法[4]，现在摩托车发动机中采用的基本上都是三元催化转化器，集成在排气消声器里面，很少有单独的排气净化系统。

3）对于燃油喷射系统，新版标准中增加了“供油泵和高压泵”，将旧版标准中的单独一类供油泵作为燃油喷射系统中一个配件；增加了“压缩空气泵，如带有直喷（Direct Injection, DI）空气辅助”，压缩空气泵是低压空气辅助缸内直喷系统中的关键部件，低压空气辅助缸内直喷系统的主要特点是燃油喷射为空气-燃油两相流，燃油先被喷射到夹气喷嘴的腔内，和具有一定压力的空气进行预混合，然后喷嘴打开，燃油-空气混合物被喷射入缸内[5]。随着技术发展，为了改善摩托车发动机排放性能，企业有可能将空气辅助缸内直喷技术用到摩托车产品中。

4）对于液体冷却设备，新版标准中增加了“发动机罩和出风口罩”。现在的摩托车发动机采用了更加科学的流体设计进行热量的导流，而发动机热量的散发快慢直接影响发动机的机体温度，从而影响发动机功率，所以很多发动机都配备了发动机罩和出风口罩。

5）对于润滑系统，新版标准中增加了“机油冷却器”。现在摩托车发动机，特别是大排量发动机对于机体的温度控制要求越来越严格，为了更好地进行散热，很多发动机都配备了机油冷却器等装置。

2.2 测量值的准确度的变化

新版标准中将所有类型发动机的转速测量精度由原来的±1%变为±0.5%；将轻便摩托车用火花点火式发动机的燃油消耗量测量精度由原来的±2%变为±1%，其他类型发动机燃油消耗量测量精度不变；将轻便摩托车用火花点火式发动机和摩托车用压燃式发动机的进气温度测量精度由原来的±2 K变为±1 K，其他类型发动机进气温度测量精度不变；增加了轻便摩托车用火花点火式发动机和摩托车用火花点火式发动机的燃油温度的测量精度，均为±1 K，将摩托车用压燃式发动机的燃油温度测量精度由原来的±2 K变为±1 K。

随着发动机技术发展和发动机测试水平的提高，检测手段和技术早已突飞猛进，新版标准对检测设备的测量精度要求，可以促进检测机构或者企业进行设备的更新换代，进而有效地提高发动机产品质量。

2.3 设置条件的变化

在用于确定发动机最大扭矩和最大净功率的设置条件方面，新版标准增加了“（电子）节气门控制”，将旧版标准中的“喷油泵的流速设置”变为“火花点火发动机供油泵的流量设置”和“压燃式发动机喷油泵控油系统设置”，将旧版标准中的“调速器设置”变为“任何其他转速控制装置设置”，将旧版标准中的“防污染设施”变为“（噪声和排气管）排放抑制系统设置和装置”。一方面是由于技术的更新换代，摩托车发动机上配备了一些新的装置，另一方面是这些装置的调整或设置，都会影响到发动机最大扭矩和最大净功率的测量，因此，这些装置均应按照制造厂的系列化产品应用设置，使用中不作任何变化。

2.4 增加了试验室温度控制要求

新版标准中第4.3.1条增加了“试验在具有环境温度调节功能的试验室内进行”[2]。一方面，此条款对发动机试验室的温度调节功能提出了要求，但又没有具体说明进行环境温度调节的装置要求，是要求在试验室安装温度调节系统或恒温恒湿系统等复杂的系统设备，还是要求安装功能简单的温度调节装置，标准中没有规定具体要求。另一方面，新版标准中第5.2.2条已经规定了火花点火式发动机试验温度范围为283～318 K（10～45 ℃），第6.3 条已经规定了压燃式发动机试验温度范围为283～313 K（10～40 ℃），只要能在环境温度范围内正常开展发动机台架试验即可。

在实际发动机台架试验中，发动机运行所产生热量主要靠外部冷却风或者循环冷却液等方式进行冷却，虽然只要能满足标准中4.3.4条最低试验条件和依照附录A 即可正常进行试验，但笔者认为标准的目的是实现试验室温度可调可控，避免发动机在台架试验中温度过高而导致试验无法进行，或者实现试验室温度可调节来控制发动机功率测量准确性，避免温度过大波动对功率测量的影响。

2.5 型式试验时使用的燃油变化

新版标准中，将原标准“所用燃油为市场上的通用型号，不得加入防烟剂”。[3]改为“型式试验时应使用符合 GB 14622和 GB 18176规定的基准燃料”[2]。一方面，表述更加准确，试验时统一使用排放标准规定的基准燃油，在发动机最大扭矩和最大净功率测量时消除了因燃料不同而产生的影响。另一方面，标准GB 14622和GB 18176中规定使用的基准燃料种类包括汽油、柴油、液化石油气、天然气，不仅包括液体燃料，还包括气体燃料，使用的燃料覆盖范围更广，适合更多类型的发动机。

2.6 增加了测试记录要求

新版标准第4.3.16条增加了“试验时应采集转矩、转速、进气温度、大气压力、湿度、机油温度、燃油温度、排气温度等参数并记录在原始记录中”[2]。此条款与标准第4.1条试验装置测量值的精度要求相对应。在进行发动机台架试验时，尽可能多地采集一些发动机自身参数和试验环境的参数，有利于监控发动机加的工作状态，确保了发动机在试验时的运行安全；另外笔者认为还应该增加采集火花塞垫圈温度（风冷发动机）和冷却液出口处的冷却液温度（液冷发动机），因为标准中对发动机冷却液出口处的冷却液温度和火花塞垫片温度有温度控制要求。

2.7 增加了混合动力驱动系统的最大扭矩和最大功率测试方法

新版标准第8条增加了混合动力驱动系统的最大扭矩和最大功率测试方法：由点燃式发动机或压燃式发动机和电机组成的混合动力驱动系统的最大总扭矩和最大总功率应按本文件规定的方法进行测试。如果车辆所使用的混合动力技术允许在多种混合动力模式下运行，应针对每种模式进行相同的测试，所测得的动力单元性能最高值即为该动力单元的最终测试结果[2]。

混合动力驱动系统的联结方式大致可分为三类：串联式、并联式，混联式。

1）对于串联式混合动力系统，其发动机直接带动发电机进行发电，产生的电能通过控制单元储存到蓄电池中，再由蓄电池通过控制单元传输给电动机来驱动摩托车[6]。这种情况下，混合动力驱动系统的最大总扭矩和最大总功率即为电动机的最大扭矩和最大净功率，应按照电机的测量相关要求进行测量。

2）对于并联式混合动力系统，其具备传统的发动机系统和电机驱动系统等两套驱动系统，两套系统既可以同时协调工作，也可以各自单独运行来驱动摩托车，根据行驶过程中实际工况来选择不同的驱动模式。这种驱动系统在进行台架试验时，其最大扭矩和最大净功率必然是在两套系统同时协调工作时产生，这就必须要测得发动机和电动机的混合度，即发动机和电动机在该种模式下的扭矩占比，不然就无法进行发动机的扭矩和功率修正。

3）对于混联式混合动力系统，其发动机系统和电机驱动系统各有一套变速机构，通过齿轮系或其他方式结合在一起，从而综合调节发动机与电机之间的转速关系，可以更加灵活地根据工况来调节发动机和电动机的功率输出[6]。这种驱动系统在进行台架试验时，其最大扭矩和最大净功率也必然是在发动机系统和电动机驱动系统同时协调工作时产生，也必须要测得发动机和电动机的混合度，即发动机和电动机在某一种模式下的扭矩占比，否则也无法进行发动机的扭矩和功率修正。

总之，增加混合动力驱动系统的最大扭矩和最大功率测试方法，使得摩托车动力系统覆盖范围更加广泛多样，但测量方法表述过于简单，且没有对应的其他标准可以参考，在进行摩托车混合动力系统的台架试验时也不易操作，容易产生争议。

3 结论

通过对《摩托车和轻便摩托车发动机最大扭矩和最大净功率测量方法》（GB/T 20076—2021）和2006版标准的比较可以看出，新版标准主要更 改了试验中发动机的配件要求、测量值的精度、设置条件、型式试验时使用的燃料等，主要增加了试验室温度控制要求、测试记录要求、混合动力驱动系统的最大扭矩和最大功率测试方法等，标准的修订使得标准文本表述更加规范，动力系统覆盖范围更加广泛；但主要还有试验室温度控制要求和混合动力驱动系统的最大扭矩和最大功率测试方法这两条规定比较简单，希望可以出台更加完善和细化的技术指导意见，使其在标准执行和试验操作等方面更加清晰明了。