燃油耗法规应该唱主角 排放法规来搭戏

封狼居胥

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【卡车之家 约稿】随着时代发展，排放的重要性日益提高，然而作为用户我们不禁要问：为了排放达标会牺牲发动机的动力性和经济性吗？排放和耗油量减少能够兼得吗？未来我们在油耗上会有什么样的发展趋势？下面小编将一一为您解答这些问题。

▎什么是燃油耗法规

燃油耗法规简单说就是在测试条件下行驶一定里程的耗油量。

表1：半挂牵引车燃料消耗量限值

为什么实行油耗法规？一是因为19世纪70年代的石油危机带来的后续影响；二是因为中国是富煤少油，现在石油对外依存度日益严重，截止到2017年，我们石油对外依存度高达67.4%；三是促进公平，对大排量的乘用车收取高油耗费用，排量越大费用越高，自然资源是属于我们全体公民的，人人都有资源的使用权，不能因为有钱就能占用过多的资源，体现了我们社会主义属性，也具有社会资源调节属性。

中国油耗法规始于2004，率先在个人乘用车领域发布了，并且随着新能源汽车的异军突起，燃油耗法规未来还会加严。

在这种情况下，工业和信息化部于2008年启动了重型车油耗标准GB/T 27840-2011《重型商用车辆燃料消耗量测量方法》及行业标准QC/T 924 – 2011《重型商用车辆燃料消耗量限值（第一阶段）》。

在一定程度上说，排放会影响燃油经济性，或者说影响动力性。排放对经济性影响是多方面的，既有减少燃油消耗、提高效率的一面，但又有增加油耗、降低经济性的一面。

▎排放对油耗积极的一面

众所周知，柴油发动机的排气污染物有一氧化碳、碳氢、氮氧化物和微粒。针对上面这些污染物都有特定处理措施，在发动机效率方面最有利的技术是高压共轨。

图1：高压共轨示意图（来源：网络）

高压且能精准喷射是能提高效率、经济性的根本原因。正是因为高压喷射，使得发动机缸内雾化效果变好，在短时间内能够形成更多的可燃混合气，燃烧更加充分，发动机效率自然就会提升。在使用机械泵和电控泵喷射时，不得不考虑控制的精准性、响应性，还有喷油压力的稳定性。

在使用高压泵时，压力不稳定，实际喷油量不能够精确把握。高压共轨的应用不但能够解决排放问题更是使得柴油燃烧效率提高。实际喷雾液滴直径的减小，燃烧速度提高，燃烧定容性提高，燃油在缸内的做功能力也就提高了。

▎排放对油耗消极的一面

随着法规的加严，发动机不得不加上各种后处理。从废气再循环EGR到催化氧化器DOC，再到微粒捕集器DPF，以及SCR系统，这些后处理设备的添加使得排气阻力急速攀升，发动机在排出废气时所做的负功也就增加，有效功减少。

具体来看，EGR的引入，使得缸内废气增加，新鲜空气的减少，必然使得柴油燃烧不完全、不充分。若是EGR控制不好，则会产生大量的黑烟，排放急剧恶化。引入废气，使得燃烧不剧烈，发动机的缸内最高温度没那么高，从发动机循环的角度说就是温度的上限值降低了，做功效率随之降低了。

图2：EGR冷却器（来源：网络）

EGR引入缸内时需要对废气进行冷却，然而这种冷却是发动机的额外负担。

这种负担一是使发动机的散热功率增加，相应的飞轮端的有效输出功就降低了；二是发动机的热负荷增加，若是散热做的不好，使得发动机的低温增加。在这种情况下发动机缸内最高温和最低温的差减小，发动机效率降低。

相比于EGR，后处理装置主要体现在排气阻力上。这部分阻力是无法忽略的，是设计研发中的重点项目。

图3：DPF堵塞（来源：网络）

在正常使用中，发动机在做功行程还未完全结束时就打开排气门，这主要是为了使得缸内有一个较大的排气压力，能够更好的将缸内废气排尽。

在没有后处理装置时，排气门已经是提前打开，随着后处理装置的添加，阻力增加，排气损失势必进一步增加。

在后处理装置中，DPF是要重点关注的，这里面涉及到微粒捕集器的再生。

随着发动机使用时间的增加，微粒捕集器中捕捉的微粒沉积增加，这里面的气流通道变窄，最终发展成堵塞。这时就要再生，将这些微粒“烧掉”，或者氧化掉。再生之后的微粒捕集器DPF，发动机功排气阻力下降，效率增加。

尿素还原SCR系统对发动机的效率和功率影响不大。有影响也是尿素泵上的效率损耗，对于功率而言可能是因为SCR系统故障，ECU发出信号使得发动机限扭矩和限功率。

限值发动机的功率主要是为了让用户处理后处理系统的故障，也算是一个功能性设计。

图4：SCR灯和尾气故障灯亮起（来源：卡车之家）

发动机采用车载诊断系统OBD，采集后处理故障，而后处理故障主要来自于SCR，这种“惩罚性”的故障，其目的还是为了降低排放。一旦限扭、限功率其发动机效率自然也就下降了。

▎排放和油耗的总结

无论未来发动机怎么发展，一定是依照排放法规尽量节能、省油。排放法规和节能的优先级有没区别呢？本质上讲是没有区别的，两者都是为了产品上市和赢得用户。

由于近年来排放法规的持续升级吸引了绝大部分注意力，但是决不能认为最终目标是为了排放，更重要的是燃油耗法规，实现能源的更高效利用。

在排放法规进行到国六阶段时，在想有进一步的减排已经是非常困难，在可以预见的未来，一定是燃油耗法规“唱主角”。即使油耗法规“唱主角”，也不可能少了排放法规“搭戏”。排放和油耗合力才能唱出好戏。（文/卡车之家特约作者：封狼居胥）

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