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摩托车标准化工作系统优化的思考

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-03-29  浏览次数:755
核心提示:近年来,为了促进我国由摩托车生产大国向摩托车强国转变,使摩托车工业循环经济步入良性发展阶段,我国摩托车污染物排放(排气污

近年来,为了促进我国由摩托车生产大国向摩托车强国转变,使摩托车工业循环经济步入良性发展阶段,我国摩托车污染物排放(排气污染物排放、燃油蒸发排放)、噪声(加速噪声、定置噪声)、燃油经济性及最大净功率等相关标准不断加严,摩托车企业对于标准化工作的重视也已经提升到空前的高度。多年的实践证明,摩托车标准系统的完善和优化对于摩托车标准化建设有至关重要的影响,对此,在标准制定、执行过程中都要有充分的考虑。

笔者在探讨运用系统工程方法治理摩托车排气污染的基础上,认识到运用系统工程方法从事摩托车标准化工作也是非常必要的,即研究相关标准的关联性和整体性,把系统优化思想融入制定标准化规划、制修订具体标准和标准的全过程中。

1、摩托车标准体系的整体性及其系统优化

摩托车标准体系是一个不可分割的整体。这一系统内的标准需配套协调、相互渗透、相互促进,如单独改善其中某项或者某几项标准规定的指标,不一定能提高整车的综合性能,在某些情况下效果还可能适得其反,也就是说,只有通过系统优化的方法,才能取得综合满意的结果。

a) 从“横向”看摩托车标准的关联性和整体性

实施摩托车污染物排放、噪声和燃油消耗标准,为满足各项指标而采取的措施之间可能会相互作用、相互制约。几年来,摩托车标准在执行过程,相互影响、相互干涉的情况时有发生:采取一些有利于改善单项性能标准、使之达标的措施,却会对其他性能产生负面影响。

例1,为了满足“国Ⅲ”限值,无论原机是装化油器还是使用电喷系统,都必须在发动机排气系统加装催化转化器装置。然而,试验显示,多款骑式车,尤其是采用上置凸轮轴结构发动机的车型,加装催化转化器后,最大加速噪声增大(部分受试车噪声明显增大)。此外为了应对“国Ⅲ”排放标准,部分摩托车产品的排气系统装了二级催化转化器,为了缩短发动机工作时催化剂的起燃时间,前置催化器离发动机排气口比较近,这样的结构可能对整车超越加速、起步加速、最高车速等动力性能和百公里油耗等经济性能都造成不可忽视的负面影响。

例2,在噪声攻关时发现某款摩托车发动机的进气噪声是整车主要噪声源,于是以降噪为目的改进设计空滤器,由于受到空间位置的限制,改进结构难以采用共振腔结构,只能增加一个扩张腔,并增设外气道。改进结构降低了进气噪声,但增加了空滤器的原始进气阻力,对燃油经济性和整车动力 性能产生了不利的影响。试验中曾经在某款摩托车发动机空滤器外进气口增加一个喇叭型倒角,以引导空气进入外气道,这虽然使空滤器的原始进气阻力略有降低,但却增大了进气噪声。而这两者正好都处于允许设计值的边缘,因此对于改动结构非常敏感。

例3,某一装化油器装置的小型摩托车,为了降低污染物排放中NOx生成量,将发动机空燃比设置偏浓。虽然使NOx排放符合了标准,但却相对增加了燃油消耗量。

要妥善地解决上述问题,就必须重视摩托车标准实施的关联性和整体性,确定整体目标,充分考虑改善不同性能指标的措施带来的各种可能后果,进行综合平衡,最终选择较优(甚至最优)方案。例如上述加装催化转化器以后导致排气噪声升高的实例,就应该根据排气系统必须的目标消声量、必须的插入损失和允许的消声器功率损失比,在消声器上加装催化转化器的同时,进行发动机排气系统的优化设计;并且同步进行发动机本体、空滤器、化油器改进和相互匹配的工作,以达到污染物排放、噪声、燃油消耗等性能指标综合优化的效果。

b) 从“纵向”看摩托车标准的动态性

我国摩托车污染物排放、噪声、燃油消耗量等标准的逐渐加严,体现了标准的动态性和可持续发展性,同时也体现了标准的整体性和系统性。在贯彻实施新标准时,不能只考虑眼前的达标问题只采取应急措施,而忽视技术的可延续性。

例如,我国在2004年执行摩托车“国Ⅱ”排放标准时,出于对摩托车行业竞争激烈、摩托车产品利润低微等现实情况的考虑,当时相当一部分企业只着眼于满足“国Ⅱ”排放标准,即使应用电喷技术,也主要以符合“国Ⅱ”标准为目标,没有考虑更高的要求,部分应对方案缺少可延续性。当开始执行“国Ⅲ”排放标准时,企业又需要重新制定应对方案,因此付出了很大的代价。近2年在执行“国Ⅲ”的过程中,同样出现了只以符合“国Ⅲ”标准为目的的攻关行为,却没有考虑今后进一步实施“国Ⅳ”标准时技术的延续性和可继承性。另外,在噪声达标攻关时,行业内部分企业只注重所攻关产品自身达标,却不注重降噪工作资料库(NVH信息库)的建设甚至存在标准加严以后某些车型的降噪工作要从头开始的情况。

       以上情况说明,企业应对标准的连续性给予相当的重视,要重视相关标准、法规的前瞻性研究,根据标准的发展趋势,合理规划宏观战略,确定近期、中期、远期实施方案。如上述关于电喷方案的例子,就应根据摩托车污染物排放标准的发展趋势,全面权衡当前利益和长远效益,对现在的达标措施和未来的新要求进行一体化研究,求取较佳(甚至最佳)的工作路线。从摩托车排放标准不断加严的现实考虑,化油器发动机摩托车要符合未来进一步加严标准的要求有很大的困难,相关摩托车生产企业要及早调整产品开发战略。

2 大系统优化的思考

摩托车标准体系隶属于汽车(机动车)标准体系,是汽车标准体系中的一个分支体系,因此,在一定程度上,汽车标准的制定和实施经验对于部分摩托车标准具有可借鉴性。而从更开阔的社会视角来看,摩托车标准体系乃整个摩托车产业,又是社会大体系中的一个小体系,摩托车标准的制定和实施,无不受到社会(包括制度)、政策(如城市限摩政策、“摩托车下乡”政策等)、经济、中外环境、管理等多方面的或制约、或促进的影响,因此摩托车标准的制定和实施工作要具有社会、环境的适应性。

a) 借鉴、参考汽车行业标准化工作的经验

我国汽车标准化工作机构阵容比较强大,改革开放以来,尤其近十多年以来,在国家政策的支持下,已经取得多项成就。其中,一些重要汽车标准的制定和实施过程,对于摩托车行业具有一定的参考意义。

例1,汽车行业将燃料经济性标准的制定作为一项战略任务。在编制标准之前,首先以课题研究的方式,充分地进行了前期研究工作,明确制定燃油经济性标准的宏观意图为:推动我国汽车产业技术进步;提高国内企业的国际竞争力;促使国外汽车制造商将先进技术尽快地应用于中国市场;满足政府节能的阶段要求;在最大范围内保护消费者利益等。并且完成了以下工作;海外主要国家燃油经济性标准评估,建立燃料消耗量限值的评价体系,国产乘用车燃料消耗量普查、统计分析和建立各类车型燃料经济性数据库,降低油耗技术措施及其效果和成本的技术经济分析,燃料经济性的申报、公布制度、标识制度等的研究,国家激励政策研究等。

我国摩托车油耗标准的制修订也做了大量的研究工作:分批测试和分析不同排量的、有代表性的各类摩托车的油耗,其中仅第1批受试车就达数百辆;与WMTC循环研究等多项工作有机结合,进行前瞻性研究;根据实施“国Ⅲ”排放标准后发动机结构局部改变的实际情况进行大量补充试验、分析。由此可见,在摩托车标准的制定过程中,许多工作环节的内容和主旨与汽车有关工作是相通的。因此,在摩托车标准制定方面,在某种程度上可以参考汽车标准的制修订。

例2,汽车标委会在研究和制定车辆回收利用标准方面已经步入正轨。直属于标委会的道路车辆回收利用工作组于2008年成立,下设“禁用限用物质控制”、“回收与再利用”、“再制造”等3个标准化工作小组,分15项专题开展工作。在标准制定方面,已有《汽车禁用物质要求》等4项标准通过审议,《汽车零部件再制造产品标志、标识规范》等10项国家标准正在制定。

摩托车与汽车有许多共性技术,汽车回收利用标准从体系框架建立到部分标准的具体内容,对于摩托车的回收利用标准的制定都有一定借鉴意义。部分现行的汽车回收利用政策和标准的实施对象不包括摩托车,如《汽车产品回收利用技术政策》明确只适用于M类和N类车辆;而部分标准“范围”中又明确指出汽车以外的“其他类型的道路车辆及其零部件产品可参照执行”。这其中必然存在标准的通用或兼容问题,在框设摩托车回收利用标准分体系时就需要与汽车系统沟通和协调。此外,我国的废旧物资回收系统、绿色制造系统也都有标准体系框架,摩托车行业对此也需要认真调查研究。再有,从摩托车产品生命周期研究入手探索摩托车开展循环经济的特点,也是一项不可或缺的工作。

例3,上世纪90年代末期,化油器式汽油机汽车直接过度到采用电喷结构。当时,国内就化油器式汽油机汽车的在用车改造和部分新车污染物排放达标问题,进行了一场大规模的辩论。其中有一种代表性意见为:从当时现状考虑,作为过渡方案,应使用化油器电控补气技术,建议采用德国HJS汽车技术公司生产的化油器过量空气系数调节系统(G-KAT2000),该装置通过车载电脑控制旁通气道的补气量。汽车行业最终没有采纳这一方案,而是直接过渡到电喷结构。若干年以来汽车行业的健康发展证明当时的决定是正确的。这对于摩托车排放达标研究也具有借鉴意义。

b) 重视在社会大系统中摩托车标准制定和实施成果的收集、研究和反馈

我国摩托车工业在取得一系列成就的同时,也受到社会(包括制度)、政策、经济、中外环境、管理等多方面的制约。实际上,摩托车标准化活动是国家实施相关政策法规工作的一个组成部分,亟宜积极收集摩托车标准化工作的成果━━这也是国家推行标准化工作的成果之一,以作为遏制部分城市执行“禁摩、限摩”政策、消除不合理的摩托车税收制度的重要依据。

此外,加强与相关标准化组织乃至相关行业的联系,与之交流摩托车标准制修订和实施取得的成果,可以争取在呼吁革除摩托车不合理税收制度的过程中,扩大“同盟军”队伍。

3 实现系统优化对标准化人员素质的要求

摩托车标准化实现系统优化,要求标准化人员具备广博的知识,在对主攻学科有专深的研究以外,还要广泛涉猎其他相关领域的知识,滚动研究、关注各相关领域的发展动向;尤其要求能运用系统科学知识,将系统优化思想融入从战略思考到具体工作的全过程。

 
 
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