1976年之后生产的车型,采用11行驶工况标准,从冷启动开始,重复4次的测试,并对全过程取样,行驶距离为4.08 Km,平均速度30.6Km/h。1991年11月开始采用新板的10-15行驶工况,如图1—5所示,由三个10行驶工况和一个15行驶工况构成。虽然10-15行驶工况并末被国际所公认,但行驶工况的研究在日本仍得到持续和深入的开展。
图1—5所示
4. 中国汽车行驶工况的发展状况
从汽车大国来讲(现在全世界汽车保有量以达到7.6亿辆,这其中美国占有2亿多辆、欧洲占有2亿多辆、日本占有7000万辆、而我国汽车以每年平均13%.5的速度增长载至2006年年底,汽车保有量为2200辆)对于研究汽车行驶工况我国是起步较晚的,在 20世纪80年代由长春汽车研究﹙一汽集团﹚对我国的北京天津和天津道路行驶工况进行了调查研究,但是直使用了以直方图为标准的统计方法,最基本的统计是以车速-加速度﹙u-α﹚直方统计,即找出汽车车速和加速度相应于时时、里程及油耗的概率密度和分布白`数据特征。目前我国乘用车的燃料消耗和排放测试工况等均采用欧洲ECE15行驶工况。载货车的燃料消耗测试采用6行驶工况法,如图1—6所示。城市客车的燃料消耗测试采用4行驶工况法,如图1—7所示,
图1—6所示
图1—6所示
2002年,国家科技部在十五“863”电动汽车重大专项工程中,设立了国家典型乘用车和城市客车道路行驶工况的研究课题﹙编号2003AA501993﹚。课题由国家汽车技术研究中心牵头,并与国内的一些大学和科研院所共同合作承担了课题的研究工作。载至2005年年初,项目取得了阶段性成果,公布了典型乘用车和城市客车道路行驶工况,标准分为两类:一类为瞬态道路行驶工况,另一类为稳态道路行驶工况。如图1—8所示、如图1—9所示分别给出了乘用车和城市客车的典型道路行驶工况。
图1—8所示
图1—9所示
㈢ .汽车行驶工况的特征分析
汽车在道路上的行驶状况如合是用一些参数表达出来的,如车速、加/减速度、运行时间等参数反映汽车运动的特征。通过对这些运动参数和特征的调查和解析,就能开发出能够代表运动特征的行驶工况。无论以模态或瞬态参数表达,行驶工况最终都表达为速度-时间曲线,时间步长(时间步长通常为1s)。
在相同的试验控制条件下﹙如环境温度、风速、滚动阻力系数等﹚使被测试的车辆在底盘测功机上复现行驶工况﹙模态测试方法﹚,就
可以将车辆的动力性能、经济性能以及车辆的排放性能等多项指数进行测试和对比。由于各种行驶工况具有这不同的运动特征,为此将这些运动特征归结为四种验测模式,怠速、匀速、加速、减速。应当指出同一辆车在不同道路上行驶的工况经过测试后的结果是不相同的。 对于行驶工况的统计分析需要引入一组经过测试后统计的特征值。这些特征值主要以:距离﹙Km﹚、时间﹙s﹚、平均车速﹙Km/h﹚、平均行驶速度﹙Km/h﹚最大车速﹙Km/h﹚、最大加速度﹙m/s2﹚、平均加速度﹙m/s2﹚、最大减速度﹙m/s2﹚、平均减速度﹙m/s2﹚、怠速时间比例﹙%﹚、匀速时间比例﹙%﹚、加速时间比例﹙%﹚、减速时间比例﹙%﹚、和最大特定功率Kmax﹙m2/s3﹚等。其中特定功率K﹙m2/s3﹚的定义为2υα﹙υ—车速,m/s;α—加速度,m/s2﹚,并取最大特定功率﹙Kmax﹚作为特征值。如表1—1所示给出了国内外一些典型行驶工况部分特征值的对比分析,主要包含时间、距离、平均车速、最大加速度和最大特定功率等参数。
世界各秈典型行驶工况部分特征值 表1—1所示
工况 PTP75 LA92 UDDS SC03 HWFET ARB02 US06 WVUCITY WVUSUB WVUINTER J10.15 COMMUTER 时间/S 2475 1436 1370 601 766 1640 601 1408 1665 1665 673 330 距离/Km 平均车速 ц/﹙km/s2﹚ 17.69 25.8 15.71 39.62 11.99 31.53 5.73 34.56 16.41 77.66 31.78 70.07 12.81 77.31 5.29 13.60 24.81 25.88 11.9 54.77 4.3 22.71 6.4 70.48 最大加速度 α/﹙m/s2﹚ 1.48 3.08 1.48 2.28 1.43 3.35 3.75 1.14 1.30 1.42 0.79 1.03 最大特定功率Kmax/﹙m/s2﹚ 40.15 57.08 40.15 47.06 31.29 96.06 97.69 20.65 25.24 23.33 8.81 14.34 NEDC 1180 10.87 32.12 ECE 196 0.98 18.35 NewYorKBus 600 0.98 5.94 NYCC 599 1.89 11.43 CBDTRUCK 850 3.51 14.88 CSHVR 1760 12.77 21.87 CBDBUS 575 3.21 20.24 UDDSHDV 1061 8.88 30.34 乘用车瞬态① 1195 7.68 23.14 乘用车模态① 1195 7.68 23.08 公交车瞬态 1304 5.83 16.10 公交车模态 1304 5.84 16.12 注意:汉字代表中国,①城市行驶工况。 1.06 1.06 2.77 2.68 0.36 1.16 1.03 1.96 2.29 1.39 1.25 0.83 18,51 14.65 39.70 38.76 4.77 21.02 14.02 45.08 51.74 38.58 19.23 17.46 通过对表1—1所示的对比分析,可以看到:
① 当Kmax﹙最大特定功率﹚值较低时而平均车速较高时,也就是说是以较低的功率来维持较高的运行速度,这时的车辆是处在一种比较理想的运行状态上﹙行驶工况比较理想﹚。一般来说,车辆在畅通的道路上如高速或市郊等道路上的运行状况就是以,如通勤﹙COMMUTER﹚、高速公路﹙HWFET﹚、和州际高速﹙WVUINTER﹚等工况。 ② 当ц﹙平均车速﹚、α﹙最大加车速﹚和Kmax﹙最大特定功率﹚值都均较低时,行驶工况是最适度的,如FTP72、NEDC等工况。 ③ 当α﹙最大加车速﹚和Kmax﹙最大特定功率﹚值都较高时,车辆的运行就需要有较大的功率才能维特在该种行驶工况下运行,相比来说是一个比较高力度的行驶工况,如LA-92和SC03等。
④ 当平均速度处于20Km/h以下时,最能代表市内驾驶、如NYCC、WVUCITY等行驶工况。
从表中还可以看出,US06是比较高力度的行使工况,其各项参数几乎都是美国环保局(FTP)所规定值的2.5倍。但从单纯特定功率上来看,美国的行使工况基本都是以瞬状运行工况,包含了加速度和
负荷的多种瞬状行驶工况的变化,其特定功率要比欧洲和日本行驶工况﹙模状﹚大得多,因此对车辆的动力生能要求比较苟刻。在选择和使用各种行驶工况时,可以通过研究这些特征值来选择适合各种不同需求的行驶工况。
在表中的基本特征参数的基础上,进一步研究各个行驶工况速度﹙10Km/h为间距划分﹚区间的概率分布特征,从统计学上分析各种行驶工况之间的差异。一般来说,认证行驶工况速度区间的概率分布范围是比较宽的;而研究行驶工况则侧重于表现车辆的两个极端的运行状态,即低速区间﹙中心城区﹚和高速区间﹙市郊和高速公路﹚概率分布权重均较大的运行情况 ㈣ .汽车行驶工况的开发方法
国内外重多的研究机构和政府部门对汽车行驶工况进行了相关大量的研究工作,尽管在釆集数据方式、数据分析方法、行驶工况解析与合成手段等方面形式多样,但总体的技术流程可以归结为如图1—10所示的流程。
图1—10所示
1. 开发计划
数据釆集的方式——可按照数据釆集的车辆来分为两大类获取 数据釆集的方法。
第一类是用于专门的数据釆集试验车,采集数据。安装好所要的