國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)即將實(shí)施，車型測(cè)試工況將從國(guó)五的NEDC（新標(biāo)歐洲測(cè)試循環(huán)）切換為WLTC（全球輕型汽車測(cè)試循環(huán)）。據(jù)了解，相同產(chǎn)品在兩種工況下進(jìn)行測(cè)試，燃油消耗情況往往截然不同，有些車型甚至可能無(wú)法滿足試驗(yàn)及法規(guī)要求，因此遭遇暫停銷售或禁售命運(yùn)。
測(cè)試方法變了，考察的重點(diǎn)也變了。這些改變體現(xiàn)在哪些方面？對(duì)汽車零部件技術(shù)有何導(dǎo)向作用？對(duì)于企業(yè)的產(chǎn)品規(guī)劃又將產(chǎn)生怎樣的影響？車輛測(cè)試工況轉(zhuǎn)換可能帶來(lái)的一系列問題，引發(fā)業(yè)界密切關(guān)注。
■ NEDC工況與實(shí)際情況脫軌
不少消費(fèi)者購(gòu)車后都有過相似的疑惑：汽車4S店展廳內(nèi)同款車型貼在前窗的工信部“黃標(biāo)簽”顯示，其在市區(qū)工況下油耗不足8L/100km，但車輛在使用過程中的實(shí)際油耗往往超過10L/100km。其實(shí)，此前工信部標(biāo)識(shí)的車型油耗結(jié)果就是通過NEDC工況測(cè)試方法獲得的。
由于在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，中國(guó)沒有自己的工況標(biāo)準(zhǔn)，所以工信部在排放標(biāo)準(zhǔn)方面借鑒了歐洲曾使用的NEDC工況。它在一定時(shí)期內(nèi)確實(shí)促進(jìn)了我國(guó)汽車節(jié)能和環(huán)保技術(shù)的進(jìn)步，但其自誕生之初就受到外界的質(zhì)疑，因?yàn)樵谶@一套測(cè)試體系中，車輛整體的運(yùn)行工況比較穩(wěn)定。
據(jù)悉，NEDC工況分為市區(qū)工況（City）和市郊工況（Highway）兩部分。市區(qū)工況由四個(gè)市區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)單元組成，即同一過程重復(fù)四次；在測(cè)試過程中最高車速50km/h，平均車速19km/h，每個(gè)循環(huán)時(shí)間為195秒，共行駛4.052km。市郊工況測(cè)試共一個(gè)循環(huán)，平均車速62.6km/h，有效行駛時(shí)間400秒，共行駛6.955km路程。
研究人員在記錄NEDC工況的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并制圖后發(fā)現(xiàn)，車輛在測(cè)試中多數(shù)時(shí)間處于勻速行駛狀況。這種測(cè)試沒有充分考慮市區(qū)交通堵塞時(shí)車輛走走停停的情況，市郊工況更是加速和勻速的測(cè)試，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)維持較好的工作狀態(tài)，因此試驗(yàn)得到的油耗結(jié)果普遍偏低。同時(shí)，NEDC測(cè)試工況中四個(gè)市區(qū)循環(huán)的測(cè)試條件完全相同，導(dǎo)致很多企業(yè)在標(biāo)定發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)有更多的傾向性，即讓車輛在測(cè)試的條件下更多地處在一個(gè)相對(duì)經(jīng)濟(jì)的工況，從而進(jìn)一步加劇了實(shí)際油耗和工黃標(biāo)簽”數(shù)值的偏差。
另外，在NEDC工況下，與同功率輸出的大排量自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)相比，小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)一般能夠?qū)崿F(xiàn)更好的燃油效率及較低的排放，發(fā)揮出自身的優(yōu)勢(shì)。所以，在許多采用這一測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家和地區(qū)，小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸替代自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)成為市場(chǎng)的主流，企業(yè)很大程度上也是為了油耗和排放數(shù)值更“好看”。
然而，實(shí)際交通路況時(shí)時(shí)變化，配裝渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的車型在頻繁變化的工況下，燃油效率要低于穩(wěn)定工況的。這就解釋了為什么“黃標(biāo)簽”的數(shù)值頗為理想，但車主無(wú)論怎么駕駛，車輛油耗都無(wú)法“達(dá)標(biāo)”。這樣一來(lái)，工信部標(biāo)識(shí)的油耗對(duì)于購(gòu)車的參考意義被大打折扣。部分業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，在以NEDC工況為主導(dǎo)的國(guó)標(biāo)條件下，“黃標(biāo)簽”的油耗數(shù)據(jù)不僅不具備參考意義，而且限制了一批實(shí)際使用中不是很耗油的大排量自然吸氣車型。
■ WLTC工況的改變體現(xiàn)在兩方面
事實(shí)上，無(wú)論歐洲的NEDC，還是日本的JC08，其測(cè)試條件均比較單一，在某些工況或在某些特定車型上都會(huì)出現(xiàn)標(biāo)稱與實(shí)際不符的情況。有鑒于此，由日本、美國(guó)、歐洲等地的專家共同制定的WLTC工況登上了世界舞臺(tái)，其特點(diǎn)是在全世界范圍內(nèi)收集真實(shí)的行駛工況數(shù)據(jù)，將車輛通過功率/車重分為三個(gè)級(jí)別（其中目前主要用到的是Class 3b），并針對(duì)不同的時(shí)速，增加城市擁堵工況的比重。
相比于NEDC，WLTC工況的改變主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：車速波動(dòng)大、怠速工況少，而且沒有特別的規(guī)律性；涵蓋更廣的速度區(qū)間，測(cè)試周期也更長(zhǎng)。
WLTC工況中沒有周期性的加速、減速，更好地體現(xiàn)了在不同擁堵程度的路面車速時(shí)快時(shí)慢的情況；而且，由于工況變化沒有周期性，加大了車企在標(biāo)定發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)“耍心眼兒”的難度。另外，相比于NEDC測(cè)試體系，WLTC工況的測(cè)試周期從1180s延長(zhǎng)到1800s，測(cè)試平均速度也從34km/h增至46km/h。相比于NEDC工況四個(gè)最高車速不到50km/h的城市循環(huán)，WLTC更長(zhǎng)的測(cè)試周期和更高的平均速度，明顯更貼近車輛實(shí)際行駛情況，而且更廣的速度區(qū)間對(duì)車輛綜合性能的考驗(yàn)也更嚴(yán)格。
雖然針對(duì)NEDC工況過于平穩(wěn)的問題進(jìn)行了改進(jìn)，但這并不意味著WLTC工況無(wú)懈可擊，對(duì)于某些實(shí)際情況，它依然存在“盲區(qū)”。據(jù)了解，WLTC工況的測(cè)試方法為按照設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)加速后再減速，并且在一些減速的工況中摻雜再加速的情況。雖然看起來(lái)比較合理，但其加速度并不大，所以與日常駕駛依然存在一些偏差。比如，用25秒從靜止將車速提升到45km/h，其實(shí)已是相當(dāng)漫長(zhǎng)的加速過程。我們?cè)谌粘Ｓ龅降膶?shí)際情況是，駕駛員很可能在10秒左右就已將車速?gòu)撵o止提升至60km/h了。
另?yè)?jù)介紹，WLTC工況中大部分時(shí)間的車速要比NEDC工況高許多，但由于平均車速較高，有利于節(jié)省燃油，所以理論上來(lái)說(shuō)WLTC工況所得出來(lái)的油耗結(jié)果仍然偏低。但即便如此，相對(duì)于NEDC而言，WLTC工況得出的數(shù)據(jù)仍具有更大的參考意義。
■ 企業(yè)技術(shù)路線或?qū)⒄{(diào)整
工況的變化給消費(fèi)者帶來(lái)了福音，因?yàn)闃?biāo)識(shí)油耗的參考意義更大了。但對(duì)于車企而言，工況的切換可謂“牽一發(fā)而動(dòng)全身”。在愈發(fā)嚴(yán)格的油耗法規(guī)和排放標(biāo)準(zhǔn)之下，不少企業(yè)壓力陡增。據(jù)悉，在已施行WLTC工況的歐洲市場(chǎng)，許多在新工況下無(wú)法達(dá)標(biāo)的車型不得不退出市場(chǎng)。比如，大眾部分車型因排放不達(dá)標(biāo)而被暫停銷售；寶馬也因?yàn)樾聵?biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，停止旗下M3車型的銷售。
除了以上這些可見的影響外，WLTC工況還將產(chǎn)生更為深層次的影響，且它們不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)顯現(xiàn)。比如前文有所提及，NEDC工況的特性，在很大程度上促成了此前小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)走熱。而在WLTC工況下，小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)恐怕會(huì)“降溫”，大排量自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試結(jié)果反而更接近實(shí)際情況。事實(shí)上，業(yè)界已有人提出，這是否意味著被束之高閣的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)將迎來(lái)新的機(jī)遇，而小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)將被“雪藏”？
一家主流自主品牌車企的發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)專家認(rèn)為，工況切換至少表明，不能一味地追求小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)了。“小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于平穩(wěn)工況，但切換到WLTC工況后，相關(guān)車型的測(cè)試結(jié)果可能還不如同功率的大排量自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)?！边@位不愿具名的企業(yè)人士說(shuō)。不過，他同時(shí)表示，不應(yīng)否定渦輪增壓技術(shù)對(duì)汽車行業(yè)的貢獻(xiàn)，其為輕量化和小型化提供了發(fā)展思路，未來(lái)技術(shù)路線很可能是并行的，而非取代關(guān)系。
其實(shí)，無(wú)論渦輪增壓還是自然吸氣技術(shù)，都存在發(fā)展瓶頸?！白匀晃鼩獍l(fā)動(dòng)機(jī)要想增大功率只能通過兩種方法，即加大排量和提高轉(zhuǎn)速。但提升轉(zhuǎn)速到一定程度后，其活塞連桿往復(fù)慣性、零部件摩擦阻力、進(jìn)氣系統(tǒng)負(fù)壓等部分的內(nèi)耗都會(huì)明顯提升，所以提升轉(zhuǎn)速是有瓶頸的?！逼囆袠I(yè)資深專家唐志軍說(shuō)。從這個(gè)角度出發(fā)，外界就不難理解寶馬為何放棄此前多年堅(jiān)持的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)投渦輪增壓陣營(yíng)了——因?yàn)闇u輪增壓技術(shù)在當(dāng)時(shí)的條件下有更大的潛力可挖。
渦輪增壓技術(shù)讓發(fā)動(dòng)機(jī)以更小的排量、更小體積和更輕的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了更高的功率和更大的扭矩，但渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗相比自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，并沒有實(shí)質(zhì)性改善。企業(yè)要達(dá)到乘用車平均油耗2020年降至5L/100km以下的目標(biāo)，僅靠?jī)?nèi)燃機(jī)的優(yōu)化難以實(shí)現(xiàn)，未來(lái)渦輪增壓、自然吸氣、混合動(dòng)力等技術(shù)將并存。
行業(yè)視點(diǎn)
上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院內(nèi)燃機(jī)研究所教授呂興才
工況僅是評(píng)價(jià)手段 技術(shù)進(jìn)步必不可少
我讀到一些新聞報(bào)道或研究報(bào)告，內(nèi)容是：對(duì)比某一款發(fā)動(dòng)機(jī)或某一項(xiàng)具體技術(shù)，在兩種測(cè)試工況下的表現(xiàn)。這是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模驗(yàn)橛糜邢薜脑囼?yàn)和小樣本數(shù)據(jù)，得出某一結(jié)論并不科學(xué)。從本質(zhì)上說(shuō)，NEDC更側(cè)重于穩(wěn)態(tài)工況，WLTC更注重瞬態(tài)和過渡工況，它們無(wú)法直接進(jìn)行比較,我們也無(wú)法評(píng)價(jià)兩類循環(huán)工況本身對(duì)油耗和排放的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)始終朝著低油耗和低排放方向發(fā)展，油耗法規(guī)和排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展亦是如此，測(cè)試工況僅僅是評(píng)價(jià)的一種手段。
事實(shí)上，國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)引入顆粒物濃度限制是最大的變化。發(fā)動(dòng)機(jī)小型強(qiáng)化及直噴技術(shù)可以提高燃油經(jīng)濟(jì)性，得到了業(yè)界的公認(rèn)，但如果要達(dá)到顆粒物濃度限制標(biāo)準(zhǔn)，直噴發(fā)動(dòng)機(jī)比較“吃虧”，還需采取其他技術(shù)措施。目前，不同的技術(shù)方案很難同時(shí)兼顧油耗、氣體排放、顆粒物排放和動(dòng)力性的要求，都是各種措施一起上才能解決問題。而針對(duì)顆粒物濃度的應(yīng)對(duì)方案是提高噴射壓力，加顆粒捕集器，但這會(huì)帶來(lái)其他工程問題，講起來(lái)比較復(fù)雜。
總而言之，與其推斷工況切換將帶來(lái)哪些變化，不如說(shuō)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)油耗、排放的要求越來(lái)越高，企業(yè)必須采取相應(yīng)的措施。無(wú)論采用什么測(cè)試工況，技術(shù)進(jìn)步都必不可少。
博格華納相關(guān)技術(shù)人員：WLTC工況對(duì)技術(shù)發(fā)展提出更高要求
相比NEDC，WLTC工況下車型的平均速度、最高速度、最大加速度等都有提升，使被檢測(cè)產(chǎn)品的負(fù)荷增大、油耗增加。與此同時(shí)，WLTC怠速比例大幅下降，削弱了怠速啟停和混合動(dòng)力等技術(shù)的節(jié)油效果。WLTC工況可能促使發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)從一味小型化向?qū)ふ疫m中尺寸過渡。未來(lái)，我認(rèn)為，1.5L~2.0L排量發(fā)動(dòng)機(jī)需求將占乘用車產(chǎn)品主流。
WLTC工況對(duì)于整車標(biāo)定的瞬態(tài)工況要求更高，瞬態(tài)過程油耗和排放占整個(gè)運(yùn)行區(qū)間的比例更大。因此，減少大負(fù)荷和外特性的加濃必不可少，而在NEDC工況下，整車企業(yè)不太關(guān)心這方面的情況。
怠速啟停、48V微混等技術(shù)在WLTC工況下的節(jié)能效果將被弱化。在我看來(lái)，未來(lái)的標(biāo)桿動(dòng)力總成既要上增壓，也要有米勒循環(huán)，還要附帶微混系統(tǒng)。另外，不能簡(jiǎn)單說(shuō)NEDC工況促成了小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。渦輪增壓為發(fā)動(dòng)機(jī)小型化、輕量化提供了一條適應(yīng)技術(shù)需求的可行之路，以后還會(huì)繼續(xù)發(fā)展。
從技術(shù)發(fā)展的層面說(shuō)，由于WLTC對(duì)瞬態(tài)工況和平均車速的增加，我認(rèn)增程式混合動(dòng)力可能更適用。專用于增程式混合動(dòng)力的高效發(fā)動(dòng)機(jī)（如馬自達(dá)的均質(zhì)壓燃技術(shù)）將迎來(lái)較好的發(fā)展前景。48V混動(dòng)系統(tǒng)可能會(huì)向高壓混動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展，而發(fā)動(dòng)機(jī)將向深度阿特金森-米勒循環(huán)發(fā)展，減小瞬態(tài)運(yùn)行需求?！ 〗Y(jié)合RDE（真實(shí)排放測(cè)試）循環(huán)，發(fā)動(dòng)機(jī)要在保證功率的同時(shí)，增加排氣溫度以降低高速加濃區(qū)間，改善實(shí)際道路排放和油耗。對(duì)于渦輪增壓器和排期歧管而言，需要耐受1050℃高溫，對(duì)材料和隔熱也提出了更高要求。（張海天）
(責(zé)編：王晴、胡挹工)
