燃油消耗量測量方法

汽車燃油消耗量的測量是評(píng)價(jià)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)。

早在20世紀(jì)20年代，國外就開始了對汽車燃油消耗方面的研究，此時(shí)的研究主要是針對燃燒過程，以提高燃燒效率為目的；自七十年代石油危機(jī)爆發(fā)后，人們才越來越關(guān)注車輛的燃油消耗。

燃油消耗的測量方法主要可以分為兩大類：直接測量法和間接測量法。直接測量法，即是通過拆開發(fā)動(dòng)機(jī)油路接入流量測量儀器直接測得燃油消耗量，主要有容積法、質(zhì)量法等。間接測量法即不解體測量法，包括碳平衡法、超聲波法、電噴測量法、空燃比測量法、放射性跟蹤法 。

燃油消耗量直接測量法

一、容積法

容積法測量是將流量計(jì)串聯(lián)到油路中計(jì)算一定時(shí)間或里程內(nèi)汽車所消耗的燃油體積，進(jìn)而得到汽車的燃油消耗量。

二、質(zhì)量法

質(zhì)量法測量是測量消耗一定質(zhì)量的燃油所需要的時(shí)間，進(jìn)而得到汽車的燃油消耗量。

燃油消耗量間接測量法

一、碳平衡法

碳平衡法的理論基礎(chǔ)是物質(zhì)守恒定律。不管燃料是否完全燃燒，機(jī)動(dòng)車尾氣中的CO₂、CO、CH中的碳元素質(zhì)量等于機(jī)動(dòng)車燃油消耗的碳元素質(zhì)量 。

二、超聲波法

超聲波在流動(dòng)介質(zhì)中的傳播速度受介質(zhì)影響。超聲波法測量油耗根據(jù)檢測信號(hào)的不同可以分為：時(shí)差法、噪聲法、波束偏移法、空間濾波法和多普勒法等。

超聲波法的設(shè)備簡單、移動(dòng)方便，對潔凈的油液進(jìn)行測量，也可對有懸浮質(zhì)的液體進(jìn)行測量，但易受噪聲、溫度等因素的影響。

三、電噴測量法

噴油器的控制信號(hào)脈寬可以反映出電控發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器的噴油時(shí)間，噴油器開始的時(shí)間越長，噴油量就越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的的耗油就越多。所以只需采集控制信號(hào)脈寬，找出脈寬與耗油量之間的函數(shù)關(guān)系，就可以算出汽車燃油消耗量。

電噴法測量的特點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)測試信號(hào)處理的實(shí)時(shí)化，測試動(dòng)態(tài)特性好。由于測量時(shí)噴油器的噴油壓力大，油溫高，回油多等因素，制約了該方法測量精度的提高。

四、空燃比法

可燃混合氣中空氣質(zhì)量與燃油質(zhì)量之比是空燃比。發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量一般是由發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的壓力來測量的，空燃比值可由廢氣分析儀測量的過量空氣系數(shù)算出。

燃油消耗量總結(jié)

直接測量法破壞了機(jī)動(dòng)車的原始油路，對油路的密封性造成了一定的破壞，且不同車型的供油管道直徑不同，所以可能會(huì)造成與連接管道的直徑不匹配，測量時(shí)出現(xiàn)氣泡、泄露等現(xiàn)狀。在拆裝過程中由于汽油揮發(fā)性強(qiáng)會(huì)造成環(huán)境污染且存在易燃的安全隱患。而且拆裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力，操作時(shí)間較長，造成工作效率低下。

間接測量以碳平衡法為主，電噴法和空燃比有較好的穩(wěn)定性和測量精度。但是，間接測量法實(shí)驗(yàn)儀器龐大昂貴，測試成本較高，測試精度還需進(jìn)一步提高。雖然國內(nèi)在間接測量方面取得了一定的成績，但是僅僅局限于實(shí)驗(yàn)階段，進(jìn)行隨車燃油消耗測量的難度依然很大 。

可以應(yīng)用公式對車輛燃油消耗量進(jìn)行計(jì)算，首先，假設(shè)車輛是在平坦的道路上進(jìn)行駕駛的，那么車輛在等速的情況下，一公百里消耗的燃油量則為：

在公式中，

Q_L(kg/100km)——車輛等速百公里油耗；

g_e(g/kWh)——車輛發(fā)動(dòng)機(jī)比油耗；

v_a(km/h)——車輛行駛速度；

η_T——車輛傳動(dòng)系機(jī)械效率；

P_f(kW)——車輛克服滾動(dòng)阻力所消耗的功率；

P_w(kW)——車輛克服空氣阻力所消耗的功率；

P_i(kW)——車輛克服加速阻力所消耗的功率。

通過公式，可以得出結(jié)論：車輛燃油的經(jīng)濟(jì)性會(huì)受到g_e、v_a、P_f、P_w和P_i等因素的影響。g_e主要是由發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率決定的，簡單一點(diǎn)講就是節(jié)氣門的開度，當(dāng)負(fù)荷率達(dá)到85%左右時(shí)比油耗最低。而發(fā)電機(jī)的負(fù)荷率則會(huì)受到駕駛員對加速踏板和行駛檔位的操作行為的影響。但是也要注意，車輛在行駛時(shí)，處于一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，會(huì)受到滾動(dòng)阻力、坡度阻力、空氣阻力和加速阻力的影響 。

對駕駛員的不良駕駛行為所造成的燃油消耗進(jìn)行試驗(yàn)，主要是將發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架燃油消耗試驗(yàn)與道路試驗(yàn)相結(jié)合，并通過采用排氣取樣系統(tǒng)和尾氣分析設(shè)備來對車輛所排出的尾氣組成部分進(jìn)行分析，這樣才能夠采用碳平衡計(jì)算方法來對燃油消耗量進(jìn)行計(jì)算。

（1）車輛起步加速操作行為對車輛油耗量的影響

若車輛是在平坦道路上起步的話，駕駛員可以采用不同的控制策略來對車輛的加速踏板進(jìn)行控制，使車輛在開2檔的情況下，可以從靜止?fàn)顟B(tài)可以勻速加到20km/h。因?yàn)樵谙嗤募铀賲^(qū)間內(nèi)，隨著車輛加速度的增大，車輛的油耗量就會(huì)隨之增加。而且隨著加速度的增加，車輛百公里的油耗值也會(huì)逐漸增加，因此在車輛起步時(shí)，駕駛員要減少踩踏板的次數(shù)，應(yīng)該平穩(wěn)的控制加速踏板，使車輛勻速起步，這樣可以減少車輛油耗。

（2）車輛超車加速操作行為對于車輛油耗的影響

研究人員在做該試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該將車輛設(shè)定在5檔，并對在不同加速度的情況下，車輛從60km/h增加到100km/h的油耗量進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著加速度的不斷增大，車輛瞬時(shí)油耗量也在隨之增加。在不同加速度的條件下，車輛累積油耗和百公里的燃油消耗量也會(huì)不同。而且隨著車輛加速度的增加，車輛行駛百公里所消耗的燃油量也會(huì)隨之增加。若駕駛員采用0.69/m·s^-2超車速度，雖然比0.5/m·s^-2超車速度所累積消耗的燃油量少，但是百公里所消耗的燃油量卻比較多。因此，駕駛員在進(jìn)行超車行為時(shí)，要盡量不要急加速超車，要對加速踏板進(jìn)行合理的控制，平穩(wěn)的進(jìn)行超車行為。

（3）車輛減速操作對于車輛油耗的影響

若駕駛員是采用制動(dòng)器來進(jìn)行減速行為時(shí)，就要設(shè)定車輛的運(yùn)行狀態(tài)處于3檔，并將速度從60km/h減到30km/h。隨著速度的減緩，車輛所產(chǎn)生的瞬時(shí)油耗會(huì)出現(xiàn)大幅度的增加。不僅如此，隨著速度的減緩，車輛所產(chǎn)生的累積油耗和百公里油耗也會(huì)逐漸增加，采用-1.11/m·s^-2減速方式不僅比-0.83/m·s^-2多消耗了累積油耗，而且所產(chǎn)生的百公里油耗也比較多。因此，駕駛員在進(jìn)行駕駛時(shí)，不要進(jìn)行制動(dòng)性減速。而滑行減速方式主要是通過車輛的慣性來實(shí)現(xiàn)的，這樣減速方式比較平緩，振動(dòng)小，可以減少對輪胎的摩擦，是比較合理的減速方式。在進(jìn)行滑行減速試驗(yàn)時(shí)，要將車輛的運(yùn)行狀態(tài)調(diào)至5檔，將車輛速度從100km/h減至60km/h，得出的結(jié)論是車輛帶檔滑行所產(chǎn)生的油耗量低于空擋滑行。因此，駕駛員需要減速行駛時(shí)，可以采用帶檔滑行，減少燃油消耗。

（4）換擋變速操作對車輛油耗的影響

在車輛行駛過程中，駕駛員都需要進(jìn)行換擋操作，這是必然的行為。然而不同檔位的行駛方式所消耗的燃油也不同，所以在換擋時(shí)，在合適的時(shí)間選擇正確的檔位是減少燃油消耗的重要環(huán)節(jié)。研究人員將車輛的速度控制在40km/h、60km/h、80km/h和100km/h，所使用的檔位是4檔和5檔。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知駕駛員在需要變檔時(shí)，要綜合考慮行駛速度和路況情況，這樣才能夠選擇正確的檔位，并在最佳時(shí)間進(jìn)行換擋，這樣就可以減少對燃油的消耗。

綜上所述，駕駛員在進(jìn)行車輛駕駛時(shí)，要規(guī)范自己的駕駛行為，在進(jìn)行車輛起步加速時(shí)，要選擇在平坦的道路上，并開至2檔。而且在行駛過程中要進(jìn)行預(yù)見性駕駛，采用經(jīng)濟(jì)速度來進(jìn)行車輛駕駛，在路途中，要減少速度波動(dòng)、換擋、急加速和急減速的次數(shù)，在進(jìn)行減速時(shí)，應(yīng)選擇帶檔減速，不僅可以減少對輪胎的傷害，還可以減少燃油消耗 。2100433B

2018年9月17日，《土方機(jī)械—液壓挖掘機(jī)燃油消耗量—試驗(yàn)方法》發(fā)布。

2019年4月1日，《土方機(jī)械—液壓挖掘機(jī)燃油消耗量—試驗(yàn)方法》實(shí)施。

2018年12月28日，《土方機(jī)械—輪胎式叉裝機(jī)燃油消耗量—試驗(yàn)方法》發(fā)布。

2019年7月1日，《土方機(jī)械—輪胎式叉裝機(jī)燃油消耗量—試驗(yàn)方法》實(shí)施。

第一版的燃油規(guī)范把燃油分成三個(gè)等級(jí)，第二版把燃油分為四個(gè)等級(jí)，增加了一個(gè)體現(xiàn)未來發(fā)展的IV類油。

一類油主要用于對汽車排放不控制或要求很低的市場

二類油主要用于對排放有嚴(yán)格控制要求的市場

三類油主要用于對排放有超前控制要求的市場

四類油主要用于對排放有更超前控制要求的市場（如美國加州）

雖然“世界燃料規(guī)范”對燃油的規(guī)定苛刻，且未能充分與全球石化行業(yè)協(xié)商就單方面推出，但其影響不可低估，許多國家包括中國制定新燃油標(biāo)準(zhǔn)時(shí)都參考其內(nèi)容。目前歐美國家的燃油標(biāo)準(zhǔn)大體相當(dāng)于II檔水平，2004年要求達(dá)到III檔水平。