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一、國內排放耐久試驗現狀

為達到國五要求，在我國的綜合使用環境下，包括駕駛習慣和特點、各種道路和路況、氣候環境及燃油品質的影響，綜合評價OBD的綜合技術性能。為此，以某款轎車的數十輛樣車為基礎，進行國五-OBD整車道路耐久試驗技術研究。根據國五中整車耐久性試驗要求，每輛試驗樣車需完成160000km的道路行駛試驗。包括首次3000km磨合后的排放試驗，以后每隔10000km，以固定的間隔檢測汽車污染物排放量直到累計行駛里程達160000km，總計17次里程間隔的常溫下冷啟動后排放污染物排放試驗（以下簡稱“I型試驗”）。完成整個車輛的試驗周期目標時間為64周。根據國五G.5.1.1中I型試驗運轉循環要求，由市區運轉循環和市郊運轉循環組成。其中，市區運轉循環由4個重復單元組成、每個單元由15個工況組成，總計有效試驗時間為780s，平均車速達19km/h；市郊運轉循環由21個工況組成，總計有效試驗時間為400s，平均車速達62.6km/h，最大車速120km/h，最大加速度0.833m/s2。目前為止，污染控制裝置耐久性試驗（以下簡稱“V型試驗”）有3種方法：方法一：汽車底盤耐久試驗轉股試驗。其循環運行過程都應符合圖1運行規范。耐久試驗由自動駕駛儀操作，11個循環組成，每個循環6km。前9個循環按照運行規范正常加速減速，第10個循環以89km/h勻速運行，第11個循環以最大加速度加速到113km/h行駛3km，然后正常制動減速至車輛停止，怠速15s后第二次最大加速度運行。方法二：汽車試驗場跑道運行，人工駕駛，循環規范同上。方法三：城市道路運行，人工駕駛，試驗規范應與跑道上或底盤測功機上所進行的運行規范圖1的內容具有實際上相同的平均車速、車速分布、每千米的停車次數和每千米的加速次數。目前為止，大多數認證試驗都以前兩者方法為主。筆者結合汽車實際運行情況，研究實施了被忽略的、很少采用的第三種方法，城市典型道路耐久試驗方法。結合我國及上海的道路情況，選擇典型路線，制定出相關的試驗規范。

二、OBD和試驗規范的含義

OBD系統將從發動機的運行狀況隨時監控汽車是否尾氣超標，一旦超標，會馬上發出警示。當系統出現故障時，故障燈或檢查發動機警告燈亮，同時動力總成控制模塊（PCM）將故障信息存入存儲器，通過一定的程序可以將故障碼從PCM中讀出。根據故障碼的提示，維修人員能迅速準確地確定故障的性質和部位。試驗規范是試驗過程中遵循的標準，它是為試驗達到良好重復性而制定的準則。在整個試驗過程中必須嚴格按照試驗規范運行，否則試驗結果則沒有意義。

三、技術策劃

對試驗汽車運行路線以及單位循環進行確定，按照試驗要求實地檢查試驗路線及各道路情況；確定汽車道路試驗線路。合理分配各種路況（包括城市道路、郊區道路和高速公路）的比重和分配。根據每輛試驗樣車綜合情況，結合項目進度要求，對每輛試驗車制定相應的試驗組織和管理，確保整個試驗安全、規范、可控、合理。根據對上海市道路的調查和研究，結合上海道路特點選擇了典型道路進行試驗，制定出了相關試驗規范。試驗道路循環中21%為高速路段，36%為城市、城區道路，43%為郊區道路。與試驗標準的道路分配基本一致，較好地做到了一致性。選取具有典型代表性的車型樣車，為每輛樣車安裝行駛記錄儀和GPS監控終端，并將操作指示張貼在汽車內顯著位置。以車型、發動機數據為基礎，為行駛記錄儀配置數據采集配置文件。安裝GPS來監控汽車行駛路線、車速等情況是否符合試驗要求。

四、試驗實施

1.試驗過程管理

根據項目及汽車實際情況對下一周汽車的運行、排放和保養等內容進行短周期的試驗規劃調整。將行駛記錄儀采集的數據傳輸到數據存儲服務器。OBD診斷數據采集需要與汽車診斷口連接，數據采集后將結果文件在服務器上進行存檔。根據自學習值等內容對OBD診斷測量的數據進行分析評估，并評價潛在故障。對汽車的運行工況和故障等進行統計和分析，并做好定點加油的記錄和統計、每批次燃油進行采樣分析。

2.保養維修和故障處理

按照定義好的保養間隔要求進行保養、檢查、維修。保存好更換的各類零部件，并進行記錄和分析。做到后續可追溯可分析。OBD相關故障的處理，在每日OBD診斷記錄過程中可能會出現故障碼，OBD診斷操作者會同項目負責人安排合理的處置方式。一般性汽車故障，根據實際情況對汽車進行零部件的更換或維修。汽車故障內容及解決方法需要列入例行報告中。OBD功能檢查，確認OBD系統功能正常，以確保OBD試驗的目的得到實現。

五、試驗結果分析

1.V型試驗方法分析

前文所提到V型試驗有3種方法，每種方法都有其特點。方法一具有運行工況規范，試驗時間較短，安全和可控等優點，與實際相比真實性較差，試驗成本高。方法二的駕駛規范性、安全性、時間和試驗組織管控均較差，且試驗成本相對較高，安全性和重復性差，但是此方法比較接近真實車輛駕駛運行狀況。方法三的特點是能真實反映車輛運行和排放污染物控制等產品質量狀況，包括道路和環境、駕駛員習慣、實際交通等影響和評價，試驗成本較低，但同樣存在時間進度可控性、行駛安全性差的問題。

2.歷程和里程分析

由于本次試驗采用道路試驗方法，相比用底盤測功機試驗歷時較長，而且存在一些不確定因素（天氣、事故、路況等）影響試驗進度。以下以其中一輛試驗車為例分析一下該車160000km的歷程。如圖3所示為試驗樣本中某汽車的試驗歷程，試驗歷時15個月。從圖表中可看出道路試驗的不穩定性，由于車況、天氣和事故等影響而造成試驗進度的延誤。如圖3中5月、9月試驗里程相對明顯較少。道路試驗相比底盤測功機試驗在穩定性和試驗進度方面存在一定劣勢。隨機抽取一輛一天單個循環路線的試驗樣車，對該車單個循環進行分析。得出的車輛行駛數據與V型試驗運行規范內算出的數據進行對比：由表1可以看出兩種試驗方法行駛數據的異同，此次試驗具有實際上和V型試驗相同平均車速、最高車速。在停車次數方面，由于社會道路紅綠燈、事故等不確定性，停車次數與V型試驗運圖5油耗-里程對比圖行規范有所差異，統計了超過10s的停車次數，全程總計112次，與運行規范相當。但在每千米的停車次數和加速次數上很難做到與V型試驗運行規范一致。此次道路耐久試驗所指定的道路試驗規范比較良好，但城市道路其實無法嚴格滿足規范要求，作為企業自身研發或摸底的試驗手段尚可，無法完全替代V型試驗的運行規范。

3.排放試驗結果分析

本節主要以環保和節能為主對此次道路耐久試驗進行數據分析和研究。排放污染物以總碳氫量（THC）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOX）、非甲烷烴（NMHC）和顆粒物質量為主，在此選擇其一進行分析，以及對排放試驗理論油耗和實際道路耐久油耗進行對比。根據國五排放標準，該樣車主要排放污染物均在標準范圍內，而且160000km內污染物排放比較平穩。如圖4所示為主要排放物之一NOx的試驗結果的數值變化曲線比對圖，兩組不同耐久試驗的曲線變化都趨于平穩，而且在標準范圍以內。傳統底盤測功機耐久試驗的NOx數值更為良好，為典型的實驗室數據，接近理論數值，而道路耐久測數值曲線變化更為陡峭，更加真實反映實際車輛行駛狀況下的車輛污染物排放。此次道路耐久性試驗在排放污染物測試試驗中也取得了良好結果。從另外一方面也對此次全新道路耐久性試驗方法進行了肯定，而且無論在認證或者產品開發領域應該更加重視道路耐久試驗，該試驗所得數據更加接近實際使用狀況。根據圖5所示，該試驗樣車I型試驗測得油耗值為7L/100km左右，而實際道路試驗反映的油耗值在9L/100km左右。兩者數值相差2；兩組數據反映了兩種完全不同的駕駛油耗，前者為普通駕駛模式，油耗相對偏低，接近理論油耗；后者則是由于社會道路比較復雜的駕駛模式，油耗相對偏高，能真實反映實際道路駕駛的油耗值。

4.汽車企業整改提高產品質量

所有試驗樣車通過前期技術改進，主要包括增加三元催化和貴金屬涂層、更改氧傳感器和調整發動機匹配控制硬件等，通過試驗順利完成排放污染耐久試驗驗證。在節能減排上有大幅度提高，但是在試驗過程中還是出現排放污染物偏高和不穩定情況。另外，從故障情況分析，整車可靠性方面有進一步提高的可能。試驗結束，通過對樣車整個試驗過程的詳細故障記錄，為汽車企業提供車輛故障分析和研究報告，有利于汽車企業整改和提高產品質量。

六、結語

筆者在對國五的I型試驗和V型試驗的研究基礎上，針對V型試驗的3種方法進行分析。在V型試驗上創新研究了汽車污染控制裝置耐久性試驗道路試驗法，通過對一批轎車樣車進行綜合道路耐久試驗，得到大量試驗數據和結果，而且按照V型試驗領域的要求，建立了符合我國特點的典型道路的耐久試驗規范，真實地反映了被試車輛污染物控制的情況。此次試驗技術經驗的積累有助于耐久性試驗的進一步發展，筆者將利用本次試驗的成果繼續研究，完善該領域的試驗規范，使得城市道路耐久性試驗在V型試驗中得到更多運用。

本文作者：王貝貝工作單位：國家機動車產品質量檢驗中心