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燃油耗法规应该唱主角 排放法规来搭戏

燃油耗法规应该唱主角 排放法规来搭戏【卡车之家 约稿】随着时代发展,排放的重要性日益提高,然而作为用户我们不禁要问:为了排放达标会牺牲发动机的动力性和经济性吗?排放和耗油量减少能够兼得吗?未来我们在油耗上会有什么样的发展趋势?下面小编将一一为您解答这些问题。

什么是燃油耗法规

燃油耗法规简单说就是在测试条件下行驶一定里程的耗油量。

燃油耗法规应该唱主角 排放法规来搭戏表1:半挂牵引车燃料消耗量限值

为什么实行油耗法规?一是因为19世纪70年代的石油危机带来的后续影响;二是因为中国是富煤少油,现在石油对外依存度日益严重,截止到2017年,我们石油对外依存度高达67.4%;三是促进公平,对大排量的乘用车收取高油耗费用,排量越大费用越高,自然资源是属于我们全体公民的,人人都有资源的使用权,不能因为有钱就能占用过多的资源,体现了我们社会主义属性,也具有社会资源调节属性。

中国油耗法规始于2004,率先在个人乘用车领域发布了,并且随着新能源汽车的异军突起,燃油耗法规未来还会加严。

在这种情况下,工业和信息化部于2008年启动了重型车油耗标准GB/T 27840-2011《重型商用车辆燃料消耗量测量方法》及行业标准QC/T 924 – 2011《重型商用车辆燃料消耗量限值(第一阶段)》。

在一定程度上说,排放会影响燃油经济性,或者说影响动力性。排放对经济性影响是多方面的,既有减少燃油消耗、提高效率的一面,但又有增加油耗、降低经济性的一面。

排放对油耗积极的一面

众所周知,柴油发动机的排气污染物有一氧化碳、碳氢、氮氧化物和微粒。针对上面这些污染物都有特定处理措施,在发动机效率方面最有利的技术是高压共轨

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图1:高压共轨示意图(来源:网络)

高压且能精准喷射是能提高效率、经济性的根本原因。正是因为高压喷射,使得发动机缸内雾化效果变好,在短时间内能够形成钱柜手机娱乐官网的可燃混合气,燃烧更加充分,发动机效率自然就会提升。在使用机械泵和电控泵喷射时,不得不考虑控制的精准性、响应性,还有喷油压力的稳定性。

在使用高压泵时,压力不稳定,实际喷油量不能够精确把握。高压共轨的应用不但能够解决排放问题更是使得柴油燃烧效率提高。实际喷雾液滴直径的减小,燃烧速度提高,燃烧定容性提高,燃油在缸内的做功能力也就提高了。

排放对油耗消极的一面

随着法规的加严,发动机不得不加上各种后处理。从废气再循环EGR到催化氧化器DOC,再到微粒捕集器DPF,以及SCR系统,这些后处理设备的添加使得排气阻力急速攀升,发动机在排出废气时所做的负功也就增加,有效功减少。

具体来看,EGR的引入,使得缸内废气增加,新鲜空气的减少,必然使得柴油燃烧不完全、不充分。若是EGR控制不好,则会产生大量的黑烟,排放急剧恶化。引入废气,使得燃烧不剧烈,发动机的缸内最高温度没那么高,从发动机循环的角度说就是温度的上限值降低了,做功效率随之降低了。

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图2:EGR冷却器(来源:网络)

EGR引入缸内时需要对废气进行冷却,然而这种冷却是发动机的额外负担。

这种负担一是使发动机的散热功率增加,相应的飞轮端的有效输出功就降低了;二是发动机的热负荷增加,若是散热做的不好,使得发动机的低温增加。在这种情况下发动机缸内最高温和最低温的差减小,发动机效率降低。

相比于EGR,后处理装置主要体现在排气阻力上。这部分阻力是无法忽略的,是设计研发中的重点项目。

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图3:DPF堵塞(来源:网络)

在正常使用中,发动机在做功行程还未完全结束时就打开排气门,这主要是为了使得缸内有一个较大的排气压力,能够更好的将缸内废气排尽。

在没有后处理装置时,排气门已经是提前打开,随着后处理装置的添加,阻力增加,排气损失势必进一步增加。

在后处理装置中,DPF是要重点关注的,这里面涉及到微粒捕集器的再生。

随着发动机使用时间的增加,微粒捕集器中捕捉的微粒沉积增加,这里面的气流通道变窄,最终发展成堵塞。这时就要再生,将这些微粒“烧掉”,或者氧化掉。再生之后的微粒捕集器DPF,发动机功排气阻力下降,效率增加。

尿素还原SCR系统对发动机的效率和功率影响不大。有影响也是尿素泵上的效率损耗,对于功率而言可能是因为SCR系统故障,ECU发出信号使得发动机限扭矩和限功率。

限值发动机的功率主要是为了让用户处理后处理系统的故障,也算是一个功能性设计。

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图4:SCR灯和尾气故障灯亮起(来源:卡车之家)

发动机采用车载诊断系统OBD,采集后处理故障,而后处理故障主要来自于SCR,这种“惩罚性”的故障,其目的还是为了降低排放。一旦限扭、限功率其发动机效率自然也就下降了。

排放和油耗的总结

无论未来发动机怎么发展,一定是依照排放法规尽量节能、省油。排放法规和节能的优先级有没区别呢?本质上讲是没有区别的,两者都是为了产品上市和赢得用户。

由于近年来排放法规的持续升级吸引了绝大部分注意力,但是决不能认为最终目标是为了排放,更重要的是燃油耗法规,实现能源的更高效利用。

在排放法规进行到国六阶段时,在想有进一步的减排已经是非常困难,在可以预见的未来,一定是燃油耗法规“唱主角”。即使油耗法规“唱主角”,也不可能少了排放法规“搭戏”。排放和油耗合力才能唱出好戏。(文/卡车之家特约作者:封狼居胥)


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