汽車燃油經(jīng)濟(jì)性仿真分析

朱世彬，王露，朱榮，趙超超

（長(zhǎng)安大學(xué)汽車學(xué)院，陜西 西安 710064）

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汽車燃油經(jīng)濟(jì)性仿真分析

朱世彬，王露，朱榮，趙超超

（長(zhǎng)安大學(xué)汽車學(xué)院，陜西 西安 710064）

摘 要：由于石油等自然資源的日漸緊張，汽車用燃油經(jīng)濟(jì)性問題也愈加突出，針對(duì)目前廣泛受關(guān)注的節(jié)能環(huán)保趨勢(shì)，文章提出了一種高效準(zhǔn)確的汽車燃油經(jīng)濟(jì)性分析策略，根據(jù)給定工況和擬定條件，檢測(cè)對(duì)應(yīng)情況時(shí)的燃油消耗及其影響因素，同時(shí)提出節(jié)能的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵字：節(jié)能；燃油經(jīng)濟(jì)性；分析

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.04.027

CLC NO.: U467.4Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)04-79-02

1、汽車燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算

汽車的燃油消耗率，與整車的設(shè)計(jì)制造水平和使用方式息息相關(guān)，在保證動(dòng)力性的條件下，汽車以盡量少的燃油消耗量經(jīng)濟(jì)行駛的能力，稱作汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，模擬實(shí)際汽車運(yùn)行狀況，等速行駛百公里燃油消耗量是一種常用的評(píng)價(jià)燃油經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)，典型的循環(huán)行駛實(shí)驗(yàn)工況也被用來作為評(píng)定燃油經(jīng)濟(jì)性的另一指標(biāo)。城市循環(huán)工況燃油經(jīng)濟(jì)性和公路循環(huán)工況燃油經(jīng)濟(jì)性的混合計(jì)算被作為燃油經(jīng)濟(jì)性的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，公式表達(dá)是：

由汽車功率平衡方程式得到汽車阻力功率表達(dá)式：

其中：P為阻力功率，tη為效率，Pe為發(fā)動(dòng)機(jī)功率，Pf、Pw、Pi和Pj為滾動(dòng)阻力功率、空氣阻力功率、坡度阻力功率和加速阻力功率。

燃油消耗量的計(jì)算：

等速行駛工況：

其中：b為燃油消耗率，ρ為燃油密度。

等加速行駛工況：

其中：Qi為各時(shí)間段內(nèi)燃油消耗。

等減速行駛工況：

其中：u1-u2為速度變化值，du/dt為加速度。

怠速停車工況：

其中：ts為時(shí)間。

整個(gè)循環(huán)工況（百公里燃油消耗量）：

其中：s為路程。

2、燃油經(jīng)濟(jì)性仿真模型

利用數(shù)值計(jì)算模擬的方法對(duì)給定模型進(jìn)行數(shù)字圖像處理，根據(jù)模型條件的需要，選定MATLAB軟件作為接口，創(chuàng)建數(shù)據(jù)處理用戶界面，編寫汽車經(jīng)濟(jì)性仿真系統(tǒng)。

圖1　程序流程圖

3、分析實(shí)例

選取基本性能參數(shù)如表所示的車型，根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和上述基本原理及計(jì)算公式，在仿真系統(tǒng)中輸入對(duì)應(yīng)工況的參數(shù)值，可以得到各工況時(shí)的燃油消耗率。

設(shè)中型滿載貨車的參數(shù)為：總質(zhì)量m=18000kg,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性圖可知：y=0.90,r=0.504,f=0.011,C=0.68, A=7.01,i=6.33,各檔傳動(dòng)比和質(zhì)量換算系數(shù)如表1所示：

表1

設(shè)定車輛行駛工況為：以25km/h勻速行駛，由25km/h勻加速至40km/h，以40km/h勻速行駛，由40km/h勻加速至50km/h，由50km/h勻減速至25km/h以及怠速工況；首先，根據(jù)燃油經(jīng)濟(jì)性仿真模型和燃油消耗率的計(jì)算公式，將實(shí)例車輛數(shù)據(jù)整理和輸入到仿真模型中，可得到如圖所示的計(jì)算結(jié)果：

圖2

通過對(duì)比實(shí)際汽車燃油消耗率24.85L/100km，其中怠速工況的數(shù)據(jù)僅供計(jì)算和測(cè)量過程使用，該車的燃油消耗率是符合工程指標(biāo)的，模擬仿真得出的結(jié)果符合目前規(guī)定，由此可知，該方法是可行的。

4、結(jié)論

對(duì)于該車現(xiàn)有的情況，修正汽車使用條件可以提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性，選擇合適的擋位、車速和路況，適當(dāng)?shù)呢?fù)荷率，經(jīng)常維護(hù)和調(diào)整，均是保證良好的車況和減少油耗的有效途徑；參照以上仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以快捷的了解汽車的相關(guān)運(yùn)行狀況，對(duì)改善汽車的運(yùn)行質(zhì)量提供理論數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)

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[4] 謝孝忠.汽車燃油消耗量的計(jì)算方法.客車技術(shù).1994.

[5] 余志生.汽車?yán)碚揫M].第三版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2000.

中圖分類號(hào)：U467.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-7988(2016)04-79-02

作者簡(jiǎn)介：朱世彬，就讀于長(zhǎng)安大學(xué)汽車學(xué)院。

Automobile fuel economy simulation and analysis

Zhu Shibin, Wang Lu, Zhu Rong, Zhao Chaochao
（Vehicle College, Chang’an University, Shaanxi Xi’an 710064 )

Abstract:With the growing tension of natural resources such as oil and other natural resources, the problem of fuel economy has become more prominent,In this paper, an efficient and accurate analysis method of fuel economy is proposed, which is based on the given operating conditions and qualifications,detecting the fuel consumption and its influence factors of the corresponding conditions,At the same time, put forward the improvement measures of energy saving.

Keywords:energy saving; fuel economy; analysis