重型柴油机节油标定策略的分析与研究

于洋 张理志 马明 翁海溶 李建龙

摘要：为了提高柴油发动机的核心竞争力，降低发动机油耗，通过实际车辆测试找到正常驾驶过程中影响发动机油耗的因素。针对具体的影响因素，通过发动机的实际控制方案更改，来降低整车的油耗，实现节油的目的。

Abstract： In order to improve the core competitiveness of diesel engines and reduce engine fuel consumption， the factors affecting engine fuel consumption during driving were found by the vehicle testing. According to the specific influencing factors， the actual control scheme of the engine is changed to reduce the fuel consumption of the whole vehicle and achieve the purpose of fuel saving.

关键词：发动机;整车;节油

Key words： engine;vehicle;fuel-efficient

中图分类号：TG233                                       文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）18-0001-03

0  引言

随着国家排放法规的要求逐步提升，未来重型柴油发动机的排放要求会越来越高。油耗作为衡量一款发动机的经济性指标[1]也一直是大家关注的焦点。并且油耗是重型柴油发动机的核心竞争力之一。本文基于某品牌国柴油发动机，在实际的开启过程中的油耗进行测量分析，研究了实际开启过程中影响油耗的因素，并通过软件层面的针对性干预设计，来实现降低发动机油耗的目的。

1  试验设置与方案

本实验通过对某品牌发动机的实际开启的用户进行跟车数据采集，然后对其驾驶习惯以及车辆的油耗进行分析，来发现我们实际开启中对油耗的影响因素。对于样本车型的选择，由于某种城市车型的实际开启工况更加复杂，混合路段较多，相对于长途物流车量来说，其油耗的降低空间更大，所以某种城市车型更加容易发现实际开启情况中影响油耗的因素。具体实验如下：

对某搅拌公司的某种城市车型进行数据采集，首先我们选取了一段这家公司的比较典型的城市城郊开启路线，进行两趟次的某种城市車型送货。将每趟送货分为满载送料，等待卸料，空车回公司这三种情况（如表1所示），单独分析每段的油耗表现。

满载工况下的平均车速为25.46km/h，最大车速为61.65km/h。整个路况的车速变化较大，很难出现匀速行驶的工况，也就是说某种城市车型在送料的过程中车速基本是处于加速阶段或者减速阶段。再看发动机转速的表现，发动机转速波动剧烈，同车速一样没有匀速情况的产生。油门踏板的波动基本处于100%的开度与0%开度两种状态变化，中间的变化较少。也就是说，某种城市车型在城市工况的应用下车速的提升是通过急加速来实现的。

满载工况下的车辆的平均车速为34.93km，最大车速为72.83km。

由于没有匀速工况，我们单独进行了一次匀速行驶的数据采集。车辆匀速行驶时的油门踏板真正开度实际是存在一定幅度的波动，而一些微小的波动不足以使得车辆发生实际的工况变化。

2  试验结果分析与改进设计

2.1 试验结果分析

通过上述的实验，我们可以得出以下结论：①城市工况下，某种城市车型的转速会在最大转速与最小转速之间。②发动机转速不能一直处于经济油耗区内，同时扭矩也会超出经济油耗区。③在恒定转速下，发动机的油门踏板微小波动会导致喷油量的波动，同时对于车速并无影响。

2.2 改进发动机控制方案

针对上述影响发动机油耗的因素，我们可以通过对发动机的转速限制，让发动机在正常的工作过程中始终处于经济油耗区;对发动机油门踏板的波动限制，让发动机的油门踏板曲线更加平滑，从而达到降低油耗的目的。

2.3 试验验证

本实验使用两辆车进行，通过节油方案前后的实测油耗进行对比，车辆信息如表2、表3所示。

选取车速60km/h、50km/h、40km/h、30km/h、20km/h，分别做三组节油状态与普通状态下的油耗对比试验。每一组工况试验由同一个的驾驶员驾驶车辆，且每一组选择相同的路况及同一档位（即相同的转速）。

2.4 试验结果

在节油试验过程中，当使用节油标定策略时， 车辆行车时发动机的最高转速一般限制在1600转左右，同样的车速会受到影响从而导致受到一定的限制。实验结果如表表4（19#数据）以及表5（32#数据）。

节油分析：路试19#车所测节油比如图1（19#节油比）所示，按照常用车速在40～60km/h运行的工况下，平均节油约3%。路试32#车所测节油比如图2（32#节油比）所示，按照常用车速在40～60km/h运行的工况下，平均节油约5%。

3  结论

通过上述的实验，我们可以得出以下结论：一般情况下，发动机转速不能一直处于经济油耗区内，同时扭矩也会超出经济油耗区。在恒定转速下，发动机的油门踏板微小波动会导致喷油量的波动，同时对于车速并无影响。我们通过对发动机的转速限制，让发动机在正常的工作过程中始终处于经济油耗区;对发动机油门踏板的波动限制，让发动机的油门踏板曲线更加平滑，此节油策略能够降低整车的综合油耗，其节油效果相比于同类车型，节油一般在3～5%左右。

参考文献：

[1]周宝龙.内燃机学[M].北京：机械工业出版社，2012.

[2]彭光杰.大型柴油机节油与使用维护的关系分析[J].内燃机与配件，2017（5）：59-60.

[3]郭隆振，杨帅，高祥涛.论大型柴油机节油与使用维护的关系[J].化工管理，2015（26）：242.