Metoder för mätning och simulering av bränsle förbrukning och emissioner från tunga fordon
Vägverket och Energimyndigheten har ombett AVL MTC att undersöka metoderför att mäta och simulera bränsleförbrukning och utsläpp för tunga fordonuttryckt i gram per kilometer (avstånds specifikt)AVL MTC publicerade år 2000 en rapport som visade en mycket god korrelationmellan statiska motor körcykler körda på motordynamometer och som sedansimuleras på en chassidynamometer för tunga fordon [15]. Rapporten visadeäven att korrelationen mellan en transientakörcykler som körts både påmotordynamometer och sedan simuleras på en chassidynamometer inte varlika god. Tester som utförs på en motordynamometer är mycket mer direktverkande på testobjektet. När motorn är monterad i ett fordon som sedantestats på en chassidynamometer kommer den att fungera som ett merdynamiskt system, tackvare exempelvis påverkan av drivlinan tillsammans medväxellåda och däck. Även tester på väg som utförts på AVL MTC visar att vissatunga motorer förbrukar mer bränsle och släpper ut mer emissioner när de ärmonterad i tunga fordon, som körs under verkliga körförhållanden, jämfört medmotorns certifieringsprovningsresultat. De körförhållanden och varvtal/lastpunkter som motorn utsättas för, är mycket olika mellan motorcertifieringskörcykelnoch körning som utförs på väg.Från dessa resultat kan det konstateras att bränsleförbrukning och utsläpp frånmotorer som körts i motordynamometer under certifieringstest inte alltidöverensstämmer med resultat från chassidynamometer eller verkliga testkörningar med onbordmätningssystem. Det blir särskilt förvirrande när motorcertifieringen, uttrycker bränsleförbrukning och utsläpp i g/kWh. För användarenär det svårt att utvärdera dessa siffror och det borde vara mycket lättare attutvärdera siffror uttryckta i g/km. Att deklarera bränsleförbrukning i g/km (ellerliter/10km) för alla kombinationer av tunga fordon med olika motorer, drivlinor,utväxling, chassi och antal däck skulle vara mycket kostsamt och tidskrävande.Att säkerställa att de deklarerade siffrorna för utsläpp och bränsleförbrukninguttryckt i g/km verkligen motsvarar de verkliga tunga fordonet borde görasantingen genom tester på chassidynamometer eller simuleringar av helfordon.Dessa metoder för att deklarera bränsleförbrukning i g/km har visat sig varabåde noggranna och beroende på körcykel överensstämmer även siffrorna välmed tester av fordon på väg.I Japan finns ett simuleringsverktyg som används för att deklareraavståndsspecifik bränsleförbrukning för fordon med en bruttovikt över 3500 kg,som kallas Japanese Fuel Consumption Model (JFCM) [17] [19]. Detta verktygär något begränsat för den europeiska marknaden, särskilt när det gäller defördefinierade fordonskategorier och körcykler som finns i programmet. Därförhar AVL MTC vidareutvecklat detta verktyg för att passa den svenska ocheuropeiska marknaden.Detta förbättrade verktyg visar en avvikelse på bränsleförbruknings siffrorna pålåga 1,3% för tester som utförs på AVL MTC testlaboratorium. Programmet haräven en modul för emissions simulering men på grund av avsaknaden av välvaliderade mappar för emissioner har ingen validering av programmetsemissions modul kunnat göras. Det nya simuleringsverktyget kan simuleranästintill alla tunga fordon på marknaden så länge rätt indataparametrarnatillhandahålls.En av de parametrar som är svårast att ta fram för simuleringen av fordonet ärfordonets färdmotstånd (vägmotståndet). Färdmotståndet kan beräknas medhjälp av utrullnings försök på helfordon. Utrullnings försök ger båderullmotståndskraft och luftmotståndskraft (som är fordonshastighets beroende).Man kan anta värden för fordonets motståndskrafter men skall en noggrannsimulering av verkliga fordonet göras måste ett utrullnings försök test göras. Idetta projekt användes fyra olika tunga bussar för utrullnings tester. Efterutrullningstesterna kördes ett av dessa fordon på AVL MTC tungachassidynamometer, för att få valideringsdata till det modifieradesimuleringsverktyget, JFCM. 20 chassidynamometertester gjordes där följandeparametrar har ändrats: väglastkurva, fordonsvikt, luftmotstånd, förare ochkörcykel. Följande kunde ses från testerna:Ett linjärt förhållande mellan fordonets testvikt och dessbränsleförbrukning (liter/10km) kan ses.Förarbeteende kan ge upp till 20 % skillnader i bränsleförbrukningen.Beroende på körcykeln kan bränsleförbrukningen för ett specifikt fordonändras från 33,2 liter/100km till 101,9 liter/100km, detta när allaomgivningsparametrar hålls konstant.Minskat luftmotstånd leder till minskad bränsleförbrukning. Närluftmotståndet minskar med cirka 50 % kan i vissa fall ocksåbränsleförbrukningen minskas upp till nästan 50%. Ytterligare reduktionöver 50% av luftmotståndet gör inte någon större inverkan påbränsleförbrukningen.Rapporten visar att ett korrekt sätt att deklarera avståndsspecifikabränsleförbrukning för tunga fordon skulle verkligen underlätta förståelsen föranvändaren/köparen av fordonen. Även fordonets utsläpp (emissioner) bordedeklareras i avståndsspecifika siffror för att underlätta förståelsen.