燃氣消耗測試方法研究

郭明 程龍

摘 要 本文介紹了一種利用質(zhì)量流量計在轉(zhuǎn)轂臺架上測量整車在不同路譜下的燃氣消耗質(zhì)量的方法。該方法可以快速、準確地測出同一款天然氣發(fā)動機配不同變速器在不同路譜下的燃氣消耗質(zhì)量，為整車動力總成匹配提供參考。

關鍵詞 質(zhì)量流量計;燃氣消耗質(zhì)量;變速器

1 引言

隨著我國液力自動變速器系列產(chǎn)品的開發(fā)，與之相應的AT試驗方法也逐步確定并完善。但涉及到與之相匹配的整車標定方法，仍處于摸索階段。而燃氣消耗測試結(jié)果可部分反映整車標定結(jié)果的好壞，為整車動力總成匹配提供參考。

2 燃氣消耗測試方法

2.1 路面滑行測試，確定車輛參數(shù)

在車輛空載和滿載條件下，分別在平直路面進行滑行試驗（即車輛在加速到某一速度后，掛空擋，不踩剎車，車速逐漸降至某一轉(zhuǎn)速），根據(jù)滑行的速度-時間曲線，通過最小二乘法來擬合，以確定整車行駛阻力方程所對應的三個參數(shù)，即公式中的a0、a1和a2，計算方法參考GB/T 27840-2011《重型商用車輛燃料消耗量測試方法》附錄C中相關要求。

例如：圖1為某車輛滿載條件下在平直路面的上滑行的速度-時間曲線，通過計算，得到阻力-速度曲線，然后用最小二乘法，模擬出多項式形式的阻力-速度曲線，如圖2所示，即可得到滿載條件下的a0、a1和a2的值。用同樣的方法，可得到空載條件下的a0、a1和a2的值。

滑行試驗過程中注意事項：①滑行前要測量并記錄輪胎氣壓和環(huán)境溫度;②滑行前要熱車，即車輛應在試驗路段上以中高速行駛不少于40分鐘;③滑行時，車輛的初始速度應滿足GB/T 27840-2011《重型商用車輛燃料消耗量測試方法》附錄C中相關要求（理論上越高越好，但越高滑行距離越長，滿足要求的平直道路越少）;④滑行時，同樣的道路上，正反兩個方向都要進行滑行，最后取均值。

2.2 轉(zhuǎn)轂測試前準備

（1）加裝氣耗儀

車輛安裝至轉(zhuǎn)轂試驗臺前，先安裝氣耗儀（需要拆掉發(fā)動機原配進氣管，然后把氣耗儀串聯(lián)在發(fā)動機進氣管路上），如下圖3所示：

（2）安裝車輛

將車輛固定在轉(zhuǎn)轂臺架上，保證車輛后輪豎直中心面與臺架兩個轂的豎直中心面重合，并且車輪兩端距離臺架轂兩外端面的距離一致。將車輛安全固定后，連接尾氣排放管路。然后啟動車輛，低速行駛，觀察車輛在轂面上的行駛情況（不能出現(xiàn)打滑現(xiàn)象），以及相關緊固連接是否牢靠。

（3）轉(zhuǎn)轂滑行測試，確定轉(zhuǎn)轂修正參數(shù)

由于路面情況與轂面情況存在差異，所以在轉(zhuǎn)轂測試前，必須分別在滿載和空載（模擬車重）條件下，在轂面進行滑行測試，方法與道路滑行測試方法一致（計算方法略有差異，因為轉(zhuǎn)轂臺架上安裝有扭矩儀，可以直接測量滑行阻力），以確定轂面對應的阻力方程參數(shù)，即中的A、B和C的值。道路參數(shù)a0、a1和a2分別與A、B和C的差值，即為轉(zhuǎn)轂修正參數(shù)。

（4）轉(zhuǎn)轂滑行修正參數(shù)驗證

將a0、a1、a2和A、B、C的值輸入到轉(zhuǎn)轂參數(shù)設置界面后，再次進行滑行測試，得到轂面滑行速度-時間曲線，將該曲線與路面滑行速度-時間曲線比較。曲線接近重合狀態(tài)，說明轉(zhuǎn)轂滑行修正參數(shù)合適，反之，重新進行轉(zhuǎn)轂滑行測試，得到轉(zhuǎn)轂修正參數(shù)，直至曲線接近重合狀態(tài)。

（5）準備好試驗所需的路譜及司機助手

將試驗所需的路譜導入到司機助手，如下圖4所示。

轉(zhuǎn)轂測試前準備階段注意事項：①氣耗儀安裝完成后，需用肥皂水檢查各接頭處是否有泄露;②車輛在安裝到轉(zhuǎn)轂前，需檢查輪胎氣壓和室溫，并保證與道路滑行測試前狀態(tài)一致;③轉(zhuǎn)轂滑行測試前也需要熱車，即在轂面上以中高速行駛不少于40分鐘。

2.3 氣耗測試

將氣耗儀儀表輸出線通過RS485轉(zhuǎn)USB端子與數(shù)據(jù)采集電腦連接，如圖3所示。打開數(shù)據(jù)采集軟件（提前在數(shù)據(jù)采集電腦上將軟件“ProLink”安裝好），完成相關設置后，聽從試驗負責人指令，司機開始通過控制油門及剎車，跟隨路譜曲線，同時，氣耗數(shù)據(jù)采集人員開始采集數(shù)據(jù)，直至路譜完成。同一路譜重復該過程2～3次，氣耗值取重復次數(shù)的均值。

氣耗測試注意事項：①氣耗測量儀器采用質(zhì)量流量計，可直接測量流過儀器的氣體質(zhì)量流量值（kg/h）及質(zhì)量總量值（kg），與流體的溫度、壓力和密度等參數(shù)的變化無關;②氣耗計算方法：（mt—路譜結(jié)束時氣耗儀測得的氣體質(zhì)量總量，m0-路譜開始時氣耗儀測得的氣體質(zhì)量總量）。

3 總結(jié)

（1）該氣耗測試方法總體上參照GB/T 27840-2011《重型商用車輛燃料消耗量測試方法》，但測量儀器采用質(zhì)量流量計，極大程度地減少測量及計算過程;

（2）如果同一車輛，更改不同變速器（包括同一變速器采用不同換擋策略）進行氣耗比對測試，可取消道路滑行測試，采用與同型號車輛一致或經(jīng)驗道路參數(shù)即可;

（3）進行氣耗比對測試時，不能僅比較單個路譜下的氣耗，應該將各個路譜下的氣耗根據(jù)路譜特征分配比例計算到綜合氣耗后，再進行比較。

參考文獻

[1] GB/T 27840-2011，重型商用車輛燃料消耗量測試方法[S].