整车行驶工况与性能匹配(2)

2019-04-13 21:26

“毒雾”事件,部分居民喉咙肿痛,胸闷气短,此后年复一年不断发生此事件,特别严重的是1955年9月的两天之内就有400多名65岁以上的老之死亡,几千人受到不同程度的伤害,蔬菜变质,1/4的森林干枯而死亡。

由于现代交通网络的发展,实现了许多新干线和高速公路,车辆在高速公路上运行的时间占总出行时间的比例越来越多,这使发动机的三种主要污染物﹙一氧化碳CO、碳氢化合物CxHy和氮氧化合物NOx﹚的排放特征随之也发生了改变,于是美国环保局﹙EPA﹚也发布了经过修订的“认证车辆排放测试程序﹙FTP)”版本。在此期间开发了许多更加真实的交通状况的发动机工况,如考虑到车辆在行驶过程中所变化的道路情况US06、车辆在行驶过程中所开空调满负荷运行的SC03等,作为FTP的补充的发动机工况,形成了一个比较完正的FTP发动机工况的法规,并应用于2001年后所生产的车型排放测试。HWFET的行驶工况是用于乘用车在高速公路上燃油经济性测试的运行工况,如图1—2所示。另外,考虑到道路的坡度对车辆燃油的削耗影响,还开发了可变坡度的HWFET-MTN工况。

美国乘用车型在高速公路上行驶的工况图1—2所示 除了述发动机运行工况外,还有以下几种典型的研究型工况。 ⑴ LA92——具有很高的最高速度和平均速度、有这较少的怠速运行时间和在单位里程中的停车次数以及更高的最大加速度。﹙这项测试指标就是发动机在一定指标下的最大的负荷运行工况﹚。

⑵ ARB02——加州大气资源委员会﹙CARB﹚根据对车辆的长期跟踪所研究开发出的发动机运行工况,目的是测试车辆处在FTP72边缘之外区域外发动机运行情况,它包括了冷启动和行程结束的部分﹙拈冷启动过程和冷启动结束的过程部分﹚

⑶ HL07——是美国环保局协同汽车制造商开发的发动机运行工况,目的是测试车辆在超出一定速度范围情况下的一系列加速度的能力,在这些加速度的情形下车辆必须全开油门。(它主测试车辆在各个速度层级中的发动机运行工况,以便开发和修正美国现有的发动机运行工况)。

⑷ REP05——针对未被FTP工况所覆盖的车辆运行工况范围,如开发了一些驾驶过程中的发动机运行工况﹙人和人的驾驶方法是不一样的,所以也会给车辆的运行带来各种运行工况﹚。

⑸ REM01﹙Remainder﹚——用于启动状况研究的工况等。它们都以速度和加速度为目标,注重研究更加细致的瞬态变化过程。 ② 重型车辆的行驶工况——近年在研究重型车辆的行驶工况时有侧重于向瞬态工况方向靠拢的趋势。其中BAC被堆荐为测试重型车辆燃油经济性的操作规程﹙SAEJ1376﹚。CBD14是商业中心区域的车辆测试运行工况,它也是BAC复合测试运行工况的一部分。运用14个相同的运行工况模拟公交车停车及运行的驾驶模式。CBD14近似于CBDBUS运行工况,但是时间步长可变﹙运行时间和道路的长度是可以有所变化的﹚。

比较著名的还有市内测功机测试工况﹙UDDSHDV﹚,它主要模拟重

型汽油机在市内区域进行运行工况的操作,运行长度为1060s,怠速为33%,而中均速度为30.4Km/h,并用于燃油蒸发排放测试。纽约城市运行工况﹙NYCC﹚则更是代表了市内区域道路的大型车辆的运行工况。它们作为FTP标准工况被广泛应用。如图1—3所示分别给出了市内测功机测试工况和纽约城市运行工况两种行驶工况标准。

图1—3所示

为了评价公交车的排放效果,通过覆盖几条不同的、公认为比较繁忙的公交线路,美国西弗吉尼亚大学﹙WVU﹚对纽约城市曼哈顿地区的公交车进行了混合动力和常规动力的操作和状态进行了调查,并开发了一组含10个短行程的运行工况,短行程之间怠速时段19s;为了满足能量的消耗测试指标,将短行程的测试数目增加到20个,作为常规的在用运输车辆﹙货车和城市客车﹚的运行工况。 除了用于对低盘进行测功﹙测功机﹚的工况外,对于重型车辆的发动机在台架上进行代表性工况测量,以转速和转矩的计算,描述出车辆特性。通常测试工况包括一套稳定的按照发动机转速和转矩﹙欧洲和日本规定﹚定义的操作事项,或者是同时以瞬时发动机转速和转矩指标﹙美国规定﹚的瞬态工况(对于功率的测试各国之间是可以相互使用技术指标,但对排放物各国之间一般是不可以相互使用技术指标的)。

2.欧洲汽车的行驶工况﹙EDC﹚

研究人员系统地研究了适合欧洲交通状况的各种不同车辆的行驶

特征的行驶工况,并依据道路的拥挤程度或车辆流量的大小,以不同的道路区域加以分类定义,如市区道路、郊区道路和高速道路以及平均速度、加速度的多种层级的归类,人为地开发了多层叠成稳定性的速度和加速度的片段。

认证于轻型车辆在低盘测功机上的排放标准﹙欧洲EDC﹚,又称为MVEG-A,而现在发展为新的欧洲汽车行驶工况﹙NEDC﹚。在该工况里局部的行驶速度是设定为恒定的,是一种稳态工况﹙ECE15﹚,包抬市内﹙EUDC﹚、市郊或市郊低工率的汽车行驶工况﹙EUDCL﹚。ECE15是一类包括4种具有代表在市区内驾驶车辆状况的行驶工况﹙UrbanDC﹚,具有低速,低负荷和低排气温度的特征指标。由于车辆在城郊运行量的增加,1992年开发了代表高速行驶工况的EUDC或EUDC-LOW片段,在ECE15的基础上增加了1个EU-DC或EUDC-LOW,构成了现在大家熟知的ECE+EUDC。在2000年之前实际应用时的行驶工况是不计量0~40s的运行数据,即欧洲Ⅱ号排放法规。而欧洲Ⅲ/Ⅳ号排放法规则由于更加严格控制车辆的排放﹙发动机的冷启动排放﹚,排放采样是和运行工况同步进行,并称为新的欧洲运行工况﹙筒称NEDC﹚,验测时间持续为1180s,平均速度为32.1km/h,最大加速度为1.06m/s2。

由于变速策略的不同﹙变速采用的装置不同﹚,在模态状况下运行工况时所消耗的能原或排放很可能造成测试结果有一些细微的差异。欧洲ECER15.04所釆用的行驶工况,是针对手动和自动挡位的车辆考虑到的差异,行驶工况的行驶距离和平均速度分別为4.06km和

18.7km/h﹙手动﹚以及3.98km和18.4km/h﹙手动﹚。如图1—4所示

图1—4所示

从行驶速度和时间曲线中可分析发现,欧洲行驶工况的稳定速度比例太高;各种驾驶状况的分布不均,如平均驾驶工况的持续时间较短而市区中心的驾驶工况持续时间较长等,而且平均加速度值也比真实的要低。总之,由于EUDC属于模态行驶工况,并不能代表真实的驾驶状况,存在这一定的局限性。

出于新型动力车辆的需求,欧洲开发了基于BRITE-EURAM HYZEM项目,开发了一组HYZEM的瞬间行驶工况。HYZEM包含了市内道路行驶工况、市郊道路行驶工况和高速行驶工况。该行驶工况是基于贯穿了欧洲城市道路,以89部车辆的真实驾驶模式所记录的数据开发的行驶工况,因而它代表了欧洲车辆的行驶工况的实际运行标准。相对于模态行驶工况,其部分稳定速度要少很多,平均速度40.4Km/h,停车次数0.69次/ Km,平均加速度0.71m/s2,最丈加速度1.3m/s2。可能由于它是1997年后所研究的成果,尚末被官方采用,但己被各种研究工作广泛应用。 3.日本汽车的行驶工况

日本与欧洲的行驶工况相似,也属可模态行驶工况。在1976年之前,日本一直采用本国的10行驶工况标准﹙10mode﹚来模似市内道路的行驶工况,要重复6次的测试,对后56次取样,即所谓热启动。


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