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

摘要:針對傳統(tǒng)汽車油耗高而難以有效分析其燃油消耗的詳細特征，采用基于循環(huán)工況的發(fā)動機工作時間與燃油消耗率統(tǒng)計方法，分析了傳統(tǒng)汽車發(fā)動機燃油消耗的詳細三維分布特征。應(yīng)用上述方法針對某傳統(tǒng)客車在不同城市工況下進行仿真，統(tǒng)計其轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩及其燃油消耗率時間歷程，分析結(jié)果表明:發(fā)動機絕大多數(shù)工作點均落入低轉(zhuǎn)速及低負荷區(qū)，并在這些工作區(qū)域內(nèi)消耗太多的燃油。進一步指明了發(fā)動機節(jié)能設(shè)計的方向——發(fā)動機MAP的高效區(qū)域應(yīng)向與實際工況相匹配的低速低負荷區(qū)移動以及通過混合動力技術(shù)減小發(fā)動機裝機容量等措施，可為企業(yè)的產(chǎn)品更新和節(jié)能化設(shè)計提供實際指導(dǎo)。

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

汽車的節(jié)能技術(shù)是當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)品開發(fā)，提高產(chǎn)品的競爭力，爭取市場主動的重要技術(shù)手段。當前國內(nèi)還存在不少燃油消耗比較大的傳統(tǒng)汽車，這些傳統(tǒng)車如何能進一步改善其性能，特別是針對其節(jié)能設(shè)計需要有一套高效合理的分析方法。而當前苦于無法

定量合理地給出車輛的燃油消耗特性，并針對此種燃油消耗特性缺少深入和細致的分析，因此很難給出定量與直觀的發(fā)動機MAP改進設(shè)計的數(shù)據(jù)依據(jù)[5-6]。本文結(jié)合當前某款傳統(tǒng)客車燃油消耗比較大的事實，重點結(jié)合不同循環(huán)工況進行其燃油消耗特性的統(tǒng)計分析，尋求一種直觀有效的分析手段，利用統(tǒng)計圖表法說明當前傳統(tǒng)車的能量消耗特征，針對該能量消耗特點提出其節(jié)能設(shè)計措施。

1傳統(tǒng)客車循環(huán)工況燃油消耗

工況是影響整車設(shè)計與評價非常重要的影響因素。不同的行駛工況會導(dǎo)致整車性能(如經(jīng)濟性)有很大的差異，為了合理地評價機動車的性能，人們制定了統(tǒng)一的機動車駕駛模式，即循環(huán)工況，不同國家或地區(qū)因駕駛條件差異而循環(huán)工況不盡相同。本文選擇國內(nèi)具有代表性的中國典型城市工況、長春工況、上海工況和北京工況作為車輛燃油分析的循環(huán)工況。

11傳統(tǒng)客車參數(shù)

表1為某傳統(tǒng)公交客車的參數(shù)。該傳統(tǒng)城市公交客車發(fā)動機為6缸發(fā)動機，功率為157kW，此客車的動力性為0~60km/h，加速時間為25。6s。

12傳統(tǒng)客車燃油

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

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

“傳統(tǒng)客車到底如何消耗燃油”是分析其油耗較大的關(guān)鍵。對此問題，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節(jié)，即:到底發(fā)動機在那些區(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。通過分析其燃油消耗的特征，尋求傳統(tǒng)車油耗較高的根本原因，才能為進一步降低整車的燃油消耗提供解決方法。

2工況油耗特性分析方法

分析車輛燃油消耗的特征，主要對車輛行駛過程中發(fā)動機工作點的分布進行研究。根據(jù)工況燃油消耗的仿真結(jié)果考查發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、發(fā)動機燃油消耗率等，即研究發(fā)動機工作點的分布及工作點在發(fā)動機MAP上的分布特性。

但早期研究發(fā)動機工作點的分布，主要還是從發(fā)動機二維分布點著手[6-8]，只能定性看到其工作點在發(fā)動機MAP上的分布特性，還很難直觀和定量地分析發(fā)動機MAP上工作的時間比例及所消耗的燃油比例

1)發(fā)動機不同工作點(區(qū)域)的時間比例，以探求發(fā)動機負荷的時間分布情況。

2)發(fā)動機不同工作點(區(qū)域)累計消耗燃油分布，尋找主要消耗燃油的工作點(區(qū)域)。

上述定量分析可為發(fā)動機MAP設(shè)計及汽車節(jié)能方向提供更有實際價值的指導(dǎo)。

3基于循環(huán)工況油耗特性統(tǒng)計分析

利用ADVSIOR仿真軟件，對該傳統(tǒng)客車在上述選定的幾種循環(huán)工況下進行仿真，輸出發(fā)動機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率。根據(jù)上述油耗特征分析方法，針對每一種工況分別對其發(fā)動機工作點時間比例及油耗比例進行定量分析。

31中國典型工況油耗特性統(tǒng)計

基于此工況，其工作范圍內(nèi)的發(fā)動機MAP及發(fā)動機的工作點分布仿真如圖1所示:

根據(jù)仿真結(jié)果，對發(fā)動機在此工況下不同區(qū)域內(nèi)累計的工作點的時間比例進行統(tǒng)計，結(jié)果如表3所示。

上海工況的時間比例為: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，發(fā)動機在低負荷工作的時間比例非常大，這些低負荷工況主要對應(yīng)于怠速與低速制動的時間。但此過程發(fā)動機主要以怠速消耗率運行，其燃油消耗速度低于其他工作區(qū)域，因此，此區(qū)域的累計消耗燃油量占總?cè)加偷谋壤蝗缙鋾r間比例大。但同樣由于累計燃油消耗是燃油消耗率與時間的乘積，因此該過程也消耗較多的燃油，例如:上海工況下發(fā)動機在低速與低負荷區(qū)域(800r/min，85N·m約10%負荷率以下)的時間比例為57%，而此區(qū)域消耗總?cè)加偷?5。4%，即有超過一半以上的時間發(fā)動機工作在低速低負荷區(qū)(800r/min，85N·m以下)，而此過程消耗四分之一的總?cè)加拖摹?/p>

4結(jié)論

循環(huán)工況是表征某個國家或地區(qū)的代表工況，代表著當前此種車型的實際相近的工作特性，因此基于工況的燃油消耗分析更具有實際可比性。通過更直觀與形象的圖表法分析了先前傳統(tǒng)方法難于解析的問題——整車的實際能量消耗特性，并就當前客車(混合動力客車的原型車-傳統(tǒng)車)如何通過混合動力技術(shù)以實現(xiàn)高效節(jié)能提供指導(dǎo)。如針對本文所研究的標準典型工況，整車在低速低負荷區(qū)域內(nèi)所占的時間比例均很大，并在此區(qū)域消耗太多的燃油，故可通過選擇較小功率的發(fā)動機，以及在此區(qū)域通過消除怠速或按純電動行駛，可有效提高整車的綜合效率。此分析方法及結(jié)果對改善整車油耗及優(yōu)化設(shè)計發(fā)動機MAP均有重要的實際價值，針對本文研究的發(fā)動機MAP高效區(qū)設(shè)計應(yīng)重點向20%負荷以下，轉(zhuǎn)速在1000r/min左右的區(qū)域內(nèi)移動，為汽車整車廠非常關(guān)心的汽車節(jié)能設(shè)計與開發(fā)提供重要指導(dǎo)。

參考文獻

[1]陳清泉，孫逢春?；旌蟿恿囕v基礎(chǔ)[M]。北京:北京理工大學(xué)出版社，2001。

CHENQingquan，SUNFengchun。Principiumofhybridelectricvehicle[M]。Beijing:BeijingInstituteofTechnologyPress，2001。(InChinese)

[2]李駿。論汽車動力總成節(jié)能環(huán)保的若干核心產(chǎn)品技術(shù)及的技術(shù)對策[J]中國工程科學(xué)，2009，11(8):64-71。

LIJun。Theautomobilepowertraincoretechnologyroute&FAW’sstrategyforenvironmentalprotectionandenergyconservation[J]。EngineeringSciences，2009，11(8):64-71。(InChinese)

[3]RAYMONDASutula，KENNETHLHeitner，SUSANARogers，etal。AdvancedautomotivetechnologiesenergystorageR&DprogramsattheU。S。departmentofenergyrecentachievementsandcurrentstatus[C]//SAEPaper2000-01-1604。

[4]方紅燕，王今，劉克強。汽車行業(yè)能耗分析與節(jié)能技術(shù)研究[J]。汽車與配件，2009，35(4):42-45。FANGHongyang，WANGJin，LIUKeqiang。Automotiveindustryenergyanalysisandenergysavingtechnologyresearch[J]。Automobile&Parts，2009，35(4):42-45。(InChinese)

[5]GAOYimin，EHSANIM。Designandcontrolmethodologyofpluginhybridelectricvehicles[C]//VehiclePowerandPropulsionConference，IEEE2008:32-35。

[6]曾小華?；旌蟿恿蛙嚬?jié)能機理與參數(shù)設(shè)計方法研究[D]。長春:吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院，2006。

ZENGXiaohua。Studyonmechanismofenergysavingandmethodofparameterdesignforhybridelectricbus[D]。Changchun:CollegeofAutomotiveEngineering，JilinUniversity，2006。(InChinese)

[7]初亮?；旌蟿恿偝傻目刂扑惴ê蛥?shù)匹配研究[D]。長春:吉林大汽車工程學(xué)院，2002。

CHULiang。Studyonthecontrolalgorithmandparametricdesignofhybridelectricpowertrain[D]。Changchun:CollegeofAutomotiveEngineering，JilinUniversity，2002。(InChinese)

[8]王慶年，曾小華，王偉華，等?；旌蟿恿夹g(shù)在軍用汽車上的應(yīng)用[J]。長春:吉林大學(xué)學(xué)報:工學(xué)版，2003，33(1):38-41。