導(dǎo)語(yǔ)：工況車(chē)輛燃油消耗統(tǒng)計(jì)分析論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:針對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)油耗高而難以有效分析其燃油消耗的詳細(xì)特征，采用基于循環(huán)工況的發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間與燃油消耗率統(tǒng)計(jì)方法，分析了傳統(tǒng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗的詳細(xì)三維分布特征。應(yīng)用上述方法針對(duì)某傳統(tǒng)客車(chē)在不同城市工況下進(jìn)行仿真，統(tǒng)計(jì)其轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩及其燃油消耗率時(shí)間歷程，分析結(jié)果表明:發(fā)動(dòng)機(jī)絕大多數(shù)工作點(diǎn)均落入低轉(zhuǎn)速及低負(fù)荷區(qū)，并在這些工作區(qū)域內(nèi)消耗太多的燃油。進(jìn)一步指明了發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)的方向——發(fā)動(dòng)機(jī)MAP的高效區(qū)域應(yīng)向與實(shí)際工況相匹配的低速低負(fù)荷區(qū)移動(dòng)以及通過(guò)混合動(dòng)力技術(shù)減小發(fā)動(dòng)機(jī)裝機(jī)容量等措施，可為企業(yè)的產(chǎn)品更新和節(jié)能化設(shè)計(jì)提供實(shí)際指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞:循環(huán)工況;燃油消耗;統(tǒng)計(jì)分析;節(jié)能設(shè)計(jì)

汽車(chē)的節(jié)能技術(shù)是當(dāng)前最重要的研究方向之一[1-4]，也是各企業(yè)為謀求新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，爭(zhēng)取市場(chǎng)主動(dòng)的重要技術(shù)手段。當(dāng)前國(guó)內(nèi)還存在不少燃油消耗比較大的傳統(tǒng)汽車(chē)，這些傳統(tǒng)車(chē)如何能進(jìn)一步改善其性能，特別是針對(duì)其節(jié)能設(shè)計(jì)需要有一套高效合理的分析方法。而當(dāng)前苦于無(wú)法

定量合理地給出車(chē)輛的燃油消耗特性，并針對(duì)此種燃油消耗特性缺少深入和細(xì)致的分析，因此很難給出定量與直觀的發(fā)動(dòng)機(jī)MAP改進(jìn)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)依據(jù)[5-6]。本文結(jié)合當(dāng)前某款傳統(tǒng)客車(chē)燃油消耗比較大的事實(shí)，重點(diǎn)結(jié)合不同循環(huán)工況進(jìn)行其燃油消耗特性的統(tǒng)計(jì)分析，尋求一種直觀有效的分析手段，利用統(tǒng)計(jì)圖表法說(shuō)明當(dāng)前傳統(tǒng)車(chē)的能量消耗特征，針對(duì)該能量消耗特點(diǎn)提出其節(jié)能設(shè)計(jì)措施。

1傳統(tǒng)客車(chē)循環(huán)工況燃油消耗

工況是影響整車(chē)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)非常重要的影響因素。不同的行駛工況會(huì)導(dǎo)致整車(chē)性能(如經(jīng)濟(jì)性)有很大的差異，為了合理地評(píng)價(jià)機(jī)動(dòng)車(chē)的性能，人們制定了統(tǒng)一的機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛模式，即循環(huán)工況，不同國(guó)家或地區(qū)因駕駛條件差異而循環(huán)工況不盡相同。本文選擇國(guó)內(nèi)具有代表性的中國(guó)典型城市工況、長(zhǎng)春工況、上海工況和北京工況作為車(chē)輛燃油分析的循環(huán)工況。

11傳統(tǒng)客車(chē)參數(shù)

表1為某傳統(tǒng)公交客車(chē)的參數(shù)。該傳統(tǒng)城市公交客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)為6缸發(fā)動(dòng)機(jī)，功率為157kW，此客車(chē)的動(dòng)力性為0~60km/h，加速時(shí)間為25。6s。

12傳統(tǒng)客車(chē)燃油

首先在ADVSIOR平臺(tái)上建立上述城市公交客車(chē)的仿真模型，并對(duì)其所有總成參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，選擇中國(guó)典型城市工況及主要城市工況進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果如表2所示。公務(wù)員之家

可見(jiàn)，該傳統(tǒng)客車(chē)在不同循環(huán)工況下的燃油消耗差別還是很大。其中，中國(guó)典型城市工況油耗最大而上海工況油耗較小，但總體來(lái)看，不管哪種仿真工況，此傳統(tǒng)客車(chē)燃油消耗比較大，平均油耗為32。75L/(100km)。

“傳統(tǒng)客車(chē)到底如何消耗燃油”是分析其油耗較大的關(guān)鍵。對(duì)此問(wèn)題，不能僅局限在分析其燃油消耗總量上，而更應(yīng)注重分析其油耗率變化的細(xì)節(jié)，即:到底發(fā)動(dòng)機(jī)在那些區(qū)域內(nèi)消耗其主要的燃油，而這些燃油消耗主要特征是什么。通過(guò)分析其燃油消耗的特征，尋求傳統(tǒng)車(chē)油耗較高的根本原因，才能為進(jìn)一步降低整車(chē)的燃油消耗提供解決方法。

2工況油耗特性分析方法

分析車(chē)輛燃油消耗的特征，主要對(duì)車(chē)輛行駛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的分布進(jìn)行研究。根據(jù)工況燃油消耗的仿真結(jié)果考查發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率等，即研究發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的分布及工作點(diǎn)在發(fā)動(dòng)機(jī)MAP上的分布特性。

但早期研究發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的分布，主要還是從發(fā)動(dòng)機(jī)二維分布點(diǎn)著手[6-8]，只能定性看到其工作點(diǎn)在發(fā)動(dòng)機(jī)MAP上的分布特性，還很難直觀和定量地分析發(fā)動(dòng)機(jī)MAP上工作的時(shí)間比例及所消耗的燃油比例

1)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工作點(diǎn)(區(qū)域)的時(shí)間比例，以探求發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的時(shí)間分布情況。

2)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工作點(diǎn)(區(qū)域)累計(jì)消耗燃油分布，尋找主要消耗燃油的工作點(diǎn)(區(qū)域)。

上述定量分析可為發(fā)動(dòng)機(jī)MAP設(shè)計(jì)及汽車(chē)節(jié)能方向提供更有實(shí)際價(jià)值的指導(dǎo)。

3基于循環(huán)工況油耗特性統(tǒng)計(jì)分析

利用ADVSIOR仿真軟件，對(duì)該傳統(tǒng)客車(chē)在上述選定的幾種循環(huán)工況下進(jìn)行仿真，輸出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率。根據(jù)上述油耗特征分析方法，針對(duì)每一種工況分別對(duì)其發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)時(shí)間比例及油耗比例進(jìn)行定量分析。

31中國(guó)典型工況油耗特性統(tǒng)計(jì)

基于此工況，其工作范圍內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)MAP及發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)分布仿真如圖1所示:

根據(jù)仿真結(jié)果，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在此工況下不同區(qū)域內(nèi)累計(jì)的工作點(diǎn)的時(shí)間比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表3所示。

上海工況的時(shí)間比例為:96。6%，在此區(qū)域內(nèi)所消耗的燃油占總?cè)加拖牡?94。4%。

可見(jiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷工作的時(shí)間比例非常大，這些低負(fù)荷工況主要對(duì)應(yīng)于怠速與低速制動(dòng)的時(shí)間。但此過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)主要以怠速消耗率運(yùn)行，其燃油消耗速度低于其他工作區(qū)域，因此，此區(qū)域的累計(jì)消耗燃油量占總?cè)加偷谋壤蝗缙鋾r(shí)間比例大。但同樣由于累計(jì)燃油消耗是燃油消耗率與時(shí)間的乘積，因此該過(guò)程也消耗較多的燃油，例如:上海工況下發(fā)動(dòng)機(jī)在低速與低負(fù)荷區(qū)域(800r/min，85N·m約10%負(fù)荷率以下)的時(shí)間比例為57%，而此區(qū)域消耗總?cè)加偷?5。4%，即有超過(guò)一半以上的時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)工作在低速低負(fù)荷區(qū)(800r/min，85N·m以下)，而此過(guò)程消耗四分之一的總?cè)加拖摹?/p>

4結(jié)論

循環(huán)工況是表征某個(gè)國(guó)家或地區(qū)的代表工況，代表著當(dāng)前此種車(chē)型的實(shí)際相近的工作特性，因此基于工況的燃油消耗分析更具有實(shí)際可比性。通過(guò)更直觀與形象的圖表法分析了先前傳統(tǒng)方法難于解析的問(wèn)題——整車(chē)的實(shí)際能量消耗特性，并就當(dāng)前客車(chē)(混合動(dòng)力客車(chē)的原型車(chē)-傳統(tǒng)車(chē))如何通過(guò)混合動(dòng)力技術(shù)以實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能提供指導(dǎo)。如針對(duì)本文所研究的標(biāo)準(zhǔn)典型工況，整車(chē)在低速低負(fù)荷區(qū)域內(nèi)所占的時(shí)間比例均很大，并在此區(qū)域消耗太多的燃油，故可通過(guò)選擇較小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，以及在此區(qū)域通過(guò)消除怠速或按純電動(dòng)行駛，可有效提高整車(chē)的綜合效率。此分析方法及結(jié)果對(duì)改善整車(chē)油耗及優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)MAP均有重要的實(shí)際價(jià)值，針對(duì)本文研究的發(fā)動(dòng)機(jī)MAP高效區(qū)設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)向20%負(fù)荷以下，轉(zhuǎn)速在1000r/min左右的區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，為汽車(chē)整車(chē)廠非常關(guān)心的汽車(chē)節(jié)能設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)提供重要指導(dǎo)。

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