（动力机械及工程专业论文）汽车燃料经济性试验方法与评价体系.pdf

武汉雌t i 人学颁十学位沦文 摘要 城市交通带动了城市经济、社会的发展，改善了人们出行机动化水平，但也 带来了一系列的负面作用，能源过多消耗、环境污染、交通事故增加、土地资源 的大量使用。因此在城市交通发展问题上，不是要不要发展的问题，而是如何发 展，如何对城市交通的负面效应从时问和空间上做出一定的约束，规范城市交通 发展的问题。 无论是从能源安全还是从控制温室气体排放，促进汽车新技术使用等多种角 度来看，制定系统的、与中国路况及国内在用车技术水平相适应的油耗评价体系 将是非常必要和刻不容缓的任务。本文以此为出发点，通过对国内在用车的油耗 情况调查分析，多角度展现了国内在用车的油耗分布情况。为使用户更加直观的 了解车辆的油耗节能状况，本文在综合两种油耗评价指标的基础上，对车辆的节 能性进行了一个等级划分，并把相应的等级进行评星，这一种通俗化的做法将使 用户更加直观了解车辆的节能性。另外，本文在车辆油耗性能的各种影响因素上 面也做了较为全面的分析和实验，尤其是空调对油耗的影响，通过浮现美国s c 0 3 标准规定的空调打开状态下的热负荷模拟实验，比较了丌空调和关闭空调下不同 行车工况下的油耗，阐述了空调对油耗的影响。 城市交通系统中的汽车燃油消耗是一个系统而复杂的问题，汽车燃油消耗不 仅与汽车性能有关，还与城市道路与交通状况、燃油消耗的评价方法密不可分。 论文先阐述了各国在汽车燃油经济性方面所执行的标准体系和和对应的试验工 况，并进行了相应的比较。以及各种不同评价指标之间的相互关系也作了分析。 再此基础上分析了车辆燃油消耗的影响因素和测量方法，然后根据中国汽车技术 研究中心多年对轻型车的排放测试结果按照碳平衡原理推算出车辆的油耗情况 并进行统计分析，提出了车辆燃油经济性能的评价方法，并据此把车辆划分为4 个等级。最后通过已提取的天津工况数据在转鼓试验台测试出天津工况的油耗情 况，并作了相应的道路试验与之对比。 关键词：汽车，测试工况，影响因素，评价体系，油耗经济性 武汉胖r 大学硕1 ：学位论文 a b s t r a c t i tg o e sw i t h o u ts a y i n gt h a tt h eu r b a nt r a n s p o r t a t i o nb r i n g sf o r t ht h eu r b a ne c o n o m y a n ds o c i a ld e v e l o p m e n t ，i m p r o v e sp e o p l e sm o b i l i t y b u tt h e r ee x i s ts o m en e g a t i v ee f f e c t s w h il ew es h o u l d p a yc l o s e a t t e n t i o nt o t h e s e n e g a t i v e e f f e c t si n c l u d ee n e r g y c o n s u m p t i o n ，e n v i r o n m e n tp o l l u t i n g ，t r a f f i c a c c i d e n t s i n c r e a s i n g ，e t c s o t h eu r b a n t r a n s p o r t a t i o nd e v e l o p m e n tc o n c e r n si sn o tw h e t h e ro rn o tw es h o u l df o s t e rt h ev e h i c l e t r a n s p o r t a t i o nd e v e l o p m e n t ，b u th o wt od e v e l o pi t ，h o wt or e g u l a t et h ed e v e l o p m e n tw h i l e r e s t r i c t i n gi t sd i s a d v a n t a g e si nr e a s o n a b l es c o p e w h e t h e rf r o me n e r g ys e c u r i t yo rt h ec o n t r o lo fg r e e n h o u s eg a se m i s s i o n sa n dp r o m o t e t h eu s eo fn e wt e c h n o l o g y ，a n do t h e rp o i n to fv i e w ，t h ed e v e l o p m e n to ft h ef u e l c o n s u m p t i o ne v a l u a t i o ns y s t e m ，c o r r e s p o n d i n gw i t ht h ec h i n e s er o a dc o n d i t i o n sa n dt h e d o m e s t i cc a rt e c h n o l o g y ，w i l lb ev e r yn e c e s s a r ya n du r g e n t f o rt h i sp u r p o s e ，t h r o u g ht h e c a r sf u e lc o n s u m p t i o ni nt h ed o m e s t i cs u r v e ya n a l y s i s ，m u l t i - a n g l es h o w st h ec a r sf u e l c o n s u m p t i o ni nt h ed o m e s t i cd i s t r i b u t i o n t om a k eu s e r sm o r ei n t u i t i v eu n d e r s t a n d i n go f t h ef u e lc o n s u m p t i o no fe n e r g y - s a v i n gv e h i c l e ss i t u a t i o n ，b a s i n go nt w oc o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o no ff u e lc o n s u m p t i o ni n d i c a t o r s ，t h ec l a s s i f i c a t i o no ft h ev e h i c l e sf u e le c o n o m y a n dg r a d i n go ft h ec o r r e s p o n d i n ga s s e s s m e n ts t a r s ( o nt h ec - n c a ps t a ri n s p i r e d ) a p o p u l a r i z a t i o n o ft h i sa p p r o a c hw i l la l l o wu s e r sm o r ei n t u i t i v e u n d e r s t a n d i n g o f e n e r g y s a v i n g v e h i c l e s i n a d d i t i o n ，m a k e am o r e c o m p r e h e n s i v ea n a l y s i s a n d e x p e r i m e n t a lo nf a c t o r s ，i m p a c t i n gv e h i c l ef u e lc o n s u m p t i o n ，e s p e c i a l l yt h ei m p a c to fa i r c o n d i t i o n i n go nf u e lc o n s u m p t i o n ，t h eu n i t e ds t a t e st h r o u g ht h ee m e r g i n gs t a n d a r d sf o r a i r c o n d i t i o n i n gs c 0 3o p e n i n gu n d e rt h eh e a tl o a ds i m u l a t i o ne x p e r i m e n t s ，c o m p a r e d o p e na i r c o n d i t i o n i n gw i t ha i r - c o n d i t i o n i n gs h u td o w nu n d e rd i f f e r e n tt r a f f i cc o n d i t i o no f f u e lc o n s u m p t i o n ，d e s c r i b e dt h ei m p a c to fa i rc o n d i t i o n i n go nf u e lc o n s u m p t i o n v e h i c l ef u e lc o n s u m p t i o ni sas y s t e m a t i ca n dc o m p l i c a t e da s p e c ti nt h eu r b a n t r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s o m eo fi ta t t r i b u t e st ot h ec h a r a c t e r so fv e h i c l e ，o t h e r sr e l a t e st ot h e r o a da n dt r a f f i cc o n d i t i o n ，s t i l lo t h e r ss e e mt os t r e s st h ee v a l u a t i o nm e t h o d so fi t f i r s t l y , d e s c r i b ef u e le c o n o m ys t a n d a r d sa n dt h ec o r r e s p o n d i n gt e s ta n dr u n n i n gc y c l e ，m a k e c o r r e s p o n d i n gc o m p a r i s o n m a d ee v a l u a t i o no fv a r i o u si n d i c a t o r so ft h er e l a t i o n s h i p o n t h eb a s i so ft h i s a n a l y s i so ft h ei m p a c to fv e h i c l e f u e lc o n s u m p t i o nf a c t o r sa n d m e a s u r e m e n tm e t h o d ，a c c o r d i n gt oc h i n aa u t o m o t i v et e c h n o l o g ya n dr e s e a r c hc e n t e r o nt h el i g h tt r u c ke m i s s i o n st e s tr e s u l t s i na c c o r d a n c ew i t ht h ep r i n c i p l e so ft h ep r o j e c t e d v e h i c l ef u e lc o n s u m p t i o na n ds t a t i s t i c a la n a l y s i so ft h es i t u a t i o n ，t h ep r o p o s e dv e h i c l ef u e l e c o n o m i cp e r f o r m a n c ee v a l u a t i o nm e t h o d ，a n da c c o r d i n g l yt h ev e h i c l ei sd i v i d e di n t o f o u rg r a d e s f i n a l l y ，t h et i a n j i nr u n n i n gc y c l ee x t r a c t e d ，a n dt h ef u e lc o n s u m p t i o no f t i a n j i nt e s t e di nd r u mb e d ，a n dc o n t r a s t e dw i t ht h er o a dt e s t k e yw o r d s ：a u t o m o b i l e ，t e s tc y c l e ，a f f e c tf a c t o r s ，a p p r e c i a t es y s t e m ，f u e lc o n s u m p t i o n 独创性声明 本人卢明，所呈交的论文是本人在导师指导卜进行的研究i ：作及取得的研究成果。尽 我所知，除了文中特别加以标注利致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰弓过 的研究成果，也不包含为获得武汉理 ：大学或其它教育机构的学位或证j 弓而使用过的材料。 与我一同上作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢 意。 签 关于论文使用授权的说明 r 。气 本人完全了解武汉理一r 大学有关保留、使川学位论文的规定，即学校有权保留、送交 论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用 影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后戍遵守此规定) 签名磕霉垒导师签名 武i 艾胖- e 大学硕 j 学仃沦文 第1 章绪论 上世纪七十年代中期以前，世界各国还没有强制执行的汽车油耗法规或标 准。1 9 7 3 年中东石油危机后，世界石油价格飞涨。此外，石油资源的逐渐枯竭， 也威胁到人类长远的正常生活。许多工业发达国家同时也是石油主要进口国， 他们进口的石油有相当大的部分消耗在汽车上，从能源的安全性考虑，如果不 控制汽车的油耗，他们的经济发展可能会受控于石油出口国。于是1 9 7 5 年美国 政府首先颁布了能源保护法和能源政策，并制订了1 9 7 8 - 1 9 8 5 年控制汽车燃油 消耗量的法规，成为世界上第一部强制执行的汽车油耗法规i 。 上世纪八十年代以来，世界各国开始关注温室效应引起的全球范围的气候 变暖。二氧化碳( c 0 2 ) 是造成温室效应的主要因素，各种温室气体中c 0 2 约分 担了5 0 的责任，而汽车排放的c 0 2 约占c 0 2 总排放量的7 ，但工业发达国 家汽车排放的c 0 2 约占该国c 0 2 总排放量的3 0 - 4 0 。 1 9 9 2 年世界环保大会要求各工业发达国家在2 0 0 0 年排放的c 0 2 总量维持在 1 9 9 0 年的水平，京都协议书则要求工业发达国家在1 9 9 0 年基础上再进一步降低。 由于汽车的燃油消耗量与c 0 2 的排放量有直接关系，于是，油耗法规的意义不 单是能源问题，还联系到c 0 2 的降低问题。 1 1 国内外汽车燃油经济性标准 全世界许多国家和地区的经验证明，机动车燃油经济性标准是控制交通领 域石油需求和温室气体排放最有效的工具之一。尽管在过去的2 0 年中美国在轻 型车燃油经济性标准方面停滞不前，但世界上其他国家和地区，尤其是欧盟、 r 本，以及我国和美国加州，在不断向前发展，制定了新的或加严的温室气体 排放标准或燃油经济性标准1 2 _ j 。 直接比较不同国家和地区的机动车标准比较困难。机动车燃油经济性标准 可以通过多种方式表达，包括基于机动车燃油消耗量的数值标准( 比如百公里 油耗，l l o o k m ) 和燃油经济性( 比如每加仑燃油行驶英罩数，m p g ，或每升燃 油行驶公里数，k m l ) 。尽管机动车温室气体排放标准( 用每行驶1 英早排放温 室气体量，g m i l e ，或每行驶1 公旱排放温室气体量，g k m ) 并不是设计用柬直 接控制石油消耗，但其对机动车燃油使用效率有直接的影响。 武汉理1 _ 大学侦十学仲i = 仑文 表卜1 世界各地推动节油4 1 辆的措施 提高燃油经济性方案措施形式国家、地i 叉： 数值标准：每加仑行驶英里数，每升 i 驶火国、日本、加拿大，澳大利业、中 燃油经济性标准 公里数或百公里油耗国、台湾、南韩 温室气体排放标准兜每公里或克每英里欧盟、火国加州 高额燃油税燃油税至少比原油基价高50 欧盟、日本 基丁发动机尺寸、效率及二：氧化碳排放实 财政补贴欧盟、日本 施税务减免 研发项目为特殊技术及替代燃料技术提供补贴美联邦、日本、欧盟 经济处罚高油耗税艾联邦 技术要求及目标要求销售零排放车辆荚国加州 加州、弗古尼业州及其它州( 混合动 交通控制措施允许混合动力使用h o v 通道，禁止s u v s 力使用h o v 通道) ，巴黎( 禁l ls u v ) 注：本表所列措施并f i 包括所有措施 全世界有9 个国家和地区已经建立或提交了机动车燃油经济性标准或温室 气体排放标准，这些国家和地区包括了大多数发达国家，例如美国、欧盟、日 本、加拿大和澳大利亚。由于各种不同历史的、文化的和政治的原因，不同国 家和地区选择建立了不同的燃油经济性或温室气体排放标准。这些标准严格程 度各不相同，这表现在这些标准的形式和结果，机动车燃油经济性或温室气体 排放水平的测量，即测量方法，还表现在不同的执行要求，比如强制或是自愿。 表卜2 全世界机动车燃油经济性和温室气体排放标准n 1 国家地区类犁单位对象测最方法执行要求 美国燃油 m p g 小汽车和轻型膏车英国c a f e 强制 欧盟c 0 2 g k m所有轻型车队 欧盟n e d c 白愿 日本燃油k m l 按重最区分 日本1 0 - 1 5强制 中国大陆燃油 l 1 0 0 - k m 按重景区分欧盟n e d c强制 加州温室气体 g m i l e 小汽车和1 类及2 类轻型 车美国c a f e强制 加拿大燃油 l 1 0 0 一k m 小汽车和轻掣 车美国c a f e白愿 澳大利旺燃油 l 1 0 0 一k m 所有轻型车队欧盟n e d c自愿 台湾、南韩燃油k m l发动机大小火国c a f e强制 1 1 1 美国 5 , 4 7 1 1 9 7 3 年石油危机直接导致美国国会通过了能源政策和节约储备法案 ( 1 9 7 5 ) ，以达到消减美国对进口石油的依靠。这个法案包括了c a f e 项目的建 立，该项目要求汽车生产厂商在美国销售的轻型乘用车达到一定的销售额权重 平均的燃油经济性标准。 c a f e 项目区分了乘用车和轻型卡车，这两者分别有自己的标准限值。乘用 武汉理i ：大学硕十学何论文 车的c a f e 标准限值自1 9 8 5 年以来一直没有改变，始终维持在2 7 5 m p g ( 然而， 上世纪8 0 年代术由于汽车生产商的请求，标准甚至倒退了几年) 。轻型卡车的 标准最近从2 0 0 4 年的2 0 7 m p g 提高到了2 0 0 5 年的2 1 o m p g ，2 0 0 6 年的2 1 6 m p g 和2 0 0 7 年的2 2 2 m p g 。其中燃油经济性标准发展历史及乘用车和轻型卡车及整 个轻型车车队分别对应的实际燃油经济性平均值。图1 - 1 显示自1 9 8 8 年以来车 队平均c a f e 燃油经济性一直在下降。 针对乘用车的c a f e 标准还存在一些特例。第一，这些标准仅仅适用于负 荷当重小于或等于8 5 0 0 磅的车辆；第二个值得注意的例外就是c a f e 标准为替 代燃料汽车和双燃料汽车提供了燃油经济性计算的特别处理方法。替代燃料汽 车的燃油经济性通过其燃油经济性( 等效于每加仑汽油或柴油行驶罩程) 除以 0 1 5 得到。 公司平均燃油经济性( c a f e ) 的计算： 汽车燃油经济性：f e ；1 ( 0 5 5 m p g 城市+ 0 4 5 m p g , 公a ) ； 所有实验车的燃料经济性被确定后，用以下公式计算销售加权后的燃料经济性。即 为共同平均燃油经济性c a f e ： c a f e ：汽车厂小客车( 或轻型车) 销售总量( y 销售；，e ；) ； 。 式中：i = l n ，代表汽车种类。 图卜1c a f e 标准与乘川车及轻型卡车实际燃油经济性对比睛1 武汉理1 一大学硕十学位论文 1 1 2 加州 表1 3 美国汽年燃油经济性的标准限值( m p g ) l ig h tt r u c k s y e a rc a r c o m b in e d2 w d4 w d 1 9 7 81 8 1 9 7 91 91 7 21 5 8 1 9 8 02 01 61 4 1 9 8 l2 21 6 71 5 1 9 8 22 41 7 51 81 6 1 9 8 32 61 91 9 51 7 5 1 9 8 42 72 02 0 31 8 5 1 9 8 52 7 51 9 51 9 71 8 9 1 9 8 62 62 02 0 51 9 5 1 9 8 72 62 0 52 11 9 5 1 9 8 92 6 52 0 52 1 51 9 1 9 9 02 7 52 02 0 51 9 1 9 9 12 7 52 0 22 0 71 9 1 1 9 9 22 7 52 0 2 1 9 9 32 7 52 0 4 1 9 9 42 7 52 0 5 1 9 9 52 7 52 0 6 1 9 9 62 7 52 0 7 2 0 0 52 7 52 1 2 0 0 62 7 52 1 6 2 0 0 72 7 52 2 2 2 0 0 82 7 52 2 5 2 0 0 92 7 52 3 1 2 0 1 02 7 52 3 5 2 0 0 2 年，加州立法要求加州空气资源委员会最大限度而且有效的消减加州 机动车温室气体的排放。2 0 0 4 年9 月，加州空气资源委员会批准了该法律草案， 现在j 下处于州立法机构一年的审查期中。如果立法机构没有更改草案，2 0 0 6 年 1 月1 日后该草案将正式成为州法律。标准将对2 0 0 9 车型年乘用车生效。纽约 州、马塞诸塞州、新泽西州、迈阿密州、康涅狄格州、罗德岛州、佛蒙特州和 华盛顿州8 都在考虑采纳加州的该项法律。加拿大也表示出紧跟加州的意向。 这些州以及加拿大和加州一起占据了北美除墨西哥以外销售的所有乘用车中的 大概3 0 。加州空气资源部提交了2 0 0 9 年到2 0 1 2 年生效的短期标准，以及2 0 1 3 4 武；义理t 大学硕 j 学何沦文 年到2 0 1 6 年生效的中期标准。温室气体排放标准将和其他轻型和中型机动车排 放标准一起直接纳入现有的低排放机动车项目。相应的，乘用车和1 类轻型卡 车( p c l d t l ，包括所有乘用车和测试重量小于3 7 5 0 磅的轻型卡车) 将有温室 气体排放车队平均值的要求。第二类是2 类轻型卡车( l d t 2 ) ，指测试重量大于 3 7 5 1 磅，当重小于8 5 0 0 磅的轻型卡车。重量在8 5 0 0 磅到1 0 0 0 0 磅之间的中型 乘用车归于2 类轻型卡车，执行该类的温室气体排放标准。短期标准和中期标 准都将分阶段生效。 且 表1 - 4 加州空气资源委员会通过的标准旧7 1 温室气体排放标准( g m 1 )c a f e 等效标准( m p g + ) 期问年份 p c l d t l l d t 2 p c l d t l l d t 2 2 0 0 93 2 34 3 9 2 7 62 0 3 2 0 1 0 3 0 l4 2 02 9 62 1 2 短期 2 0 1 12 6 73 9 03 3 32 2 8 2 0 1 22 3 33 6 13 8 2 2 4 7 2 0 1 32 2 7 3 5 53 9 22 5 1 2 0 1 42 2 23 5 04 0 12 5 4 中期 2 0 1 52 1 33 4 14 1 82 6 1 2 0 1 62 0 53 3 2 4 3 42 6 8 消减温 室气体排放，这样可以获得排放消减信用额。在早先的信用额计算中，厂商2 0 0 0 车型年到2 0 0 8 车型年之间的车队平均排放将和短期标准在累积的基础上进行比 较。累积排放低于短期标准的生产厂商将获得信用额。情况类似，信用额能够 在逐渐过渡的年份累积，然后用来在过渡年份结束后最多一年内以全值弥补违 规情况，或者在过渡年份结束后的第二年和第三年内以折扣值来弥补违规。 加州空气资源委员会计算得到温室气体排放标准到2 0 2 0 年将减少1 7 的轻 型车队温室气体排放，到2 0 3 0 年则达2 5 。然而按照绝对数值来说，到2 0 2 0 年由于立法导致温室气体排放的减少将小于由于机动车数量和行驶里程增加而 增加的温室气体排放，然后到2 0 3 0 年会稳定在今天的温室气体排放水平。 1 1 3 日本 同本政府为汽油和柴油驱动的轻型乘用车和商用车制定了一系列的燃油经 济性标准，标准限值基于按重量分类的平均燃油经济性。汽油驱动的机动车将 于2 0 1 0 年达标，而2 0 0 5 年是柴油驱动的机动车达标时间。2 0 0 1 年法规进行了 修改以便让汽车生产厂商在某个重量类别积累信用额好于其他的重量类别( 尽 管有很多限制) 。图1 2 说明了燃油经济性标准对汽油机动车改善性能的要求。 武汉理丁大学f i 贞十 位沦文 表1 - 5 日本基于重量分级的汽油乘川车燃油经济性标准 基于最大净币的j j i。动车分级对心级别燃油经济性车队甲均目标值 公斤 磅公里5 t 英里) j h 仑 4 9 9 7 6 41 5 假定机动车构成比例没有变化，这些目标的达到意味着相对1 9 9 5 年车队平 均燃油经济性1 4 6 k m l ，到2 0 1 0 年汽油乘用车燃油经济性将提高2 3 ，柴油车 燃油经济性将提高1 4 。根据日本政府的说明，提高的结果将导致2 0 1 0 年日本 机动车的车队平均燃油经济性达到3 5 5 m p g 。法规也包括没有达标相应的处罚， 但是处罚力度很小。而且，2 0 0 2 年在同本销售的大部分车已经达到了2 0 1 0 年的 标准【8 l 。 ， ： 吕 毫 悉 一 下 o h 将 皿 2 0 1 5 1 0 5 1 1 4 欧洲 ：一一一i 一一一一一一一一f 一一一一一1 一 ： 一2 0 1 0 年r 标值 o 7 0 28 2 7 一一h 一一一- 1 7 6 52 0 1 5 图卜2 基于重量分类的日本汽油乘川车燃油经济性标准 欧洲汽车工业目前承诺通过与欧盟委员会达成的自愿协议来消减乘用车二 氧化碳排放。1 9 9 8 年3 月签订的a c e a ( a s s o c i a t i o nd e sc o n s t r u c t e u r se u r o p 6 e n s d a u t o m o b i l e s ) 协议是一个集体承诺，欧洲汽车生产厂商协会及它的成员承诺 自愿消减在欧盟销售的机动车二氧化碳排放率。特别是这个协议建立了整个汽 车工业在欧洲销售的新机动车的平均机动车排放目标，协议规定到2 0 0 8 年，在 欧洲销售的新机动车要达到每公单行驶排放1 4 0 克二氧化碳的平均目标，并且 6 5 肌， 1 g 一 啾 一 量 一猫质 1 - 叭 武汉理t l 大学颀十学位论文 有可能将该协议延伸到2 0 1 2 年的1 2 0 克二氧化碳每公罩。另外，之自，j 的2 0 0 3 年有一个中期标准范围为1 6 5 1 7 0 克二氧化碳每公里。最近的监测报告显示欧洲 和日本的汽车公司会达到这个目标，而韩国公司落在了后头。 这份协议包括所有成员公司( 宝马、戴姆勒克莱斯勒、菲亚特、福特、通 用、保时捷、标志雪铁龙、雷诺和大众集团) 在欧盟生产和进口到欧盟的车辆。 作为与a c e a 协议的一部分，欧盟委员会1 9 9 8 年开始与韩国公司( 韩国汽车生 产商联合会k a m a 包括大宇、现代、起亚和双龙) 和日本公司( 日本汽车生产 商联合会j a m a 包括大发、本田、五十铃、马自达、三菱、尼桑、斯巴鲁、铃 木和丰田) 展开类似的谈判。j a m a 和k a m a 同意作出类似a c e a 的承诺，但 加入如下变动的事项：( 1 ) k a m a 到2 0 0 4 年才达到2 0 0 3 年中期目标：( 2 ) j a m a 2 0 0 3 年的中期目标范围更宽一些，为1 6 5 1 7 5 克二氧化碳每公里；( 3 ) j a m a 和k a m a 都有额外的一年时间来达到最终的1 4 0 克二氧化碳每公里目标 值。总的来说，自愿协议包括的这些公司销售的所有车辆占据了整个欧盟市场 汽车销售额的9 0 。 根据欧盟成员国数据，2 0 0 2 年a c e a 新车车队的平均二氧化碳排放为 1 6 5 9 k m ( 汽油乘用车为1 7 2 9 k m ，柴油乘用车为1 5 5 9 l o n ，替代燃料乘用车为 1 7 7 9 k i n ) 。这些排放结果与2 0 0 3 年中期目标范围1 6 5 1 7 0 9 c 0 2 k m 保持一致。 与2 0 0 1 年相比，排放降低了1 2 。在承诺的最后阶段，汽车公司需要加倍努力 来达到目标。图1 3 显示了a c e a 成员、j a m a 成员和k a m a 成员在这协议下 相对未来目标值取得的进展。 柴油车销售额的增长使得汽车公司更加容易达到2 0 0 3 年的中期标准，并且 可能为达到2 0 0 8 年最后目标起到重要作用。柴油车占欧盟新车销售比例从1 9 9 0 年的1 4 增加到了2 0 0 3 年的4 4 ，并且到2 0 0 7 年预计将达到5 2 。对柴油车 的强劲需求主要原因是税收激励( 柴油燃料税更低，欧盟有些国家柴油车的进 口税更低) 、高油价( 因为柴油车燃油经济性比相同的汽油车要好大约2 5 ) ， 以及柴油发动机的优异驾驶性能。尽管柴油车的销售使得汽车公司达到2 0 0 8 年 1 4 0 9 c 0 2 k m 目标值进展顺利，但是仅仅依靠销售柴油车来达到2 0 1 2 年的 1 2 0 9 c o z k m 将非常困难。 尽管部分工业界不愿将a c e a 协议拓展到2 0 1 2 年的1 2 0 9 c o ，_ k m 目标，欧 盟委员会最近重申了将平均每辆车二氧化碳排放消减到这个数值的目标。2 0 1 2 年的承诺可能将基于更宽泛的一系列措施，包括税收激励、绿色汽车驾驶激励、 替代燃料等。在从油井到车轮( 生命周期) 优良的排放特征基础上，以天然气 为基础的燃料和生物燃料可能是备选的替代燃料之一。 7 武汉理i ：大学硕十学位论文 雩0 0 - 一欧洲汽乍牛产商联合会 一日本汽车生产商联合会 韩l 日汽y - 生产商联合会 达成协议目标 x 提议目标 1 0 0 。一 年份1 9 9 5 1 1 5 中国 l一l上一一-l一lj一 1 9 9 71 9 9 92 0 0 l2 0 0 3 2 0 0 5 2 0 0 7一一一一 2 0 0 92 0 1 12 0 1 3 图卜3a c e a 协议下的f i 标值和进展情况啪3 中国最近刚通过针对乘用车的新燃油经济性标准以用来调节快速增长的机 动车市场。这些标准的主要目的是减缓中国大陆日益增长的对进口石油的依靠， 但是另外一个目的也是想促进外国汽车生产厂商将能源效率更高的汽车技术带 入中国市场。新的标准将分两个阶段执行：第一阶段从2 0 0 5 年7 月1 日丌始对 新的车型生效，一年后对旧车型生效。第二阶段从2 0 0 8 年1 月1 同对新车型丌 始生效，一年后对旧车型开始生效。 标准【1 0 1 3 j 将乘用车按照重量划分为1 6 类，包括轻于7 5 0 公斤( 约1 5 0 0 磅) 的车辆到超过2 5 0 0 公斤( 约5 5 0 0 磅) 的车辆。标准对自动档和手动档分别制 定了要求，覆盖了小汽车、运动型多功能越野车和多用途货车( 按照欧盟定义 全部归类于m 1 类机动车) 。但是运动型多功能越野车和多用途货车不论它们使 用何种变速箱，都按照自动档乘用车的标准来要求。标准没有制定对商用车和 皮卡的要求。表1 - 6 给出了中国新的燃油消耗量限制标准，包括最高允许燃油消 耗量的限制标准( l 1 0 0 k m ) 或者最低c a f e 等效m p g 限值。图1 4 给出了中国 标准对自动档汽车、运动型多功能越野车和多用途货车最低c a f e 等效m p g 限 值。 中国标准一个显著的特征是为每一个重量级别内的车辆制定了最高允许燃 油消耗量限值，而不是车队平均值。每一种在中国销售的车型都将被要求达到 该车型所在重量级别内的标准要求。标准体系没有包括一个信用额制度来让达 标车辆弥补未达标车辆。 中国标准被设计成对术端车辆严格，也就是重量比较高的车辆级别对应的 要求要比相对轻一些的重量级别严格得多。这样将鼓励汽车生产厂商在中国大 陆市场生产轻一些的车辆。 8 武汉胖t 大学颁十学f 节论文 表1 6l l 国乘川年最大允许燃油消耗量限值( l l o o k m ) 和最低c a f e 等效m p g 限值 整车整备质犀嫩大燃油t j j 耗罩限值最低燃油经济性限值 基y - n e d ct 况( 1 i o o k m )基丁戈国c a f e 等效( m p g ) 公斤磅第一阶段2 0 0 5第：阶段2 0 0 8第一阶段2 0 0 5第：阶段2 0 0 8 ( k g )丁动白动s u v手动白动s u v于动白动s u v下动自动s u v = 7 5 0 = 1 6 6 7 7 2 7 6 6 2 6 63 6 93 54 2 94 0 3 = 8 6 5 = 1 9 2 27 27 66 56 93 6 93 54 0 93 8 5 = 9 8 0 = 2 1 7 87 78 2 7 7 43 4 53 2 43 83 5 9 = 1 0 9 0 = 2 4 2 28 38 87 583 23 0 23 5 43 3 2 = 1 2 0 5 = 2 6 7 88 99 48 18 62 9 92 8 33 2 83 0 9 = 1 3 2 0 = 2 9 3 39 51 0 18 6 9 1 2 82 6 3 3 0 92 9 2 = 1 4 3 0 = 3 1 7 81 0 11 0 79 29 82 6 32 4 82 8 92 7 1 = 1 5 4 0 = 3 4 2 21 0 71 1 39 71 0 32 4 82 3 52 7 42 5 8 = 1 6 6 0 = 3 6 8 91 1 31 21 0 21 0 82 3 52 2 22 6 12 4 6 = 1 7 7 0 = 3 9 3 31l - 91 2 6l o 71 1 32 2 32 1 12 4 82 3 5 = 1 8 8 0 = 4 i 7 81 2 41 3 1l1 1l1 82 1 42 0 32 3 92 2 5 = 2 0 0 0 = 4 4 4 41 2 81 3 6l1 51 2 22 0 81 9 52 3 12 1 8 ：2 1 0 0 = 4 6 8 91 3 2 1 41 1 9 1 2 6 2 0 11 9 2 2 3 2 1 1 1 。 = 2 2 8 0 = 5 0 6 61 3 71 4 51 2 31 31 9 41 8 32 1 62 0 4 5 5 7 81 5 51 6 41 3 91 4 71 7 11 6 21 9 11 8 1 凹 已 吕 竣 珈 m 母 u 匣 粼 厶 埔 l5 0 02 0 0 02 5 0 03 0 0 03 5 0 04 0 0 04 5 0 0 5 0 0 0 5 5 0 0 整备质量( i b s ) 图i - 4 中国自动档乘j f j 年和s u v s m p v s 燃油经济性标准( c a f e 等效m p g ) 1 2 美、日、欧、中燃油消耗量实验工况 一些国家开发了自己独立的测试方法来测量机动车尾气排放和燃油经济 武 义理t 大学顺十学位论文 性。这些测试方法被其他国家不同程度的采用。测试方法中个关键的因素就 是选择测试工况，理想情况是该工况能够代表该国实际路上机动车行驶状况。 由于机动车尾气排放和燃油消耗水平对机动车行驶状况非常敏感，同样一辆车 在不同国家将表现出完全不同的燃油经济性水平。世界各国和地区主要采用三 种不同的测试工况来决定燃油经济性水平：新欧洲行驶工况( n e d c ) ，同本1 0 1 5 工况，和美国的c a f e 工况。这三个测试工况在平均速度、持续时问、行驶距 离、加速和减速特征，以及启动和停止频率上有很大的不同。所有这些因素都 显著的影响燃油经济性。通常来说，测试工况的平均速度和对应的燃油经济性 正相关。 1 2 1 美国 在1 9 5 0 年美国汽车制造协会交通调查小组针对洛杉矶地区进行行车型态调 查而发展出l a l l m o d e 行车型态，作为测试车辆h c 及c o 等废气排放的依据。 1 9 6 4 年加州机动车辆控制局保留l 一l l m o d e 最后7 个m o d e ，建立l a - - 7 m o d e 行车型态。由于l a - - 7 m o d e 并非真实驾驶于道路上的瞬时型念，因此研究人员 在洛杉矶地区规划一条类似8 字型的路线进行实地测试，建立i _ a - - m o d e 行车 型态。 1 9 6 8 年研究人员延续l a - - 4 m o d e 的研究，删减许多重复部分，使测试距离 由原来的1 2 英里减为7 5 英里，最后于1 9 7 2 年成立联邦测试程序( 兀p 7 2 ) 由 于测试时采用定容取样( c o n s t a n tv o l u m es a m p l i n g ，c v s ) 且为冷启动( c o l ds t a r t ) 因此f r p 7 2 又称为c v s c 【3 , 2 2 】。 图卜5f t p 7 2 行车型态 1 9 7 5 年美国协调研究会研究发现，c v s 前5 0 5 秒的污染排放量并没有显著 的差异，因此保留c v s - - c 循环一次，之后车辆停止运转1 0 分钟，再进行前5 0 5 秒的行车型念，这就是f t p 7 5 。由于f t p 7 5 包含冷车启动与热车启动，因此f r p 7 5 又称为c v s c h ( c o n s t a n tv o l u m es a m p l i n g c o l d ，h o ts t a r t ) 。 1 0 n i _川 川吖m 的 如 加 o 一。【苫一蝥删 武汉耻f j 大学硕十学何论文 美国c a f e 测试工况有两个组成部分：城市道路行驶和高速道路行驶。综 合的c a f e 工况包括5 5 的城市道路行驶和4 5 高速道路行驶。 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 l o 0m 彻矶f 1 t i m e ( s )1 9 83 9 85 9 87 9 89 9 811 9 81 3 9 8 1 5 9 8 1 7 9 8 图1 - 6 美国城市工况( f t p 一7 5 ) ( 单位：x ( s ，秒) ；y ( m p h ，英里d , 时) ) 7 0 图卜7 美国高速道路行驶工况( ( 单位：x ( s ，秒) ；y ( m p h ，英里小时) ) ) 1 2 2 日本 日本于1 9 7 3 年开始采用1 0 m o d e ，其测试方式是以热车启动方式进行，在测 试之前车辆以4 0 k m p h 的速率运行1 5 分钟，之后再进行1 0 m o d e 六次循环行驶， 取后5 次计算油耗量与污染排放量，如下图1 8 所示。 1 9 7 6 年日本开始采用l l m o d e 行车测试程序。l l m o d 为冷车启动模式，测试 车辆于测试前须于室温下停放6 小时后，先做2 5 秒怠速运行，再运行l l m o d e 四次循环运转测试，如下图1 - 9 所示。 同本使用1 0 工况法测量轿车的燃料经济性，从1 9 9 2 年丌始，同本对本国 轿车执行了1 0 1 5 工况法。从1 9 9 3 年开始，对国外的进口轿车也执行了1 0 一 1 5 工况法。1 0 1 5 工况法是在原有的1 0 工况法改进而来的。具体而言，是在 原有的1 0 工况之上，再添加了新的1 5 工况。同本所以采用1 0 一1