用戶駕駛工況對比試驗研究

高尚志 馬俊杰 楊 陳 尹建東 沈 源 王瑞平，2

（1-寧波吉利羅佑發動機零部件有限公司 浙江 寧波 315336

2-浙江吉利動力總成有限公司）

引言

近年來，面對日益嚴格的油耗法規，一些降低油耗的新技術如米勒循環技術、EGR 技術、可變氣門升程技術等廣泛應用于發動機上[1]。采用新技術后，在發動機不同工況，油耗降低明顯。在輕型車排放油耗試驗（NEDC 循環和WLTC 循環）中，油耗均有明顯降低。但是，在實際用戶工況油耗測量中，有些車型在綜合路況的實際油耗與排放油耗試驗工況測量的油耗相差較大[2]。另外，駕駛員在駕駛車輛過程中，由于駕駛習慣和路況不同，發動機運行的工況不同，發動機油耗和整車油耗差異較大[3]。為了分析駕駛習慣和路況造成油耗差異的原因，試驗采用不同駕駛員駕駛同一車輛運行不同路況，同時記錄數據。

本文選用了一款A 級車型，動力總成搭載一臺小型增壓直噴發動機和一臺6DCT 變速器。2 個駕駛員分別運行了城市路況（市區工況）、一般道路路況（國道）、山路路況、高速路況等，試驗過程中記錄ECU 數據。另外，不同駕駛員在整車轉轂臺架上運行NEDC 循環和WLTC 循環，同時記錄ECU 數據。

1 用戶工況對比分析

ECU 數據主要包括發動機轉速及轉矩、擋位、車速、車距等參數。

圖1 為城市路況發動機工況，圖2 為城市路況整車路譜。

圖1 城市路況發動機工況

圖2 城市路況整車路譜

由圖1 和圖2 可以看出，運行城市路況，紅綠燈較多，發動機加減速頻繁、怠速時間長，車速在60 km/h以內，變速器擋位在1～4 擋，發動機主要運行在低速小負荷區域。駕駛員2 在車輛運行過程中，加速度較大，發動機更多是運行在高速大負荷工況。

圖3 為一般道路路況發動機工況，圖4 為一般道路路況整車路譜。

圖3 一般道路路況發動機工況

由圖3 和圖4 可以看出，相對于城市路況，運行一般道路路況，紅綠燈等待較少，車速在80 km/h 以內，變速器擋位在1～6 擋，發動機主要運行在中低速小負荷和中低速中高負荷區域，部分運行在高速高負荷區域。

圖4 一般道路路況整車路譜

圖5 為山路路況發動機工況，圖6 為山路路況整車路譜。

圖5 山路路況發動機工況

圖6 山路路況整車路譜

由圖5 和圖6 可以看出，運行山路路況，彎道較多，無紅綠燈等待，車輛頻繁急加減速，車速在80 km/h以內，變速器擋位在1～6 擋。相對于一般道路路況，發動機運行工況以中低速中高負荷區域較多。

圖7 為高速路況發動機工況，圖8 為高速路況整車路譜。

圖7 高速路況發動機工況

圖8 高速路況整車路譜

由圖7 和圖8 可以看出，運行高速路況，加減速少，無紅綠燈等待，車速相對穩定，車速在120 km/h以內，變速器擋位在1～6 擋，發動機主要運行在中低轉速各負荷區域。

將發動機工作區域分為A、B、C、D 等4 個區域，分別統計發動機運行工況在每個區域的占比。如圖9所示。

圖9 發動機運行工況區域劃分

統計不同駕駛員駕駛同一車輛運行4 種路況，對發動機運行工況進行分區，如圖10 所示。

從圖10 可以看出，不同駕駛員駕駛同一車輛，發動機運行工況大部分在A 區域（低轉速小負荷）。不同駕駛員工況運行差別大約在5%。

圖10 不同駕駛員駕駛同一車輛發動機運行工況

2 NEDC 和WLTC 循環工況對比

圖11 為NEDC 循環發動機工況，圖12 為NEDC循環整車路譜。

圖11 NEDC 循環發動機工況

圖12 NEDC 循環整車路譜

NEDC 循環路況在整車轉轂臺架上運行，由圖11 和圖12 可以看出，NEDC 循環路況運行穩定，可分為2 段：前800 s，運行車速在50 km/h 以內，擋位在1～5 擋；從800 s～1 180 s，運行車速在120 km/h 以內，擋位在1～6 擋。發動機運行在低速小負荷工況，與用戶城市工況相近。不同駕駛員駕駛時的發動機工況差距不大。

圖13 為WLTC 循環發動機工況，圖14 為WLTC循環整車路譜。

圖13 WLTC 循環發動機工況

圖14 WLTC 循環整車路譜

WLTC 循環路況在整車轉轂臺架上運行，由圖13和圖14 可以看出，WLTC 循環運行動態路況。相對于NEDC 循環，平均車速更高，最高車速可以達到130 km/h。加減速頻繁，試驗時間更長，試驗里程更長[4]。發動機運行工況主要在中低轉速小負荷和中高負荷。在WLTC 循環高速工況中，不同駕駛員加減速時油門控制速度不同，工況存在一定差異。

3 油耗影響分析

測試路段分為2 段市區工況和2 段市郊工況，如圖15 所示，分別測量了每個車型在每段工況的車速和油耗。

從圖15 可以看出，市區工況平均車速在20 km/h左右，市郊工況平均車速在60 km/h 左右。不同車型在相同路段，平均車速小于60 km/h，百公里油耗隨著車速的增加而降低，且隨著車速的增加，油耗變化率減少。

圖15 4 種車型不同車速的油耗

4 結論

1）運行用戶工況，不同駕駛員運行區域差異大約在5%。

2）不同駕駛員運行NEDC 循環，發動機工況差異不大。不同駕駛員運行WLTC 循環，發動機工況有一定差異。

3）不同車型，在相同路段行駛，平均車速是產生油耗差異的主要原因。