GB∕T 27840-2021 重型商用车辆燃料消耗量测量方法.pdf
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1、书 书 书犐 犆犛 犆犆犛犜 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准犌犅犜 代替犌犅犜 重型商用车辆燃料消耗量测量方法犉 狌 犲 犾犮 狅 狀 狊 狌犿狆 狋 犻 狅 狀狋 犲 狊 狋犿犲 狋 犺 狅 犱 狊犳 狅 狉犺 犲 犪 狏 狔 犱 狌 狋 狔犮 狅犿犿犲 狉 犮 犻 犪 犾狏 犲 犺 犻 犮 犾 犲 狊 发布 实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局国 家 标 准 化 管 理 委 员 会发 布目次前言范围规范性引用文件术语和定义总体要求底盘测功机试验模拟计算法输出结果附录(规范性)试验报告(底盘测功机法) 附录(规范性)试验报告(模拟试验法) 附录(规范性)行驶阻力测定及在底盘
2、测功机上的模拟 附录(规范性)试验记录表格 附录(规范性)重型商用车辆行驶阻力系数推荐方案 附录(规范性)底盘测功机技术特性 附录(资料性)模拟计算法流程图 附录(规范性)输入和输出文件格式 犌犅犜 前言本文件按照 标准化工作导则第部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件代替 重型商用车辆燃料消耗量测量方法 ,与 相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:)更改了适用“范围” (见第章, 年版的第章) ;)更改了“术语和定义”中的引导语(见第章, 年版的第章) ,删除了术语“燃料消耗量模拟计算方法” (见 年版的 ) 、 “ 循环” (见 年版的 ) ;)增加了试验循环相关内
3、容(见 、 、 、 ) ;)删除了车辆最低磨合里程要求(见 年版的 ) ;)增加了行驶阻力确定替代方法的相关内容(见 、 、附录、 ) ;)更改了“底盘测功机法”的相关要求(见 , 年版的 ) ;)更改了试验循环相关内容(见 、 、 、 、 、 、 、 、 、 , 年版的 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ) ;)更改了底盘测功机试验、模拟计算“换挡策略”规定(见 、 , 年版的 、 ) ;)更改了试验偏差时间的累计值要求(见 , 年版的 ) ;)更改了碳平衡法燃料消耗量计算公式以及质量法、容积法燃料消耗量计算基准温度(见 , 年版的 ) ;)删除了市区、公路和高速部分的特征里程分配比例及综
4、合燃料消耗量计算公式(见 年版的 、表) ;)删除了扭矩富余率估测值(见 年版的 、表) ;)更改了“燃料消耗量计算”要求(见 , 年版的 、 ) ;)增加了“输出结果”一章(见第章) ;)更改了“试验报告(底盘测功机法) ”中行驶阻力和试验结果的内容(见 、 , 年版的 、 ) ;)更改了“试验报告(模拟试验法) ”的内容(见 、 , 年版的 、 、 ) ;)更改了底盘测功机试验序号(见表 , 年版的 ) ;)删除了“ 循环”相关数据(见 年版的附录) ;)更改了“输出文件”的内容(见 , 年版的 ) 。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人
5、民共和国工业和信息化部提出。本文件由全国汽车标准化技术委员会( )归口。本文件起草单位:中国汽车技术研究中心有限公司、中国重型汽车集团有限公司、一汽解放汽车有限公司、东风商用车有限公司、郑州宇通客车股份有限公司、安徽江淮汽车集团股份有限公司、广西玉柴机器股份有限公司、北京福田戴姆勒汽车有限公司、东风汽车股份有限公司、东风柳州汽车有限公司、上汽依维柯红岩商用车有限公司、现代商用汽车(中国)有限公司、江铃汽车股份有限公司、安徽华菱汽车有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、襄阳达安汽车检测中心有限公司、北汽福田汽车股份犌犅犜 有限公司、陕西汽车集团有限责任公司、上汽大通汽车有限公司、博世汽车柴油
6、系统有限公司、丰田汽车(中国)投资有限公司、戴姆勒(中国)商用车投资有限公司、大众汽车(中国)投资有限公司、雷诺(北京)汽车有限公司、菲亚特动力科技管理(上海)有限公司。本文件主要起草人:郑天雷、王兆、郭勇、王凤滨、任帅飞、周新伟、刘昱、张晓龙、王士奇、刘志超、杨建军、刘积成、张波、王长园、韩鹏、于晗正男、高岳、杨平龙、杨云华、李航、林长波、刘宝健、刘海莲、叶红宇、谷峰、杜宝程、韩伟、张立博、李鲁宁、张文博、常朕、杜康、魏汉清、傅寅亮、刘睿钢、冷雪鹰。本文件于 年首次发布,本次为第一次修订。犌犅犜 重型商用车辆燃料消耗量测量方法范围本文件规定了重型商用车辆燃料消耗量的测量方法。本文件适用于最大
7、设计总质量大于 的燃用汽油和柴油的商用车辆,包括货车、半挂牵引车、普通客车、自卸汽车和城市客车。混凝土搅拌运输车可参照自卸汽车相关测量方法,其他专用运输车可参照货车相关测量方法执行。本文件不适用于专用作业汽车,包括厢式专用作业汽车、罐式专用作业汽车、专用自卸作业汽车、仓栅式专用作业汽车、起重举升专用作业汽车及特种结构专用作业汽车等。本文件不适用于混合动力电动汽车。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 系列集装箱分类、尺寸和额定质量 原
8、油和液体石油产品密度实验室测定法(密度计法) 汽车和挂车类型的术语和定义 汽车道路试验方法通则 机动车辆及挂车分类 专用汽车和专用挂车术语、代号和编制方法 重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段) 汽车发动机性能试验方法 轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段) 中国汽车行驶工况第部分:重型商用车辆术语和定义 、 、 及 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 基本型车辆犫 犪 狊 犻 犮狏 犲 犺 犻 犮 犾 犲狋 狔 狆 犲由车辆生产企业作为基本型申请的车辆。 变型车辆狏 犪 狉 犻 犪 狀 狋狅 犳犪狏 犲 犺 犻 犮 犾 犲狋 狔 狆 犲在已批准基本型基础上修改设计或
9、变更结构配置形成的新车型。 当量惯量犲 狇 狌 犻 狏 犪 犾 犲 狀 狋犻 狀 犲 狉 狋 犻 犪车辆行驶过程中移动部分和转动部分所对应的惯性质量。犌犅犜 总体要求 基本型车辆应采用底盘测功机法确定燃料消耗量,并在附录规定的试验报告中注明为基本型。 变型车辆应由车辆生产企业选择采用底盘测功机法或模拟计算法确定燃料消耗量,在附录或附录规定的相应试验报告中注明该变型车辆对应的基本型并提交基本型车辆的燃料消耗量试验报告。 应按照 中附录规定的中国重型商用车辆行驶工况()测量车辆的燃料消耗量。其中:)货车采用 (最大设计总质量犌犞犠 )或 (犌犞犠 )行驶工况;)普通客车采用 行驶工况;)半挂牵引车
10、采用 行驶工况;)自卸汽车采用 行驶工况;)城市客车采用 行驶工况。 采用底盘测功机法确定燃料消耗量时,车辆生产企业应将一辆代表被试车型的车辆提交给负责型式试验的检验机构。在试验期间,检验机构应确认车辆排放状况符合相应排放标准的整车排放试验限值要求。底盘测功机试验 车辆准备 磨合试验车辆应经过不超过 的磨合。 轮胎试验轮胎应为该车型厂定原装轮胎;如果该车型可选装几种不同规格的轮胎,则应从中选择滚动阻力最大的一种进行试验。试验开始前,应对照轮胎最大试验载荷和最高试验车速按车辆生产企业的建议对轮胎进行充气。轮胎花纹深度应为初始花纹深度的 ,也可采用与车辆同时磨合过的新轮胎。 行驶阻力的确定按附录测
11、定车辆行驶阻力,按附录的规定记录试验用车辆参数和试验数据。若车辆生产企业同意,可按照附录规定的行驶阻力系数推荐值作为替代方法确定行驶阻力。 底盘测功机法 底盘测功机及相关试验装置 底盘测功机应能准确模拟车辆的道路行驶阻力、加减速工况和试验车辆最大设计总质量状态下的当量惯量。底盘测功机技术特性应符合附录的规定。注:对于半挂牵引车,本文件中最大设计总质量指汽车列车最大质量。 测量系统应能分别测量行驶工况各速度区间的燃料消耗量。行驶工况数据见 附录。犌犅犜 根据燃料消耗量计量方法的不同,相关的计量设备应满足下述精度要求。)采用流量计(质量法或容积法)测定燃料消耗量时,测量精度不低于 。)采用质量法测
12、定燃料消耗量时,向发动机供应燃料的装置应满足:)测量精度不低于 ;)车辆燃料记录装置不对发动机正常工作造成影响;)对燃料温度影响的偏差不大于。注:为方便试验操作,可设置燃油管路切换系统,通过专门的阀门使燃油从正常的供油管路迅速流入测量管路。改变燃油方向的操作应在 内完成。)采用碳平衡法计算燃料消耗量时,排放物测量要求应符合 附录的规定。 试验室环境条件 环境温度应在 之间,推荐环境温度为 ;实际环境温度应在试验报告中注明。 相对湿度应小于 。 大气压力应处于 之间。 试验燃料 试验用燃料应符合车辆生产企业规定,采用符合 附录要求的基准燃料或符合相关国家标准规定的市售车用燃料。 按 测定燃料密度
13、。 采用碳平衡法计算燃料消耗量时,假定汽油和柴油的氢碳比分别为 和 。 试验规程 按 放置车辆并连接燃料流量计、排气取样系统等测试设备,确认燃油管路无泄漏且可正常运行。 按 或 调整底盘测功机。 试验时,只允许为驱动车辆所必需的设备工作。车辆载荷状态应确保车辆在试验过程中不打滑。对牵引车,应在鞍座位置垂直加载。注:如试验部门能证明不会出现明显影响测量结果的打滑现象,经车辆生产企业同意后可不加载。 将底盘测功机设置为道路阻力模拟模式,并连接好数据采集系统和司机辅助驾驶系统。 试验时,同步运行道路模拟冷却风机、车速和时间记录仪等相关设备。正式试验前,宜进行个完整的行驶工况或采用其他方法对试验车辆和
14、底盘测功机进行充分预热。 试验时,换挡策略应由车辆生产企业和检测机构共同确定;若车辆进行了模拟计算法测试,计算得到的换挡点可作为底盘测功机法测试参考。下列款项可用于换挡策略的确定:)应根据车辆特点选择相应挡位,换挡过程应迅速平稳;)当车辆在某一较高挡位下不能达到行驶工况规定车速且速度偏差超过 规定值时,可降低一挡继续试验,并在车辆重新进入能使用较高挡位行驶的匀速状态时再次换入较高挡位进行试验;)具有节能驾驶指示功能的车辆,可根据相应指示进行换挡操作。 减速行驶时,应适当放开加速踏板,继续保持离合器接合状态,直至试验车速降至该挡位最低稳定车速时再分离离合器、降挡或停车。必要时,可使用车辆的制动器
15、及辅助制动装置进行减速。 车辆试验应运行三个完整的行驶工况,并在每个完整的行驶工况结束后分别记录试验结果。犌犅犜 在相邻的两个完整行驶工况之间,车辆及相关设备应继续运行或采用其他方法以保持热机状态。 试验偏差 试验过程中,车辆实际运行状态应与行驶工况基本一致,其速度最大偏差为,超过速度偏差的单次时间不应大于,累计时间不应大于 。 当试验车辆不能达到行驶工况要求的加速度或试验车速时,应将加速踏板完全踩到底,该操作不计入超过速度偏差的单次或累计时间;当试验车辆不能达到行驶工况规定的减速度或试验车速时,应完全作用制动踏板或采用其他减速措施直至车辆运行状态再次回到行驶工况规定的偏差范围内,该操作计入超
16、过速度偏差的单次或累计时间。任何超过行驶工况偏差的状况都应在试验报告中注明。 数据处理与试验结果 数据采集与处理步骤 数据记录可通过自动采集系统或手工方式进行。注:自动采集系统应能以不小于的采集频率实时连续记录燃料消耗量和燃料温度。 每个完整的行驶工况结束时,应存储车速等运行结果,并按 和 所述的方法计算行驶工况各速度区间和综合燃料消耗量。 燃料消耗量的计算 采用碳平衡法确定燃料消耗量按公式()或公式()计算燃料消耗量犙:)对于装备汽油机的车辆:犙 ( 犎犆)( 犆犗)( 犆犗) ()对于装备柴油机的车辆:犙 ( 犎犆)( 犆犗)( 犆犗) ()式中:犙 燃料消耗量,单位为升每百千米( ) ;
17、 基准温度 下的燃料密度,单位为千克每升( ) ;犎犆 测得的碳氢化合物排放量,单位为克每千米() ;犆犗 测得的一氧化碳排放量,单位为克每千米() ;犆犗 测得的二氧化碳排放量,单位为克每千米() 。 采用质量法确定燃料消耗量按公式()计算燃料消耗量犙:犙犕犇 ()式中:犙 燃料消耗量,单位为升每百千米( ) ;犕 燃料消耗量测量值,单位为千克( ) ;犌犅犜 犇 试验期间的实际行驶距离,单位为千米() ; 基准温度 下的燃料密度,单位为千克每升( ) 。 采用容积法确定燃料消耗量按公式()计算燃料消耗量犙:犙犞(犜犜) 犇 ()式中:犙 燃料消耗量,单位为升每百千米( ) ;犞 燃料消耗量
18、(体积)测量值,单位为升() ; 燃料容积膨胀系数, ;犜 基准温度,犜 ;犜 燃料平均温度,单位为摄氏度() :采用手工记录时,应为每次试验开始和结束时在容积测量装置上读取的燃料温度的算术平均值;采用自动采集系统记录时,应为记录结果的算术平均值;犇 试验期间的实际行驶距离,单位为千米() 。 综合燃料消耗量的确定 按公式()计算三次试验结果的第 百分位分布的标准差,并将三次测量结果中最大燃料消耗量与最小燃料消耗量之差(犙 )与值进行比较:)如犙 不大于,则视为通过重复性检验;)如犙 大于,则视为没有通过重复性检验。 犙()式中: 第 百分位分布的标准差,单位为升每百千米( ) ;犙 三次试验
19、所测得燃料消耗量的算术平均值,单位为升每百千米( ) 。 按 对三个完整的行驶工况的燃料消耗量进行重复性检验:)如通过重复性检验,则应计算三次试验结果的平均值分别作为行驶工况各速度区间和综合燃料消耗量;)如没有通过重复性检验,则应采用燃料消耗量较高的两个完整的行驶工况试验结果的平均值,分别计算行驶工况各速度区间和综合燃料消耗量。模拟计算法 算法模拟计算法以汽车发动机万有特性试验数据为基础,将整车、变速器、轮胎等关键参数输入计算机程序,通过计算机程序模拟试验车辆在行驶工况下的运行状态,计算试验车辆的燃料消耗量。模拟计算法的流程图参见附录。 输入参数 应输入的整车参数包括:)车辆类型;犌犅犜 )整
20、车整备质量;)最大设计总质量;)最大设计载质量;)最大设计牵引质量(仅适用于半挂牵引车) ;)额定载客人数(含驾驶员) ;)驱动型式;)轴数(对于半挂牵引车指汽车列车轴数) 。 应输入的发动机参数包括:)发动机万有特性,应按 中 进行测定。试验时,应在发动机正常转速范围内、从不超过最大扭矩的 开始至最大扭矩之间尽可能均匀地选取至少 个数据点测定燃料消耗量;额定转速、怠速转速及怠速转速以上 为必取转速,各转速下不超过最大扭矩的 和最大扭矩是必取点;)发动机反拖扭矩,应按 中 进行试验准备、按 进行测定。试验时,应在发动机怠速转速至最高转速之间尽可能均匀地选取至少个数据点测量反拖扭矩;怠速转速和最
21、高转速是必取点。在测量反拖扭矩时,对没有安装调速器的发动机,最高转速应取 倍的最大功率转速或超过最大功率转速且扭距下降时的转速二者中的较小值。对装有调速器的发动机,最高转速为带负荷最高转速;注:反拖扭矩指车辆行驶过程中出现的车辆拖动发动机曲轴旋转的工况下,发动机给车辆的阻力矩。)发动机外特性扭矩,应按 中 的规定,在发动机正常转速范围内尽可能均匀地选取至少个数据点进行测定,额定转速是必取点;)发动机怠速转速及怠速燃料消耗量;)发动机额定转速;)发动机最高转速。 应输入的传动系参数包括:变速器的类型(、) 、主(副)变速器挡位数及变速比、主减速比等。 除上述参数外,还应输入轮胎规格;如采用滑行能
22、量变化法确定行驶阻力,还应按附录中 的格式提交相应的试验数据。 行驶阻力的确定 按附录进行滑行试验确定行驶阻力。数次滑行速度对应的时间平均值序列格式如 所示,作为模拟程序的读入文件。 若车辆生产企业同意,可按照附录规定的行驶阻力系数推荐值作为替代方法确定行驶阻力,并按 要求确定滑行阻力文件构建方法。 轮胎滚动半径计算按公式()计算轮胎滚动半径狉:狉犉犱()式中:狉 轮胎滚动半径,单位为米() ;犉 系数,数值见表;犱 轮胎设计总直径,单位为米() 。犌犅犜 表犉值选择表轮胎类别犉 轮辋 轮辋( 、 、 、 及 系列) 其他轮胎 多用途货车宽底轮胎(子午胎) 多用途货车宽底轮胎(斜交胎) 发动机
23、转速及扭矩计算 按公式()计算发动机转速犖(狋) :犖(狋) 犻犻狉狏(狋)()式中:犖(狋) 发动机转速,单位为转每分钟( ) ;犻 变速器传动比;犻 主减速比;狉 轮胎滚动半径,单位为米() ;狏(狋) 车速,单位为千米每小时() 。 按公式()或公式()计算发动机扭矩犜(狋) :)当阻力犚大于或等于时:犜(狋)狉犻犻犚()当阻力犚小于时:犜(狋)狉犻犻犚()式中:犜(狋) 发动机扭矩,单位为牛顿米() ;狉 轮胎滚动半径,单位为米() ; 变速器传动效率; 主减速器传动效率;犻 变速器传动比;犻 主减速比;犚 行驶阻力,单位为牛顿() 。 换挡策略 采用二挡起步。 计算换挡瞬间的实时扭矩
24、,按公式( )计算扭矩富裕率犜;通过升挡后的扭矩富裕率判定是否进行升挡。犜犜 犜( )犌犅犜 式中:犜 扭矩富裕率;犜 相应转速下的最大扭矩,单位为牛顿米() ;犜 实时扭矩,单位为牛顿米() 。 减速时不应换挡。 燃料消耗量计算 按 计算行驶工况下每一秒对应的发动机转速和扭矩。 根据发动机万有特性数据,查询或插值确定每一秒的燃料消耗量。 将 确定的每一秒的燃料消耗量进行累加并除以对应的行驶里程,分别得到行驶工况各速度区间和综合燃料消耗量。 输出 在每个行驶工况结束时应显示对应的瞬态车速、瞬态燃料消耗量曲线、平均车速和百公里燃料消耗量并自动保存。 按附录格式输出模拟测量结果报告。输出结果 一般
25、要求型式试验应以 或 确定的百公里燃料消耗量作为输出结果;除型式试验外,应参考 方法确定其他输出结果。 二氧化碳排放量 若按照 确定燃料消耗量,可将试验过程中测试得到的二氧化碳排放量作为输出结果。 若按照 、 或模拟计算法确定燃料消耗量,可采用公式( )计算相应二氧化碳排放量参考值犈:犈犓犙 ( )式中:犈 车型二氧化碳排放量参考值,单位为克每千米() ;犓 转换系数,对于燃用汽油的车型为 ,燃用柴油的车型为 ,单位为克每升() ;犙 燃料消耗量,单位为升每百千米( ) 。 其他燃料消耗量 对于所有类型的重型商用车型,应采用公式( )计算吨百千米燃料消耗量犙:犙犙(犕犆犕)( )式中:犙 车型
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