轻型汽车燃料消耗量通告 数据来源及汽车燃料消耗量试验方法
陈松林
[摘 要]随着我国汽车保有量的增高，我国的汽车燃料消耗也越来越大。运用汽车工程相关理论，对我国轻型商用车燃料消耗量的公告试验方法进行相关分析计算，通过分析试验人员，试验车辆、试验环境和实验设备这些因素对轻型汽车燃料消耗量实验结果的影响，来评估燃料消耗量试验结果的不确定度，并且提出合理的计算方法，用来计算合理的置信区间。
[关键词]轻型；商用车；燃料；消耗
中图分类号：R447 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0126-01
引言
目前我国的汽车保有量逐年增加，城市交通也越来越拥堵，汽车燃料消耗量在中国石油消耗总量中的比重也越来越高。为了能够减轻目前我国面临的能源压力，针对轻型商用车，我国也公布了相应的汽车燃料消耗量试验方法。该试验方法能够让不同的车辆得到公平有可比性的结果，但是其结果也有着一定的不准确性。本文通过分析试验人员，试验车辆、试验环境和实验设备这些因素对轻型汽车燃料消耗量实验结果的影响，来评估燃料消耗量试验结果的不确定度，并且提出合理的计算方法，用来计算合理的置信区间。
1轻型汽车燃料消耗量的试验方法
根据刚公布的《轻型汽车燃料消耗量试验方法》，轻型汽车燃料消耗量试验一般把车辆固定于地盘的测功机，同时根据车辆的整备质量将测功机的加载阻力设置好，试验的司机根据要求和提示完成模拟，通常是市区和市郊工况的模拟，模拟的同时完成对汽车排气的取样，将稀释的排气和空气收入气袋，之后整个过程的CO2，CO和HC等气体的排放量由汽车排气取样分析系统完成分析，与之匹配的电脑系统直接可以显示计算得到的汽车燃料消耗量试验结果。
这个汽车燃料消耗量试验系统十分复杂，有很多因素都可以对它的结果产生影响，根据它的计算公式和实际使用中的经验来看，主要有这些因素：包括排气容积、排气污染物的校正浓度、大气压力、取样分析系统、试验人员，试验车辆、试验环境和设备仪器等。
2不确定度的分量
2.1确定度评定A
排气容积、排气污染物的校正浓度、大气压力、取样分析系统、試验人员，试验车辆、试验环境和实验设备等因素对于试验结果能够产生不同程度的影响，但是无法使用准确的数字公式去计算，所以将这些因素归类，统一称作重复性因素，也不再需要计算各个因素导致的不确定度，可以直接进行汽车燃料消耗量试验不确定度A类评定。
试验人员因素：试验车辆起始的位置不一样，能够直接导致地盘测功机道路模拟的阻力不同，进一步影响试验结果。试验司机通过他们各自的驾驶操作来加速踏板，踩踏礼盒、制动踏板、变速器等驾驶动作，在这些过程中驾驶习惯的不同都会影响发动机的燃烧消耗，也会影响最后的汽车燃料消耗量试验结果。
试验车辆因素：试验燃料的不同能够直接导致燃料消耗量试验结果的不同，因此要统一采用标准的试验燃料。试验车辆的多种因素都可以导致最后的结果出现误差，辛烷值可以影响汽油空气混合，蒸气压可以影响汽油挥发，燃料的组分影响燃烧特点，硫的含量大小影响最后的尾气处理，轮胎压力影响车辆负荷，发动机冷却液和机油的温度也都会影响车辆的启动，这些车辆因素都会影响最后的汽车燃料消耗量试验结果。
试验环境因素：试验环境的大气压能够直接导致试验车辆发动机的进气量产生不同，从而影响发动机的燃料燃烧，进而影响最后的试验结果。试验环境的干球温度也会对车辆进气量和尾气处理产生影响，从而影响最后的汽车燃料消耗量试验结果。
设备仪器因素：试验的过程中，车辆的尾气处理系统和发动机的工作温度会受到风机冷却用风量的影响，这样也对最后的试验结果产生影响。汽车发动机的负荷会受到底盘测功机阻力和惯量设置的影响，这样也会影响最后的试验结果。
2.2不确定度评定B
对于安装了汽油机的试验车辆，采用下面的数学公式计算车辆燃烧消耗量：
其中，FC是燃料消耗量，HC是碳氢排放量，CO是一氧化碳排放量，CO2是二氧化碳排放量，D是15℃下燃料密度。
由于在实际测量中，CO和HC的排放量很小，对最后的结果影响不大，因此实际测量时CO2的排放量可以用下面的公式计算：
其中V是校正后的稀释排气体积，Q是CO2密度，C是CO2浓度，d是行驶距离。
通过上面的公式可以看出，燃料消耗量试验结果测量不确定度B类评定的影响因素包括以下几个方面：CO2的校正浓度，稀释排气体积，试验燃料密度，还有行驶距离。
CO2的校正浓度能够根据CO2分析系统直接看出来。分析系统使用标准的气体校正，所以CO2分析系统的误差可能由分析仪本身的误差和标准气体的误差两部分组成。分析仪能够影响气体浓度，标准气体影响分析仪的量点和距点，这些都会影响测量。
行驶距离可以通过底盘测功机的转速乘上时间来计算。时间可以由计算机精准的控制，几乎不会产生误差，所以行驶距离的误差主要是底盘测功机转速的误差引起的。
稀释排气体积可以通过文丘里管流量乘上时间来计算得到，这就需要对三个参数进行校正，试验环境的大气压力、容积泵进口处的真空度和容积泵的稀释排气的温度。由于这三个参数在实际中实时变化，并且计算起来十分复杂，因此很容易给最后的测量带来误差。
试验燃料的密度可以直接用密度计测量出来，而密度计本身的误差也就代表着试验燃料密度的误差。
3不确定度分量的计算
3.1重复测量导致的不确定度
对于不确定度的计算也要根据不同不确定评定等级来划分。A类评定的不确定度，也就是由重复性因素引起的误差采用以下的计算公式：
它的另一个相对标准不确定度的公式如下：。
所以，当计算的时候应该首先确定不确定度评定等级。
3.2分析系统导致的不确定度
如果是分析系统引起的不确定度，主要有两个类型，一是分析仪导致的不确定度，针对这种情况应该根据分析仪的校准证书，来得到CO2分析仪的相对标准不确定度是百分之一，扩展不确定度是百分之二。第二种情况即是标准气体导致的不确定度可以通过标准物质的证书得到CO2标准气体的相对标准不确定度是百分之一。
3.3其他因素的影响
其他因素导致的不确定度也都可以根据各自对应的校准证书得到一些相应的数据，比如底盘测功机转速的不确定度可以通过底盘测功机的校准证书得到，密度计的不确定度可以通过密度计的校准证书得到。
4结论
目前汽车燃料消耗量在中国石油消耗总量中的比重越来越高，我国也公布了相应的汽车燃料消耗量试验方法。本文通过分析试验人员，试验车辆、试验环境和实验设备这些因素对轻型汽车燃料消耗量实验结果的影响，来评估燃料消耗量试验结果的不确定度，并且提出合理的计算方法，可以加大轻型商用车燃料消耗量试验结果的准确度。
参考文献
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