基于FLY-3000油耗測試儀的大型車輛油耗性能檢測

林勍

基于FLY-3000油耗測試儀的大型車輛油耗性能檢測

林勍

（汕頭市韓堤車輛檢測有限公司，廣東 汕頭 515031）

針對大型車輛的油耗檢測，提出基于FLY-3000油耗測試儀的油耗性能檢測方法。利用碳平衡法原理，應(yīng)用不分光紅外法，分析車輛油耗檢測原理，分析檢測流程和檢測步驟，并以大型車輛進行現(xiàn)場測試，得到實時檢測數(shù)據(jù)，驗證檢測方法的有效性。結(jié)果表明：該車輛行駛阻力2736N，臺架運轉(zhuǎn)阻力943N，臺架加載阻力1793N，行駛總距離849.1m，60s油耗262.626ml，每百公里油耗為30.93L，小于該車型油耗標準限值34.6L，符合大型車輛油耗檢測標準。

油耗測試儀；大型車輛；油耗性能檢測；碳平衡法

前言

燃油消耗量是衡量機動車燃油經(jīng)濟性的一項重要指標，機動車燃油消費大約占中國新增石油消費的60%~66%[1]，提高汽車油耗檢測精度，有利于掌握油耗規(guī)律。機動車燃油的排放污染物主要有：CO、HC+NOx、PM和顆粒物等，會直接導(dǎo)致溫室效應(yīng)和產(chǎn)生酸雨等環(huán)境污染。為應(yīng)對生態(tài)環(huán)境危機，中國正積極頒布了一系列油耗法規(guī)，限制機動車油耗量。2001年，國家頒布國標GB/T 18565-2001《營運車輛綜合性能要求和檢驗方法》，規(guī)定營運車綜合性能檢測方法；2004年，頒布了國標GB/T 19578-2004《乘用車燃料消耗量限值》；2009年，頒布國標 GB/T 27999-2011《乘用車燃料消耗量評價方法及指標》[2]，建立我國第三階段油耗標準；2014年重新修訂GB/T27999-2014，要求至2020年，我國新車平均油耗降低到5L/100km。因此機動車的油耗檢測成為了必不可少的環(huán)節(jié)。針對汽車油耗的檢測，國內(nèi)很多專家學(xué)者前期做了大量的有益研究工作，并取得一定成效[3-8]。如劉軍等研究了機動車燃油消耗量快速測量系統(tǒng)[4]，付百學(xué)等建立汽車油耗計算的理論模型，為汽車油耗檢測系統(tǒng)的設(shè)計奠定理論基礎(chǔ)[5]，李小俊等對汽車油耗檢測方法的分析與比較[6]。本文基于國標評價方法，通過對油耗性能分析，應(yīng)用FLY-3000 燃油消耗測試裝置并進行場測試，分析大型車輛的油耗關(guān)系曲線，得到車輛油耗檢測結(jié)論。

1 機動車燃油消耗量檢測方法

機動車油耗測試方法分直接測試法和間接測試法。直接測試法主要通過計量一定時間或里程內(nèi)機動車消耗的燃油體積或質(zhì)量，獲得機動車油耗作為評價標準。直接測試安裝不便，歷時較長，費時費力，測試精度低，拆裝過程中由于燃油揮發(fā)性強會造成環(huán)境污染且存在易燃的安全隱患，工作效率低下，故目前直接法比較少用，而采用間接測試法，包括有碳平衡法、電噴法和超聲波檢測法，現(xiàn)階段主要使用碳平衡法。

碳平衡法測量機動車油耗量只需通過檢測機動車排氣，幾分鐘之內(nèi)即可得到機動車的實際油耗量數(shù)據(jù)，極大地提高了油耗檢測的效率，對油耗檢測具有重大意義。

2 大型車輛燃油消耗量性能檢測

2.1 FLY-3000裝置燃油消耗測試原理

FLY-3000 燃油消耗測試裝置（以下簡稱FLY 測試裝置）采用了不分光紅外分析平臺測量汽油或柴油車的排氣濃度，以及采用了準確性高、穩(wěn)定性和耐久性均十分優(yōu)良的內(nèi)錐式（V-cone）流量計測量稀釋后總流量，再根據(jù)溫度、濕度和壓力修正后準確地計算碳的排放量，從而獲得車輛的燃油消耗量。FLY 測試裝置即可以測試百公里油耗，也可以測試每小時油耗，并且預(yù)留了排放氣體污染物質(zhì)量測量的功能。圖1為燃油消耗測試系統(tǒng)簡圖。

FLY-3000燃油消耗測試排氣濃度裝置采用了IRB-2100不分光紅外分析平臺，不分光紅外法是利用HC、CO2、C0等非對稱氣體分子對同波長紅外光具有特定的吸收峰的特性從而獲得氣體濃度與吸收率的關(guān)系。圖2給出了IRB-2100 紅外平臺結(jié)構(gòu)框圖，紅外光源由CPU控制I/O口輸出，經(jīng)調(diào)制后進入射氣室，敏感氣體將吸收特定波長紅外光，使入射到紅外檢測器的能量減少，HC、CO2和CO通道紅外檢測器與參比通道紅外檢測器的輸出信號進行比較，獲得HC、CO2和CO通道透過率的變化量，根據(jù)透過率的變化量即可計算出氣體濃度值，再進行折算可精確測量汽油或柴油車的排氣濃度。

圖1 燃油消耗測試系統(tǒng)簡圖

圖2 IRB-2100 紅外平臺結(jié)構(gòu)框圖

2.2 大型車輛油耗性能檢測原理

2.2.1 車輛檢測參數(shù)計算

根據(jù)《GBT 18566-2011 道路運輸車輛燃料消耗量檢測評價方法》可知，空氣阻力主要與機動車的外形結(jié)構(gòu)有關(guān)[2]。設(shè)空氣阻力系數(shù)為CD，機動車迎風面積為A，空氣密度為ρ，機動車行駛速度為vo，則機動車道路行駛的空氣阻力可根據(jù)公式計算：

其中，空氣阻力系數(shù)可根據(jù)下表進行獲得。

表1 營運客車和營運貨車的空氣阻力系數(shù)（CD）值表

2.2.2 檢驗流程

圖3給出了車輛檢驗流程圖，包括車輛選擇、車輛參數(shù)查詢、道路行駛參數(shù)設(shè)置、底盤測功機加載、碳平衡法測油耗、結(jié)果分析得出結(jié)論。

圖3 車輛檢測流程圖

2.2.3 檢測步驟

①引車員將試驗機動車按照要求平穩(wěn)地駛上底盤測功機，并固定機動車的非驅(qū)動輪。

②將油耗儀進行預(yù)熱、泄漏檢測和示值調(diào)零。

③起動機動車并逐漸加速，將變速器接入最高檔，并將車速穩(wěn)定在檢測車速。

④將油耗儀的采樣管與機動車的排氣管對接，并做到 采樣管與排氣管末端同軸，使排氣和稀釋空氣能夠同時進入取樣管。

2.3 大型車輛檢測數(shù)據(jù)分析

圖4 大型車輛油耗檢測分析

利用FLY-3000燃油消耗測試裝置，對大型載貨柴油車進行模擬實際道路上的滿載勻速行駛，并測試該柴油車油耗。本例采用Q1大型載貨柴油車作為檢測對象，驅(qū)動軸空載質(zhì)量為9203kg，等速百公里油耗標準限值為34.6 L，采用三軸六筒底盤測功機進行實測，圖4為檢測現(xiàn)場和油耗實時檢測結(jié)果。

由實時檢測曲線可以看出：該大型車輛行駛阻力2736N，臺架運轉(zhuǎn)阻力943N，臺架加載阻力1793N，行駛總距離849.1m，60s油耗262.626ml，根據(jù)《GBT 18566-2011 道路運輸車輛燃料消耗量檢測評價方法》可以算出：該車輛每百公里油耗為30.93L，小于該車型油耗標準限值（參比值）34.6L，故檢測結(jié)果符合大型車輛油耗檢測標準。

3 結(jié)論

信息技術(shù)的不斷發(fā)展，油耗檢測法也不斷發(fā)展，不解體油耗檢測法成為研究的重心，智能化程度的提高使檢測精度越來越高，檢測速度越來越快。油耗檢測技術(shù)向著高精度化、高智能化、高集成化方向發(fā)展是必然趨勢，檢測速度越來越快。采用碳平衡法，基于油耗測試儀的機動車油耗量檢測方法，其檢測速度快，且通過簡單的操作即可得到機動車的實際油耗量數(shù)據(jù)，做到車輛的隨到隨檢、隨檢隨走，極大地提高了油耗檢測的效率，特別是對大型車輛檢測具有重要的現(xiàn)實意義。

[1] 曹軼.中國石油安全的現(xiàn)狀與對策研究[J].經(jīng)濟研究導(dǎo)刊, 2018 (02):5-6.

[2] GBT 18566-2011道路運輸車輛燃料消耗量檢測評價方法[S].

[3] 賀新,王岐東,葉身斌.機動車油耗的測量與計算研究及其進展[J]. 北京工商大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2007,25(1):32-37

[4] 劉軍,姚健,高建立等.機動車燃油消耗量快速測量系統(tǒng)研究[J].機動車技術(shù),2008(4):34-38

[5] 付百學(xué),胡勝海.汽車油耗檢測系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立與應(yīng)用研究[J].測試技術(shù)學(xué)報,2008,22(1):38-43.

[6] 馬健軍,龍志軍,馮競祥.機動車油耗檢測技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2016,54(11):78-81.

[7] 李小俊,姚煥新.汽車油耗檢測方法的分析與比較[J].寧波工程學(xué)院學(xué)報,2013,25(2):49-53.

[8] Fu B X, Hu S H. Study for the method of automobile oil consump -tion measuring based on ultrasonic wave[C]. Advanced Mechanical Engineering. Applied Mechanics and Materials. New York: AME, 2010: 962-966.

Detection of Fuel Consumption Performance of Large Vehicle Based on FLY-3000 Fuel Consumption Test Instrument

Lin Qing

( Shantou Handi Vehicle Testing Co., Ltd., Guangdong Shantou 515031 )

Based on FLY-3000 fuel consumption tester, a fuel consumption performance test method is proposed for large vehicles. Using the principle of carbon balance method, the principle of non-spectroscopic infrared method is used to analyze the fuel consumption detection principle of vehicles, analyze the detection process and test steps, and conduct field tests with large vehicles to obtain real-time detection data and verify the effectiveness of the detection method. The results show that the vehicle's driving resistance is 2736N, the platform operating resistance is 943N, the platform is loaded with resistance 1793N, the total driving distance is 849.1 M, the fuel consumption is 262.626 ML, and the fuel consumption per hundred kilometers is 30.93L, less than the standard fuel consumption limit 34.6 L, which meets the fuel consumption test standards of large vehicles.

Fuel Consumption Tester; Large Vehicles; Fuel Consumption Performance test; Carbon Balance Method

U467.5

A

1671-7988(2019)13-58-03

U467.5

A

1671-7988(2019)13-58-03

林勍（1967-），廣東汕頭人，本科，汽車檢測工程師，就職于汕頭市韓堤車輛檢測有限公司，研究方向：車輛檢測技術(shù)及應(yīng)用。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.13.021