重型汽油车冷态排放油耗在线测试方法与流程

本发明涉及重型汽油车油耗排放测试，特别是涉及一种重型汽油车冷态排放油耗在线测试方法，特别是一种适用于重型汽油车在冷机状态下基于底盘测功机在线测量的尾气排放和油耗试验方法。

背景技术：

1、重型汽油车仍具有一定的市场需求和市场份额，随着技术的进步预期还会迎来一定的市场增量。与传统柴油车和纯电动汽车相比，重型汽油车的后处理技术路线简单，开发成本低，在成本方面具备一定优势；同时重型汽油车则具有相应的路权优势。由于重型车应用场景复杂，重卡电动化应用除了存在充电基础设施不健全外，成本高和里程焦虑等问题也都制约了重型车电动化的推广和发展。因此，具备开发成本和路权优势的重型汽油车在应用混动技术后优势更加明显，它可以很好地解决传统柴油车和纯电动汽车在使用中存在的一些局限问题，因此在混动技术的推动下，重型汽油车市场未来也将迎来市场增量。

2、为及时应对重型汽油车的产品升级换代和未来增量，加快完善重型汽油车排放监管工作十分重要。目前重型汽油车排放管理要求比较分散，测试方法比较简单，不能满足重型汽油车排放监管的需要。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中的问题，而提供一种重型汽油车冷态排放油耗在线测试方法，有利于确定重型汽油车油耗、co2与污染物排放协同管控目标，提升我国机动车环境管理水平。

2、本发明是这样实现的，一种重型汽油车冷态排放油耗在线测试方法，包括步骤：

3、一、试验准备

4、将车辆在试验环境下浸车至少12h；浸车结束后，在不启动发动机的情况下将车辆移至底盘测功机上固定，将车辆尾气管与排气分析仪、油耗仪连接以实时采集车辆数据；将车辆按照实际行驶阻力或推荐阻力在底盘测功机上滑行，确定车辆在底盘测功机上行驶时的阻力，并设定车辆行驶阻力系数；

5、根据外部环境温度将车内空调关闭或开启，使车内温度符合测试温度要求；

6、确定测试时长：将车辆行驶中从启动到停车的一段行程作为试验测试时长，为车辆在底盘测功机按照测试循环连续驱车120分钟；

7、二、试验数据采集

8、在底盘测功机上，使车辆在冷机状态下按照车速-时间的测试循环进行试验，试验过程中，采集试验数据；车辆在底盘测功机上按试验工况连续行驶120分钟后结束试验；试验停车时，将制动踏板踩到底，以最快速度降低车速，停车过程中，试验数据保持连续采集，直至车速为0，试验停止，关闭测试设备，试验结束；

9、三、试验数据处理

10、试验结束后，依测试设备采集的瞬时数据，计算试验的冷态阶段排放量和热态阶段排放量以及冷态阶段的车辆行驶里程、热态阶段的车辆行驶里程；

11、基于冷态阶段排放量、热态阶段排放量以及冷态阶段的车辆行驶里程以及热态阶段的车辆行驶里程，计算得到排放物的综合比公里排放量；

12、计算冷态阶段及热态阶段的发动机做功量，基于发动机做功量计算冷态阶段及热态阶段的发动机累计功，基于冷态阶段及热态阶段的发动机累计功及冷态阶段排放量和热态阶段排放量，计算得到排放物的综合比功率排放量；

13、根据不同的数据计算综合油耗；

14、其中，计算冷态阶段排放量和热态阶段排放量如下：

15、

16、

17、式中：m冷—冷态阶段排放量，g；m热—热态阶段排放量，g；hi—瞬时排放量，g/s或个/s；f—试验结束的时间，s；k1—冷态权重系数；k2—热态权重系数；m—冷却水温首次达到70℃对应的时间，s；

18、其中，计算冷态阶段及热态阶段的车辆行驶里程如下：

19、

20、

21、计算排放物的综合比公里排放量如下：

22、

23、式中：wj1—排放物的综合比公里排放量，排放物包括co2、co、thc、nox、pn、pm、nmhc、n2o、hcho，g/km；s冷—冷态阶段的车辆行驶里程，km；s热—热态阶段的车辆行驶里程，km；vi—试验中车辆的瞬时车速，km/h；

24、其中，计算冷态阶段及热态阶段的发动机做功量如下：

25、

26、

27、

28、

29、计算排放物的综合比功率排放如下：

30、

31、式中：wj2—排放物的综合比公里排放量，排放物包括co2、co、thc、nox、pn、pm、nmhc、n2o、hcho，g/km；p冷—冷态阶段的发动机做功量，w；e冷—冷态阶段发动机累计功，kwh；p热—热态阶段的发动机做功量，w；e热—热态阶段发动机累计功，kwh；t—车辆的测试质量，kg；ai—大于0的瞬时加速度，m/s2；a、b、c—车辆行驶阻力系数；

32、根据不同的数据计算综合油耗如下：

33、采用排气分析仪测量时的综合油耗计算如下：

34、

35、采用油耗仪测量时的综合油耗计算如下：

36、

37、式中：q综合1—采用排气分析仪测量时的综合油耗，l/100km；q综合2—采用油耗仪测量时的综合油耗，l/100km；ρg—燃料密度，kg/l；wthc—thc综合比公里排放，g/km；wco—co综合比公里排放，g/km；wco2—co2综合比公里排放，g/km；mf冷—冷态阶段油耗量，kg；mf热—热态阶段油耗量，kg。

38、其中，车辆试验时的测试循环依据车辆类型、实际使用特征和使用场景确定。

39、其中，在试验中尾气排放以1hz连续采样，若试验中停车，数据采集持续进行；试验达到测试终止条件时，如果未行驶完测试循环，则将达到终止条件时刻记作试验结束时间，数据采集持续至车速降为0为止。

40、其中，在试验期间，若试验中停车，则车辆至少满足连续运行了一个完整测试循环，否则试验重新开始。

41、其中，所述的试验结束判断以驾驶员听到时间报警提示音作为试验结束的标志。

42、其中，所述根据外部环境温度将车内空调关闭或开启，使车内温度符合测试温度要求，包括：

43、当试验在23℃常温环境下开展时，车内空调开关处于off状态，当试验在-7℃及以下低温环境开展时，开启空调暖风，空调制热温度设定22℃；当试验在35℃及以上的高温环境下开展时，空调制冷温度设定26℃；在35℃以及上高温试验时，开启阳光模拟系统，模拟实际高温环境下的光照强度。

44、其中，试验中采集的试验数据包括测试循环次数，连续记录的试验环境温度、压力、湿度，燃油密度，瞬时油耗，瞬时车速，污染物及co2瞬时排放的质量浓度和体积浓度，发动机转速，发动机水温，排气温度；所述污染物包括co、thc、nox、pn、pm、nmhc、n2o、hcho。

45、其中，试验时，将车辆状态划分冷态阶段以及热态阶段，将从发动机开始点火启动至冷却水温度首次达到70℃期间的所有数据点划分为冷态阶段数据，将发动机冷却水温自达到70℃之后的所有数据点划分为热态阶段数据，热态阶段数据不包括发动机冷却水温70℃的数据。

46、其中，通过以下式计算获得所述冷态权重系数和热态权重系数：

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50、

51、

52、式中：ti—数据采集频率，1hz；t0—发动机启动冷态阶段持续时长，s；t1—测试工况中车辆在低速段的持续时长，s；n—测试工况中车辆在低速段运行结束的时间，s；t2—发动机进入热态阶段后的持续时间，s，所述低速段指车速不超过30km/h的行驶工况。

53、其中，在浸车结束后，采用推车或拖车方式将车辆确移动到底盘测功机上并固定。

54、本发明的重型汽油车冷态排放油耗在线测试方法，可适用于最大总质量超过3500kg，且装用汽油发动机的货车(n类)、客车(m2和m3类)、多用途乘用车(m1类)，可以进行重型汽油车或重型汽油混动车的新车排放一致性检验、在用车排放符合性抽查及企业新车型开发的试验验证。

55、本发明的重型汽油车冷态条件下在线测量排放和油耗的试验方法，不仅可以测量和考核重型汽油车常温冷态、低温冷态和高温冷态下的高排放，而且还能测量和考核相应的冷态油耗，解决了当前重型汽油车在实际使用时冷机启动排放高但缺乏监管的问题，有效避免了排放或油耗认证时的作弊行为发生。

56、本发明的方法可以为环保部门同步监管重型汽油车油耗和排放水平提供重要技术支撑，不仅能够有效测试重型汽油车常温、高温、低温环境下冷态启动时的排放水平，解决了汽油车冷态排放缺乏监管的问题，同时也有效评估了不同环境下车辆的冷态启动时的油耗水平，并将高温和低温环境下的空调使用对油耗的影响因素考虑进去，完善了重型汽油车油耗和排放同时测量的试验方法。

57、本发明的方法可以为车辆生产企业在重型汽油车的新车型油耗、排放标定开发方面提供技术和目标参考，有利于重型汽油车的节能减排技术升级，提高重型汽油车产品市场认可度，降低产品准入成本。

58、本发明的重型汽油车冷态排放油耗在线测试方法，可为环保部门、检验检测机构在重型汽油车排放监管方面提供一种合理可行的监管技术，也为企业在新车型开发和标定工作等方面提供技术支持。