輕型車油耗和排放的建模及參量分析

隨著資源和環(huán)境問題的日益嚴重，各國法規(guī)對排放的要求越來越嚴。傳統(tǒng)測量排放的方法主要依靠實車試驗，不但成本高，周期也很長，采用軟件仿真的方法可以一定程度上彌補實車測試的不足。本文使用CRUISE仿真軟件建立了柴油機汽車燃油經(jīng)濟性和排放的動態(tài)模型，研究了行駛工況和整車參數(shù)對輕型柴油機排放的影響。模型的主要輸入數(shù)據(jù)如燃油消耗和排放圖，均來源于實車試驗數(shù)據(jù)。整車參數(shù)基于柴油機車的實車參數(shù)，實車試驗數(shù)據(jù)由便攜式排放測量裝置測得，燃油消耗率通過碳平衡方法計算得到。

由于試驗車為前輪驅動，搭配自動變速器，因此采用CRUISE中的Aut FWD模塊進行建模。建模過程分為3步：預處理階段完成數(shù)據(jù)的讀入并確定運行條件；主體階段預測最優(yōu)的運行條件；后處理階段計算燃油經(jīng)濟性和排放。CRUISE提供的模塊中默認參數(shù)對預測的準確性并沒有太大的影響，但是液力變矩器的參數(shù)對預測結果影響很大。

為了驗證模型預測的準確性，在3種不同工況下做了實車試驗和模型預測的對比試驗，并將兩組數(shù)據(jù)進行了比較。試驗結果表明，模型預測的CO2排放量和實車測得的數(shù)據(jù)相吻合，NOx的變化趨勢和實車試驗測得的趨勢基本一致，表明本文所建立的汽車動態(tài)模型有很高的準確性，可以用來做參量分析。通過定量的改變參數(shù)，分析了各主要參數(shù)對排放的影響。分析顯示，主要參數(shù)，如整備質(zhì)量、滾動阻力和牽引阻力等對燃油經(jīng)濟性的影響很小，約1%～3%。

JongTaeLeeetal.SAE 2014-01-2020.

編譯：白洪濤