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小排量渦輪增壓不環保了嗎?

2019-04-02    來源:中國節能網
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[ 導讀 ]:原定于2018年11月1日搶先在深圳執行的國六排放限值標準,被深圳人居環境委員會與深圳市公安局交通警察局發布的一紙“補充通知”駁回,推遲至2019年7月1日。
 原定于2018年11月1日搶先在深圳執行的國六排放限值標準,被深圳人居環境委員會與深圳市公安局交通警察局發布的一紙“補充通知”駁回,推遲至2019年7月1日。
 
同樣的,海南在征求意見稿中規定的2018年11月1日執行國六,也被延期至2019年7月1日。
北京地區在征求意見稿中規定的2019年1月1日執行國六標準a階段,被延期至2020年1月1日,屆時直接實施國六b標準。
而廣州原定于2019年1月1日起執行國六標準的期限,也先后兩次調整為3月1日與7月1日。
為什么各地的國六標準均遲遲無法落地,傳說中的新測試方法真有這么難嗎?
 
假設我們把國六比作山東地區的高考,那么現行的國五標準就相當于高考前的高中會考。
長期以來按照會考標準備考的各大車企,冷不丁遇到難度指數飆升的新測試,自然很容易出現無法如期完成指標的狀況。
當然,另一方面,如果執意要立刻施行新標準,那也很有可能暴露出一步跨太大的尷尬現實。
1
會考:NEDC循環
相信大家都有小排量渦輪增壓車型近年來愈發“猖獗”的印象,是的,我就要用“猖獗”這個詞。
在所有的考量標準中,影響車企制定技術發展路線的最主要因素,不是市場喜好,也不是品牌文化,而是當地政策。
 
歐洲在上個世紀就確定了以NEDC循環為基礎的排放法規,喜歡借鑒歐洲的中國也以此為榜樣,發展了自己的工況法。
所以咱們今天能看到,國內市場喜歡的小排量渦輪增壓技術,插電式混合動力技術,都是同歐洲市場齊頭并進發展的。
那么問題來了,全世界的標準這么多,美國有EPA,日本有JC08,為什么就偏偏選了NEDC呢?
很大程度上,是因為簡單。
中國汽車工業起步晚成熟度低,如果在政策法規方面予以過多限制,不利于早期發展。
NEDC這種蜻蜓點水式的考核比較符合早期的工業大環境。
 
去年老余已經簡單介紹過NEDC循環難度偏低的原因。理論上來說只要是標準化的考核測試,那必然有跡可循。
這相當于考前告訴你試題,解題方法讓你自己去找。
而NEDC又極度單一,幾乎全是穩態變化,那么做一些針對性的技術研發和特殊調校,在“考場”拿到好成績并不是什么難事。
比如針對城市模擬(前四個重復周期)的小排量發動機;比如針對大量占比怠速工況的發動機自動啟停技術;比如針對新能源車純電行駛里程部分不計入總油耗算法的PHEV。
 
但現實不僅僅是考試,如果只是絞盡腦汁應付測試,往往容易顧此失彼最終得不償失。
大家的真實油耗和工信部油耗存在較大差異就是例證之一。
當然,為了“應試”舍棄的還不止油耗,環保是另外一頭。
多數中國消費者都被一波又一波強勢的宣傳洗了腦,進而讓“小排量渦輪增壓”與“環保”畫上了等號。
事實上,在高負載,尤其節氣門全開工況,小排量渦輪增壓發動機由于空燃比更小,燃燒更加不充分,濃噴油量和濃混合器不環保程度會指數升高,顆粒物的排放也明顯增加。
而在瞬態響應工況,即踩下油門而渦輪未起正壓的情況下,同樣是濃噴油量,燃燒不充分,顆粒物同樣偏高。
如果你有心的話,觀察同里程的渦輪增壓車型和自然吸氣車型排氣管,就會發現端倪。
 
至于小排量渦輪增壓的優勢,只在渦輪未起正壓前的所謂“自然吸氣狀態”階段。此時基礎排量較小,而沒有渦輪“從中作梗”,再加上近年來在此工況下作為補充技術的阿特金森循環,可以做到理論上較好的排放水平。
所以你看現在能買到的國六車用的都是什么,阿特金森循環的馬自達創馳藍天Skyactv-G,噴氣流控豐田M20A,日產自吸MR20、QR25。
以及一些就差會變身的渦輪機,日產可變壓縮比2.0T,通用智能變缸2.0T。
再不濟也得把單一的缸內直噴換成雙噴射,以彌補無法完美實現分層燃燒的缸內直噴造成的顆粒物缺陷。
2
高考:WLTP循環
國六采用的WLTP與之前的NEDC差別在哪里,為什么廠家都如臨大敵。
 
簡單來講,WLTP只要解決一個問題,即NEDC無法還原真車在現實道路上的真實行駛工況。
針對這一點,WLTP(Worldwide Harmonized Light Vehicles test Procedure)以全球各地真實世界車輛的行駛工況為基礎,制定出了一套更為貼合真實駕駛的循環法則。
其持續時間1800s(比NEDC多620s),行駛距離23.25km(比NEDC多一倍),最高車速131km/h(比NEDC高11km/h)。
循環共分四個部分,低速、中速、高速和超高速,相比NEDC的城市和市郊工況分類更細致。
 
另外,最最重要的是,NEDC屬于穩態循環,而WLTP屬于瞬態循環。在WLTP循環中,車輛幾乎自始至終一直在做變速運動,這自然更加接近咱們現實世界中開車的情況。
當然,就像前文中所說的一樣,只要是標準化的考核測試,就必然有跡可循。但你也看到了,相比穩態的NEDC循環,想要找出WLTP的規律實在太難了。
即便廠家只針對測試本身做優化,那也幾乎做到了面面俱到,而不只是在單一的某個工況下環保或省油。
這樣一來也達到了政策的真正目的。
此外,除了測試更能反映真實行駛狀況,對排放物數值的要求也高出許多。
 
 
沒有辦法“對癥下藥”,同時及格線又被拉高,整體難度自然提升不少。
3
奧賽:CATC
其實在WLTP之外,早在2015年,中國就啟動了中國工況(CATC)項目。
相比WLTP,中國工況更加針對性地以中國道路實際駕駛情況為理論基礎,同樣也更能真實展現一款車最終的實際排放情況。
在中國工況的數據采集過程中,綜合考慮了人口、汽車保有量、GDP等多項指標以及我國各典型城市、地區地理、氣候特點,最終選擇了41個有代表性的城市,其中包括4個直轄市、27個省會城市以及其他10個重要的典型城市。
對比以全球為基礎的WLTP,中國工況更加具備中國特色,自然也更加能夠反映中國汽車的行駛狀況。
 
好比在WLTP中,超高速工況的占比高達18%,與我國的實際情況相差較大。
研究發現國內超高速行駛僅占8%,因此中國工況將車輛運行區間劃分為低速(37.4%)、中速(38.5%)和高速(24.1%)三個區間。
理論上來說,與中國道路行駛狀況更加吻合的中國工況可以給消費者帶來更具參考性價值的油耗數據。
不過由于WLTP已先行一步作為國六標準的排放測試方法,讓車企再接受一輪CATC的油耗測試,未免太過強人所難,因此中國工況目前只能退而求其次。
無論如何,國六的實行是我國汽車排放法規的一次進步。同時就像開頭提及的那樣,政策是指導廠家技術發展的重要因素。
在未來,我們將看到小排量渦輪增壓發動機的優勢不見蹤影,自然吸氣重新被視為研發重點,三缸發動機優勢聊勝于無,PHEV、HEV油耗惡化混合動力配合阿特金森發動機長板顯現,48V成為短期“后NEDC時代”的過渡產物。
 
關鍵詞: 節能
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