汽车燃油经济性的计算机仿真

点击“等速百公里油耗”, 输出汽车等速百公里燃油消耗量曲线, 在“速度”输入窗口输入汽车速度,将在相应的数据输出窗口显示该车速下的等速百公里燃油消耗量。

“循环工况油耗”主菜单分为“四工况、六工况与十五工况”3 个选项。选择其中一个工况, 将输出该工况循环图和该工况下汽车单位时间燃油消耗量曲线, 同时输出整个循环工况的百公里燃油消耗量曲线, 并在对应工况的输出窗口显示该循环工况的百公里燃油消耗量的值, 如图5 所示。

图5　燃油经济性仿真输出界面

F ig. 5　Simulat ion output interface of fuel economy

3．仿真实例和灵敏度分析

3.1　整车燃油经济性仿真实例

进入燃油经济性仿真模块, 按照东风EQ 140 型汽车基本车型参数和东风EQ 6100- É 型发动机的基本参数进行设置, 进行仿真计算。

1. 等速百公里燃油消耗量

图6 为EQ 140 型汽车等速百公里燃油消耗量曲线。在车速为60 km/h 时, 汽车的等速百公里燃油消耗量为26 L/100 km , 与60 kmöh 时的实际等速百公里燃油消耗量2615 L/100 km [4 ]基本吻合,误差为- 119%。

图6　等速百公里燃油消耗量仿真曲线

F ig. 6　Simulation curve of fuel consump tion in equal speed

1. 多工况循环百公里燃油消耗量

据GBöT 1254512—2001 规定, 总质量在3 500～ 14 000 kg的载货汽车, 按照六工况循环进行测试。

图7 为六工况循环图和该工况下EQ 140 型汽车单位时间燃油消耗量仿真曲线, 图8 为六工况的百公里燃油消耗量仿真曲线, 实际六工况的百公里燃油消耗量为2411 L/100 km。

图7　单位时间燃油消耗量仿真曲线

F ig. 7　Simulat ion curves of fuel consump t ion rate

图8　六工况循环百公里燃油消耗量仿真曲线

F ig. 8　Simulat ion curve of fuel consump t ion in recursive six wo rk ing condit ions

1. 整车灵敏度分析
1. 不同参数对汽车燃油经济性的影响

汽车的燃油经济性不仅与发动机类型、动力系统的合理匹配程度等因素有关, 还受汽车总质量、传动系机械效率、滚动阻力系数和空气阻力系数等参数的影响。

图9 和图10 分别为不同挡位与空气阻力系数对等速百公里燃油消耗量的影响结果。最高挡比次高挡百公里燃油消耗量低; 空气阻力系数增加时, 各车速下的百公里燃油消耗量增加。

图9　不同挡位的等速百公里燃油消耗量仿真曲线

F ig. 9　Simulat ion curves of fuel consump t ion of different gears in equal speed

图10　不同空气阻力系数的等速百公里燃油消耗量仿真曲线

F ig. 10　Simulat ion curves of fuel consump t ion of different Cd in equal speed

(2) 汽车燃油经济性参数灵敏度分析

汽车燃油经济性的参数灵敏度是指某参数的变化对燃油经济性的影响程度[5 ] , 即单位参数变化率引起的汽车性能指标的变化率。显然, 参数灵敏度是一个无量纲的量。

这里对等速百公里燃油消耗量和加速行驶工况燃油消耗量的参数灵敏度进行说明。等速行驶时的车速为50 kmöh , 加速行驶是汽车满载以4 挡加速,从40 km/h 加速到50 km/ h。汽车等速百公里燃油消耗量和加速行驶工况燃油消耗量分别见式(1) 和式(2)。

以装有东风EQ 6100- É 型发动机的5 t 东风EQ 140 型货车为例, 参数灵敏度如表1 所示。

表1　参数灵敏度

Tab. 1　Parameter sen s itiv ity

从表1 可以看出, 该车的燃油经济性参数灵敏度顺序为: 传动系机械效率GT、汽车质量m、滚动阻力系数f 、空气阻力系数Cd、迎风面积A 。

各参数对汽车燃油经济性的影响以传动系的机械效率和汽车的总质量最为显著, 滚动阻力系数、空气阻力系数与迎风面积的影响则小一些。

4．结束语

在建立汽车燃油经济性数学模型的基础上, 开发了汽车燃油经济性计算机仿真程序。以东风EQ 140 型汽车作为仿真计算的应用实例, 仿真计算的结果与其使用参数较为吻合。结果表明, 汽车燃油经济性计算机仿真系统可以对汽车各种行驶工况下的燃油经济性指标进行预测。

参考文献

1 杜志强. 仿真技术在汽车研发中的应用及发展趋势[J ]. 上海汽车, 2005 (5) : 36～ 39.

2 刘碧荣. 基于MA TLAB 的汽车动力性和燃油经济性仿真[D ]. 北京: 北京理工大学, 2006.

3 余志生. 汽车理论[M ]. 第3 版. 北京: 机械工业出版社, 2000.

4 曹会智, 董连玉, 樊金哲. 解放CA 1091 解放CA 1092 东风EQ 1090 汽车结构与维修[M ]. 北京: 北京理工大学出版社,1996.

5徐中明, 胡云龙. 汽车动力性和燃油经济性的参数灵敏度[J ]. 专用汽车, 1994 (1) : 20～ 22.

6盛朝强, 谢昭莉. 基于电惯量的汽车惯性式制动试验系统的设计[J ]. 重庆大学学报: 自然科学版, 2005, 28 (1) : 21～

23.

7 王仁广, 刘昭度, 马岳峰, 等. 制动器惯性试验台的改进设计[J ]. 农业机械学报, 2006, 37 (6) : 17～ 19.

8 顾绳谷. 电机及拖动基础[M ]. 北京: 机械工业出版