基于城市道路汽車行駛工況的能量利用評價方法研究.pdf

1、隨著人民生活水平的不斷提高，我國汽車保有量正以前所未有的速度增長，導(dǎo)致交通能源消耗增加和環(huán)境污染的問題日益嚴(yán)重，建設(shè)節(jié)能環(huán)保、低碳、可持續(xù)發(fā)展的城市交通系統(tǒng)成為越來越迫切的需要。
　　汽車行駛工況對汽車燃油消耗量有直接影響，通過降低油耗，可以有效地控制城市汽車排放污染物，減少對大氣的污染。由于我國城市汽車運行的交通狀況、道路建設(shè)的規(guī)模和質(zhì)量等方面與歐洲有明顯差異，排放及油耗標(biāo)準(zhǔn)完全照搬歐洲ECE工況不符合我國的實際情況。因此，研究

2、適合我國城市道路交通特性的行駛工況具有實際意義。另外，汽車在不同行駛工況下制動時，大量的能量沒有被充分利用，導(dǎo)致汽車能量效率較低。如何將消耗的能量合理利用，提升能量利用率，也是解決能源利用問題的基本途徑之一。鑒與此，以哈爾濱城市道路為研究對象，針對哈爾濱市的氣候特點構(gòu)建不同季節(jié)不同道路類型的行駛工況，并對各類行駛工況的能量利用進(jìn)行評價，試圖從行駛工況能量利用的視角尋求降低城市交通能耗的途徑，實現(xiàn)城市交通的可持續(xù)發(fā)展。
　　論文對汽

3、車行駛和制動過程進(jìn)行了分析，提出了滑行工況、能耗、能態(tài)和能量利用率的概念，根據(jù)能量平衡原理建立了能量利用率評價模型。應(yīng)用臺架試驗獲取ECE工況不同制動初速度的滑行時間和滑行距離，通過對ECE工況的能量利用狀況進(jìn)行評價，制動行程能量利用率不到30％。建立ECE滑行工況循環(huán)數(shù)據(jù)表，利用ECE工況曲線和ECE滑行工況曲線進(jìn)行了燃油經(jīng)濟(jì)性試驗，對百公里油耗和平均速度兩個指標(biāo)的試驗結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，ECE滑行工況比ECE工況節(jié)能，平均速度

4、提高了12％，百公里油耗降低了25％。
　　應(yīng)用車載實時監(jiān)控技術(shù)，二次開發(fā)編寫程序，搭建了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。從試驗方法、試驗路段、試驗時段、試驗車輛和駕駛要求等方面詳細(xì)編制了汽車行駛工況試驗數(shù)據(jù)采集方案。按夏季和冬季兩個季節(jié)在選取的試驗路線上采集行駛工況的有效數(shù)據(jù)20萬條，應(yīng)用MATLAB編制程序，將道路試驗原始數(shù)據(jù)分割成1223個短行程，計算出單個短行程和總體數(shù)據(jù)的特征值結(jié)果。采用主成分分析和聚類分析方法，通過不同分類的短行程數(shù)目比

5、例、運行時間及運行模式的時間比例比較，將夏季和冬季的短行程總體樣本劃分為四類進(jìn)行哈爾濱城市道路行駛工況的研究。分析了不同季節(jié)哈爾濱城市道路的工況特點，汽車在道路上行駛的平均速度有較大差異，夏季為26.1km/h，冬季為19.52km/h。
　　論文針對不同季節(jié)汽車行駛的道路條件不同，確定了構(gòu)建夏季和冬季各類行駛工況的特征值選取方案。從各類短行程數(shù)據(jù)庫中選取滿足條件的片段，構(gòu)建不同季節(jié)哈爾濱城市快速路、主干路、次干路、支路及綜合行駛

6、工況，并對其進(jìn)行了誤差分析。繪制了各類行駛工況速度-力口速度聯(lián)合三維分布圖，結(jié)果表明分布趨勢相近。此外，還將哈爾濱城市道路綜合行駛工況與國內(nèi)外行駛工況進(jìn)行了比較。
　　應(yīng)用小波去噪方法將構(gòu)建的不同季節(jié)各類道路瞬態(tài)工況規(guī)范處理成模態(tài)工況。建立了各類模態(tài)工況的減速工況表，確定了計算能量利用率的滑行速度區(qū)間。通過臺架試驗獲得各類模態(tài)工況不同制動初速度的滑行時間和滑行距離，對不同季節(jié)不同道路類型模態(tài)工況的能量利用率進(jìn)行了計算并評價。結(jié)果表