我國(guó)輕型車油耗法規(guī)及節(jié)能技術(shù)研究

馬乃鋒

摘要：面對(duì)日益嚴(yán)格的輕型車燃油經(jīng)濟(jì)性法規(guī)要求，本文研究了行業(yè)目前主流節(jié)能技術(shù)特點(diǎn)，最后從成本、可執(zhí)行性角度，對(duì)達(dá)到五階段油耗標(biāo)準(zhǔn)提出了自己的觀點(diǎn)和相應(yīng)的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：輕型車;油耗;法規(guī);節(jié)能

0 ?引言

2005年至今中國(guó)已經(jīng)建立并實(shí)施了四個(gè)階段的乘用車燃油消耗量法規(guī)，五階段油耗法規(guī)已形成征求意見(jiàn)稿，并征求意見(jiàn)。同時(shí)，2025年之前，輕型汽車中的汽柴油車、混合動(dòng)力汽車、替代燃料汽車采用WLTC工況，2025年之后，所有車型都將采用中國(guó)工況標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。國(guó)家層面下定決心，以法規(guī)加嚴(yán)倒逼企業(yè)技術(shù)升級(jí)，使我國(guó)汽車生產(chǎn)企業(yè)面臨著降低油耗的巨大壓力。

1 ?我國(guó)油耗法規(guī)分析

1.1 我國(guó)前四階段油耗法規(guī)概述

我國(guó)油耗法規(guī)已經(jīng)歷4個(gè)階段，2019年1月，五階段油耗法規(guī)已形成征求意見(jiàn)稿，并征求意見(jiàn)，五階段的油耗指標(biāo)壓力更為嚴(yán)峻。其中在第一、二階段中規(guī)定了燃料消耗量限值，自第三階段開(kāi)始，引入了乘用車企業(yè)平均燃油消耗量（CAFC）概念，以整車整備質(zhì)量作為基準(zhǔn)規(guī)定了乘用車CAFC目標(biāo)值，并采用CAFC實(shí)際值與目標(biāo)值的比值作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，在CAFC達(dá)標(biāo)前提下，企業(yè)可內(nèi)部根據(jù)自身特點(diǎn)及市場(chǎng)需要，靈活調(diào)整產(chǎn)品線[1]。第四階段仍延續(xù)第三階段車型燃料消耗量限值和企業(yè)CAFC達(dá)標(biāo)雙重管理方案，并且進(jìn)一步加嚴(yán)了汽車單車限值和目標(biāo)值要求。對(duì)整車整備質(zhì)量較大的車型，尤其是1.88噸以上的乘用車，加嚴(yán)比例更高。

1.2 第五階段油耗法規(guī)（征求意見(jiàn)稿）分析

1.2.1 適用范圍與測(cè)試工況調(diào)整

醇醚類燃料主要由煤氣化合成，對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化將起到積極正面的推動(dòng)作用，因此五階段油耗法規(guī)首次將醇醚類燃料納入考量范圍，同時(shí)明確至2025年乘用車油耗與排放標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同，采用WLTC工況，降低企業(yè)負(fù)擔(dān)。（表1）

燃料消耗量型式認(rèn)證申請(qǐng)報(bào)告/型式認(rèn)證報(bào)告里， CO2排放量和燃料消耗量?jī)H申報(bào)綜合工況并提交綜合工況型式試驗(yàn)結(jié)果。

1.2.2 限值與目標(biāo)值評(píng)價(jià)體系調(diào)整

評(píng)價(jià)體系仍以整備質(zhì)量為基準(zhǔn)并由階梯式改為直線式。核心思路：五階段油耗管控核心在于目標(biāo)值，整體抓大放小。油耗設(shè)定充分考慮工況切換與新能源汽車銷量的影響，總體目標(biāo)不變。

1.2.3 企業(yè)平均燃料消耗量與車型優(yōu)惠倍數(shù)調(diào)整

企業(yè)平均燃料消耗量目標(biāo)值加嚴(yán)，車型優(yōu)惠倍數(shù)下調(diào)同時(shí)對(duì)低油耗車型實(shí)時(shí)鼓勵(lì)，各年度目標(biāo)值過(guò)渡設(shè)定更為合理?？紤]到車型開(kāi)發(fā)周期，五階段前期相對(duì)寬松;而后期將快速向目標(biāo)值靠攏，減少車型優(yōu)惠倍數(shù)確保新能源車銷量達(dá)標(biāo)。

2 ?輕型汽車節(jié)能技術(shù)

2.1 缸內(nèi)直噴技術(shù)

汽油缸內(nèi)直噴（Gasoline Direct Injection，簡(jiǎn)稱GDI）目前已是行業(yè)主流的節(jié)能技術(shù)，是指將噴油器安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)部，通過(guò)控制器精準(zhǔn)控制噴入的燃油量，同時(shí)加以較高的噴射壓力，使燃料能夠得到更好的霧化，并與進(jìn)氣進(jìn)行充分混合[2]。

2.2 渦輪增壓技術(shù)

渦輪增壓技術(shù)通過(guò)增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量提高燃油經(jīng)濟(jì)性，主要依靠汽車尾氣排出的剩余能量帶動(dòng)排氣管道中的渦輪工作，繼而帶動(dòng)進(jìn)氣道中的同軸渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)參與燃燒的空氣部分壓力增加。我國(guó)乘用車行業(yè)渦輪增壓技術(shù)發(fā)展較快，已逐漸成為汽油乘用車最常用的節(jié)能技術(shù)之一。

2.3 雙噴射技術(shù)

雙噴射技術(shù)分為“缸內(nèi)直噴+氣道噴射”與氣道雙噴射技術(shù)兩大類型。

關(guān)于“缸內(nèi)直噴+氣道噴射”的技術(shù)方案，將兩者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，不同工況采用不同噴油策略，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)各方面性能都得到提升。尤其在發(fā)動(dòng)機(jī)中小負(fù)荷時(shí)，能夠提高油氣混合質(zhì)量，降低PM，提升燃燒效率。在大負(fù)荷工況，則采用純缸內(nèi)直噴工作模式，節(jié)約燃油，提升動(dòng)力。

氣道雙噴射技術(shù)即一個(gè)氣缸配備了兩個(gè)噴油器，能夠?qū)崿F(xiàn)更廣的噴射覆蓋面積以及更高的燃油霧化率，可以有效減少燃油濕壁，使噴射的燃油更充分地燃燒，從而改善燃油經(jīng)濟(jì)性，降低油耗和排放[3]。

2.4 三缸發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)

所謂三缸發(fā)動(dòng)機(jī)是指排量集中在1.0-1.5L，只有三個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)，隨著我國(guó)正式實(shí)施第四階段油耗法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)論在技術(shù)層面還是產(chǎn)品層面，都已氣候漸成。

2.5 閉缸技術(shù)

早期閉缸技術(shù)主要搭載在V6/V8以及更大排量發(fā)動(dòng)機(jī)上，在不影響動(dòng)力性的前提下，暫時(shí)停缸，可有效降低燃油消耗，例如凱迪拉克較早采用AFM技術(shù)，可以由8缸切換到6缸再到4缸的工作模式[4]。

如今，隨著油耗及排放相關(guān)法規(guī)政策日益嚴(yán)格，閉缸技術(shù)已逐漸在小排量發(fā)動(dòng)機(jī)中進(jìn)行應(yīng)用。例如大眾在2013年推出的POLOBlueGT上搭載的1.4T四缸EA211發(fā)動(dòng)機(jī)，2019款奔馳A級(jí)1.3T發(fā)動(dòng)機(jī)，以及本田1.5T，福特的1.0T三缸發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)使用此技術(shù)。

2.6 48V輕混系統(tǒng)

由于日本企業(yè)在重混系統(tǒng)存在的技術(shù)壁壘，48V混合動(dòng)力系統(tǒng)由于低門檻、低成本、高效率的優(yōu)勢(shì)，近些年逐漸引起眾多自主車企大力開(kāi)展相關(guān)研究。48V輕混系統(tǒng)在保留了原12V電氣系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加一套48V的輕混系統(tǒng)，蓄電池容量、電機(jī)性能得到大幅提升，因此可以帶動(dòng)更大功率的車載系統(tǒng)，在起步、剎車等工況下對(duì)車輛進(jìn)行優(yōu)化和能量回收[5]。

3 ?五階段油耗應(yīng)對(duì)策略

隨著我國(guó)燃料消耗量目標(biāo)值逐年加嚴(yán)，傳統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)往往效果有限，為此國(guó)內(nèi)車企需充分考慮多種技術(shù)潛力，提前開(kāi)展技術(shù)路線的布局和研究工作，研發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)電控技術(shù)，搭載MHEV/HEV等系統(tǒng)。同時(shí)不可否認(rèn)的是，若想實(shí)現(xiàn)4L/100km目標(biāo)，新能源汽車必不可缺。通過(guò)本文分析梳理及實(shí)際調(diào)研，在WLTC工況下實(shí)現(xiàn)乘用車平均燃料消耗量4.0L/100km的目標(biāo)初步形成表2所示應(yīng)對(duì)方案。

4 ?結(jié)語(yǔ)

面向2021-2025年的我國(guó)五階段油耗即將實(shí)施，對(duì)行業(yè)當(dāng)前技術(shù)線路存在較大挑戰(zhàn)，從油耗法規(guī)角度來(lái)看，政府節(jié)能減排、推進(jìn)新能源車的決心毋容置疑。除大力發(fā)展新能源汽車外，汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)在產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計(jì)，研發(fā)、測(cè)試，量產(chǎn)的過(guò)程中，同樣積極重視節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，以改善環(huán)境、節(jié)約資源，加快汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、培育國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]胡玉蘭.新形勢(shì)下探究汽車運(yùn)行油耗的影響因素與汽車節(jié)能技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（24）：78.

[4]曹一哲，陳川，鄒玉紅.2021～2023年低油耗乘用車技術(shù)路徑判定[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2019（20）：213-216.

[5]任煥煥，趙冬昶，葛鵬.中國(guó)乘用車節(jié)能發(fā)展現(xiàn)狀[J].汽車與配件，2015（19）：63-65.