冷起動(dòng)條件對(duì)先進(jìn)汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響

冷起動(dòng)條件對(duì)先進(jìn)汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響

最大限度地改善燃油經(jīng)濟(jì)性和減少排放量，是整個(gè)汽車(chē)工業(yè)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行優(yōu)化的目標(biāo)。隨著先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)汽車(chē)的出現(xiàn)，工程師開(kāi)始將優(yōu)化領(lǐng)域轉(zhuǎn)向汽車(chē)的各個(gè)方面。對(duì)于現(xiàn)代先進(jìn)汽車(chē)而言，發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)在冷起動(dòng)條件下對(duì)汽車(chē)的駕駛性能、燃油經(jīng)濟(jì)性和尾氣排放均有較大影響。發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)，由于潤(rùn)滑油溫度、輪胎特性以及發(fā)動(dòng)機(jī)表面摩擦特性的影響，使動(dòng)力總成的功率損失增加。因此，為了減少尾氣排放，減排策略常常通過(guò)推遲點(diǎn)火時(shí)間、增加燃油噴射量來(lái)提高排氣管中催化劑的溫度。這些措施導(dǎo)致車(chē)輛燃油消耗量的進(jìn)一步增加，為了減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)和動(dòng)力總成預(yù)熱引起的燃油消耗等而將導(dǎo)致汽車(chē)性能的下降，研究了冷起動(dòng)條件對(duì)先進(jìn)汽車(chē)性能的影響。

對(duì)4輛不同結(jié)構(gòu)的先進(jìn)汽車(chē)在冷起動(dòng)條件下的性能進(jìn)行測(cè)試。選取的4輛試驗(yàn)車(chē)分別為：第1輛為北美版2012款福特蒙迪歐，該車(chē)配備一臺(tái)排量為2.5L的4缸汽油機(jī)和一個(gè)6擋自動(dòng)變速器；第2輛為2010款大眾捷達(dá)，該車(chē)配備一臺(tái)排量為1.4L的缸內(nèi)直噴渦輪增壓汽油機(jī)和一個(gè)7擋雙離合變速器；第3輛為2009款大眾捷達(dá)，該車(chē)配備一臺(tái)排量為2.0L的缸內(nèi)直噴渦輪增壓柴油機(jī)和一個(gè)6擋雙離合變速器；第4輛為2010款的豐田普銳斯，該車(chē)為混合動(dòng)力汽車(chē)，配備了一臺(tái)1.8L阿特金森循環(huán)的四缸汽油機(jī)和一個(gè)功率分流變速器。這些試驗(yàn)車(chē)不僅包括了目前廣泛應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)，而且包括了不同的動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)，一定程度上反映出市場(chǎng)上普遍應(yīng)用的車(chē)型。該試驗(yàn)在美國(guó)阿貢國(guó)家試驗(yàn)室利用傳統(tǒng)的底盤(pán)測(cè)功機(jī)進(jìn)行。采用光電傳感器測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，采用直列式正排量流量計(jì)測(cè)量汽油機(jī)的燃油消耗量，由于利用該裝置測(cè)量柴油機(jī)的燃油消耗量較困難，因而采用車(chē)載尾氣流量計(jì)利用碳平衡原理計(jì)算柴油機(jī)的燃油消耗量。

試驗(yàn)時(shí)，分別測(cè)量汽車(chē)在冷起動(dòng)和熱起動(dòng)，以及UDDS和US06兩種循環(huán)工況下的特性。進(jìn)行冷起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，為了保證上一次測(cè)試的余熱不會(huì)影響下一次測(cè)試，冷起動(dòng)試驗(yàn)前必須將車(chē)輛在室溫22℃左右的環(huán)境下放置12h以上。熱起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，為了保證整車(chē)預(yù)熱，在UDDS循環(huán)工況下每輛車(chē)連續(xù)運(yùn)行3次，在US06循環(huán)工況下每輛車(chē)連續(xù)運(yùn)行2次。

試驗(yàn)結(jié)果表明，冷起動(dòng)條件下汽車(chē)燃油消耗、尾氣排放均增加，最佳換擋時(shí)間和輔助操作策略均發(fā)生變化。冷起動(dòng)條件影響時(shí)間的長(zhǎng)短，與所選擇的車(chē)輛循環(huán)工況直接相關(guān)。冷起動(dòng)條件下，不同車(chē)輛結(jié)構(gòu)和不同循環(huán)工況下燃油經(jīng)濟(jì)性影響最小的是US06循環(huán)工況（增加了約10.5%），最大的是UDDS循環(huán)工況（增加了約21.8%）。

JayAndersonetal.SAE 2014-01-1375.

編譯：王祥