沈阳市乘用车城市道路行驶工况研究

发布时间：2020-07-19 12:30

【摘要】：随着社会经济的发展,我国的机动车保有量出现大幅度提升,伴随着汽车数量的增加,城市交通压力加大,由此所产生的一系列环境、能源等问题急需解决。行驶工况是车辆的速度-时间关系曲线,作为汽车工业的一项重要的基础技术,是制定车辆油耗和排放标准的基础,是汽车各项性能指标标定、优化的主要基准,也是制定汽车节能减排相关法规的依据。目前我国采用的是欧洲工况,但由于国内的城市道路交通状况和人们的驾驶习惯与欧洲存在很大差异,采用欧洲工况不能准确的代表当地实际的道路交通状况,以此为基础进行的一些车辆测试得到的结果也会与实际情况有差别。构建符合中国国情的道路车辆行驶工况,将为我国制定车辆的油耗标准以及污染物排放标准等提供理论依据,因此有必要构建符合中国交通状况的车辆行驶工况。本文以沈阳市乘用车为研究对象,制定了详细的沈阳市乘用车城市道路行驶工况构建方案。本文主要包括以下内容:(1)采集沈阳市乘用车城市道路行驶数据,制定行驶工况数据采集的试验方案,按试验方案选择车辆安装试验设备,采集车辆行驶数据。(2)对试验获得的车辆行驶数据进行分析整理,获取车辆行驶信息数据库,采用短行程方法构建沈阳市乘用车行驶工况,对车辆行驶数据划分短行程,得到短行程库。(3)采用主成分分析和K-均值聚类相结合的方法对短行程信息进行分析,选取11个特征参数代表短行程进行主成分分析,获得主成得分,选取前四个主成分代表原短行程库数据信息。采用K-均值聚类将数据库聚为三类,分别构建高速工况、中速工况和低速工况三类候选工况库。(4)确定本次构建的沈阳市乘用车行驶工况的持续时间为1800s,计算三类候选工况在构建最终工况时的持续时间,在三类候选工况库中选取短行程,将三类工况合成构建沈阳市乘用车城市道路运行工况,构建的车辆行驶工况行驶路程为14617.5m,平均速度为29.24km/h,车辆行驶平均速度为35.65km/h,最高车速为87.43km/h。(5)运用Matlab软件编写相应的程序对短行程的划分、特征参数的计算、主成分分析、聚类分析和行驶工况的合成进行计算和实现。(6)运用误差分析法对行驶工况的准确性进行验证,计算本文所构建的沈阳市车辆行驶工况的特征参数值与原始数据特征参数值之间的误差,特征参数的绝对误差都在10%以下,说明构建的沈阳市乘用车城市道路行驶工况能基本反映沈阳市乘用车行驶状况,构建方法是合理的。(7)将沈阳市乘用车城市道路行驶工况与世界三大代表性工况和国内城市代表工况进行对比,对比结果显示沈阳市城市道路行驶工况与世界三大代表性工况有较大的差别,与国内城市典型工况某些参数差别较小。(8)在实验室条件下进行WLTC工况和沈阳市乘用车行驶工况的排放测试,在低温冷起动的情况下,二者的排放情况相差不大,但由于沈阳工况没有超高速段,排放量比WLTC工况下稍低;在沈阳市进行车辆RDE试验,计算实验结果并对比实验室条件下沈阳市乘用车行驶工况的排放情况,在RDE试验条件下车辆运行路况更加复杂,CO_2排放量有大幅提高,CO、NO_X、HC的排放量较低,主要是由于冷启动下车辆的催化器未达到燃点而导致的排放差异。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491
【图文】：

美国US06行驶工况

6图 1.5 美国 SC03 行驶工况除此之外，还有美国加州统一循环(UC)和短工况(I/M240)等。美国工况要求对美国每年进入市场的轻型车的燃油消耗量上限进行标定，并以平均燃油经济性对汽车公司进行评价。美国西弗吉尼亚大学的研究人员通过对几条公认的繁忙道路上的混合动力和燃油公交车的行驶状况进行调查，通过分析构建了一个含有10 个短行程的公交车辆行驶工况[11]。之后又对该行驶工况进行了补充，短行程数目达到 20 个，形成了 New York Bus 工况，以此工况作为常规动力在货车和公交车上的行驶工况。

吉林大学硕士学位论文车辆行驶工况对车辆燃油和排放的影响进行了研究，结果显示不同的行驶工况对油耗和排放有很大影响，各地区应根据当地实际情况建立车辆行驶工况[16]。（3）日本行驶工况20 世纪 90 年代以前，日本对车辆油耗、排放情况进行测试使用的工况是Japan10 工况，该工况主要反映了车辆在城市道路上行驶的状态。随着城市道路和车辆状况的变化，结合实际车辆行驶状况，日本研究人员对 Japan10 工况进行了修正和完善，形成了如图 1.7 所示的 JAP10-15 工况。日本在 1991 年开始使用JAP10-15 工况对新车进行测试，该工况有三个 10 工况循环和一个 15 工况循环组成，属于模态工况，与欧洲工况和美国工况都有良好的相关特性。

【参考文献】

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本文编号：2762424