營運貨車綜合燃料消耗量不確定度的評定分析

中圖分類號：U469.2 收稿日期：2025-03-17 DOI： 10.19999/j.cnki.1004-0226.2025.07.021

Assessment of the Uncertainty in Combined Fuel Consumption of Operational Vehicles

XiaoYangl CuiJunJie2LiXie1XueYongFeil ChenYao1 1.China Automotive Technology and Research Centre（Wuhan）Co.，Ltd，Wuhan 430056，China 2.Wuhan Daan Technology Co.，Ltd，Wuhan 430051，China

Abstract：Duetothecomplexityofvehicleoperatingconditions，thenonlinearcharacteristicsofmeasurementsystems，anddynamicinterferenefromenvironmentalfactorssignicantucertaintisexistinfuelconsumptionmeasurementresults.Teseuertain tiesdirectlyompromsethedibilityferyfciecyaluatiosndtoomparabilityereforentrodcingtai tyassessmentmethodsintocomprehensivefuelconsumptionmeasurementforcommercialvehiclesholdscrucialresearchsignificance for enhancing measurement reliability and establishing standardized evaluation frameworks.

Key words：Operating vehicles;Combined fuel consumption;Uncertainty;Assessment analysis

1前言

隨著全球能源戰略轉型與“雙碳”目標的深人推進，道路運輸行業作為能源消耗的重點領域，其節能減排已成為產業升級的核心議題。營運貨車作為公路運輸的主要載體，其燃料消耗量的精確測量與科學評定直接關系到運輸企業的運營成本控制、碳排放核算精度及政府監管效能。然而，由于貨車運行工況的復雜性、測量系統的非線性特征以及環境因素的動態干擾，燃料消耗量的測量結果存在顯著的不確定性，這種不確定性直接影響能效評估的可信度與橫向可比性。

針對以上情況，依據JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》1]、GB/T12545.2—2001《商用車燃料消耗量試驗方法》2]，以及JT/T719—2025《營運貨車燃料消耗量限值及測量方法》3的技術規范，構建營運貨車綜合燃料消耗量不確定度分層評定體系。通過建立測量系統輸入量的概率分布模型，可以量化環境溫度、壓力波動、燃油密度變化、駕駛員操作差異以及設備精度等關鍵影響因素的不確定度貢獻度。

2營運貨車燃料消耗量不確定度評定分析

2.1營運貨車不確定度的來源

根據交通部2025年3月頒布的標準JT/T719—2025《營運貨車燃料消耗量限值及測量方法》，營運貨車綜合燃料消耗量分為三部分，分別為等速燃料消耗量、加速燃料消耗量、怠速燃料消耗量。標準不確定度可以分為A類評定和B類評定，其中A類標準不確定度評定是在規定測量條件下測得的量值用統計分析的方法進行的測量不確定度分量的評定，B類標準標準不確定度評定是對經檢定的測量儀器的準確度等級進行的測量不確定度分量的評定。

本次試驗中，標準不確定度來源主要包括[4]：a.等速試驗中，貨車燃料消耗量 Q₁ 的測量的重復性帶來的標準不確定度 u_A ，使用A類評定方法評估；b.加速試驗中，貨車燃料消耗量 Q₂ 測量的重復性帶來的標準不確定度 u_B ，使用A類評定方法評估；c.怠速試驗中，貨車燃料消耗量 Q₃ 測量的重復性帶來的標準不確定度 u_C ，使用A類評定方法評估；d.柴油流量計帶來的標準不確定度 u_Vi ，使用B類評定方法評估；e.汽車綜合測試儀測量距離和時間帶來的標準不確定度 u_D??u_L??u_h ，使用B類評定方法評估;f.試驗溫度校正帶來的標準不確定度 u_C1i 使用B類評定方法評估； g. 氣體壓力校正帶來的標準不確定度 u_C2i ，使用B類評定方法評估;h.燃料的密度校正帶來的標準不確定度 u_C3i ，使用B類評定方法評估。

圖1營運貨車燃料消耗量不確定度因果關系圖

2.2數學模型

根據交通部標準JT/T719—2025《營運貨車燃料消耗量限值及測量方法》，貨車等速燃料消耗量 Q₁ 加速燃料消耗量 Q₂ 、怠速燃料消耗量 Q₃ 的數學模型分別為

$Q _ { 2 } = { ＼frac { V _ { 2 } } { L } } ＼times 1 0 0 ～ ＼$

$Q _ { 1 } = ＼frac { V _ { 1 } } { D } ＼times 1 0 0 ＼$

式中， V₁ 為被測貨車等速行駛 500m 的燃料消耗量， mL V₂ 為被測貨車從 50km/h 加速至 70km/h 的燃料消耗量， mL;V₃ 為被測貨車怠速 300s 的燃料消耗量， mL;D 為被測貨車等速行駛的距離， m;L 為被測貨車加速行駛的距離， m;h 為被測貨車怠速時間，s。

依據國標GB/T12545.2—2001《商用車燃料消耗量試驗方法》的規定，貨車燃料消耗量的檢測值需進行標準狀態的校正，校正公式如下：

式中， Q_0i 為被測貨車燃料消耗量的標準狀態校正值， L/100km 為被測貨車燃料消耗量的算術平均值，L/100km 。 C₁ 為試驗溫度校正系數， C₁=1+0.0025×（20- T）;C₂ 為氣體壓力校正系數， C₂=1+0.002 1×（P-100）;C₃ 為燃料密度的校正系數， C₃=1+0.8×（0.830-G_d） 。

考慮到進行標準狀態校正，會影響到貨車燃料消耗量測量值，因此將式（1）、式（2）、式（3）式分別改寫成如下：

其中， V_1?V_2?V_3?D?L?h?C_1?C_2?C₃ 之前完全不相關，試驗溫度 T=30C ，大氣壓力 P=101.0kPa ，燃料密度 G_d= 0.825kg/m³ ，則 C₁=0.975 0，C₂=1.002 1，C₃=1.004 0

3營運貨車燃料消耗量不確定度評定

試驗在汽車單車上進行試驗，總質量為 12t 在同上檢測條件下 （T=30%，P=101.0kPa，G_d=0.825kg/m³） 等速試驗、加速試驗和怠速試驗分別進行10次，所得測量數據如表1、表2和表3所示。

表1貨車等速試驗燃料消耗量測量數據

表2貨車加速試驗燃料消耗量數據

3.1等速試驗標準不確定度

表1中單次測量試驗標準差使用貝塞爾公式計算：

在檢測中，各個車速下的燃料消耗量需要往返檢測

表3貨車怠速試驗燃料消耗量數據

各2次，以4次檢測結果的算術平均值作為檢測結果，所以等速試驗中，貨車燃料消耗量檢測重復性的標準不確定度如下：

根據式（5）、式（6）式（7）及表1的數據，消耗的燃油量 V₁ 對等速試驗燃料消耗量的靈敏系數為：

距離測量 D 對等速試驗燃料消耗量的靈敏系數為：

試驗溫度 T 校正對等速試驗燃料消耗量的靈敏系數為：

氣體壓力 P 校正對等速試驗燃料消耗量的靈敏系數為：

燃料密度 G_d 校正對等速試驗燃料消耗量的靈敏系數為：

3.2加速試驗標準不確定度

表2中單次測量試驗標準差使用貝塞爾公式計算：

在檢測中，每次試驗都需要往返檢測各2次，以4次檢測結果的算術平均值作為檢測結果，所以加速試驗中，貨車燃料消耗量檢測重復性的標準不確定度如下：

根據式（5）、式（6）、式（7）及表2的數據，消耗的燃油量 V₂ 對加速試驗燃料消耗量的靈敏系數為：

距離測量 L 對加速試驗燃料消耗量的靈敏系數為：

試驗溫度 T 校正對加速試驗燃料消耗量的靈敏系數為：

氣體壓力 P 校正對加速試驗燃料消耗量的靈敏系數為：

燃料密度 G_d 校正對加速試驗燃料消耗量的靈敏系數為：

3.3怠速試驗標準不確定度

表3中單次測量試驗標準差使用貝塞爾公式計算：

在檢測中，每次試驗需要重復檢測3次，以3次檢測結果的算術平均值作為檢測結果，所以怠速試驗中，貨車燃料消耗量檢測重復性的標準不確定度如下：

根據式（5）式（6）、式（7）及表3的數據，消耗的燃油量 V₃ 對怠速試驗燃料消耗量的靈敏系數為：

怠速時間 h 對燃料消耗量的靈敏系數為：

試驗溫度校正對燃料消耗量的靈敏系數為：

氣體壓力校正對燃料消耗量的靈敏系數為：

燃料密度校正對燃料消耗量的靈敏系數為：

3.4 柴油流量計帶來的標準不確定度 u_vi

柴油流量計的允許誤差為 ±0.5% ，按均勻分布計算，取包含因子 ，則標準不確定度 u_r（V₁）=u_r（V₂）= ，故等速試驗中柴油流量計帶來的標準不確定度 u_V1=107.11×0.29%=0.311（mL） ，加速試驗中柴油流量計帶來的標準不確定度 u_V2=87.76× 0.29%=0.255（mL） ，怠速試驗中柴油流量計帶來的標準不確定度 u_V3=106.11×0.29%=0.308（mL） 。

3.5汽車綜合測試儀帶來的標準不確定度uD、uL、uh

汽車綜合測試儀的允許誤差為 ±0.5% ，按均勻分布計算，取包含因子 ，則標準不確定度 u_r ，故等速試驗中汽車綜合測試儀帶來的標準不確定度 u_D=500×0.29%=1.45 （m） ，加速試驗中汽車綜合測試儀帶來的標準不確定度u_L=249.1×0.29%=0.72（m） ，怠速試驗中汽車綜合測試儀帶來的標準不確定度 $u _ { h } { = } 3 0 0 { ＼times } 0 . 2 9 ＼% { = } 0 . 8 7 ＼ ＼$ So

3.6 試驗溫度校正帶來的標準不確定度 δδu_CIi

手持氣象站檢測溫度的允許誤差為 ±1% ，按均勻分布計算，取包含因子 ，則各試驗的標準不確定度 。

3.7氣體壓力校正帶來的標準不確定度 u_C2i

手持氣象站檢測壓強的允許誤差為 ±1% ，按均勻分布計算，取包含因子 ，則各試驗的標準不確定度 ，故 u_C21=u_C22=u_C23=101×0.58%=0.59（kPa） 。

3.8 燃料密度校正帶來的標準不確定度 u_C3i

密度計檢測燃料密度的允許誤差為 ±0.5% ，按均勻分布計算，取包含因子 ，則各試驗的標準不確定度 ，故 u_C31=u_C32=u_C33=0.825×0.29%=0.0024（g/mL） 。

4計算結果

4.1等速試驗

表4為等速燃料消耗量 Q₁ 的標準不確定度匯總表，故等速工況的標準不確定度為：

表4等速燃料消耗量 Q₁ 的標準不確定度匯總表

4.2加速試驗

表，故加速工況的標準不確定度為：

表5為加速燃料消耗量 Q₂ 的標準不確定度匯總

表5加速燃料消耗量 Q₂ 的標準不確定度匯總表

表，故怠速工況標準的不確定度為：

4.3怠速試驗

表6為怠速燃料消耗量 Q₃ 的標準不確定度匯總

表6怠速燃料消耗量 Q₃ 的標準不確定度匯總表

=0.14L/100km

5不確定度評定

5.1綜合燃料消耗量標準不確定度 u

利用標準里的公式，同時采用方根法合成標準不確定度，取 k_u=0.72，k_a=0.18，k_l=0.1 ，則 u 的計算為：

5.2擴展不確定度

本次營運貨車燃料消耗量 Q 檢測結果取置信概率95% 區間的擴展不確定度： U=ku=0.28L/100km，k=2 ；本次營運貨車綜合燃料消耗量為 23.7L/100km ，其相對擴展不確定度 U_rel=1.2% k=2 。

6結語

營運貨車綜合燃料消耗量的不確定度評定是確保測試結果科學性和可靠性的重要環節。通過對測量系統各環節誤差源的深人分析與量化，構建了完整的數學模型，系統評估了設備精度、環境條件、操作規范等因素對最終結果的影響。結果表明，在現有測試條件下，置信區間覆蓋范圍滿足營運貨車應用需求。

參考文獻：

[1]JJF1059.1—2012測量不確定度評定與表示[S].

[2]GB/T12545.2—2001商用車燃料消耗量試驗方法[S].

[3]JT/T719—2025營運貨車燃料消耗量限值及測量方法[S]. [4]JJF1059.2—2012用蒙特卡洛法評定測量不確定度[S]. [5]CNAS一GL023汽車和摩托車檢測領域典型參數的測量不確定度 評估指南及實例[S].

作者簡介：

肖陽，男，1982年生，工程師，研究方向為整車及智能網聯的相關檢測和管理。