輕型車(chē)油耗和排放的建模及參量分析

隨著資源和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，各國(guó)法規(guī)對(duì)排放的要求越來(lái)越嚴(yán)。傳統(tǒng)測(cè)量排放的方法主要依靠實(shí)車(chē)試驗(yàn)，不但成本高，周期也很長(zhǎng)，采用軟件仿真的方法可以一定程度上彌補(bǔ)實(shí)車(chē)測(cè)試的不足。本文使用CRUISE仿真軟件建立了柴油機(jī)汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放的動(dòng)態(tài)模型，研究了行駛工況和整車(chē)參數(shù)對(duì)輕型柴油機(jī)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(lái)源于實(shí)車(chē)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。整車(chē)參數(shù)基于柴油機(jī)車(chē)的實(shí)車(chē)參數(shù)，實(shí)車(chē)試驗(yàn)數(shù)據(jù)由便攜式排放測(cè)量裝置測(cè)得，燃油消耗率通過(guò)碳平衡方法計(jì)算得到。

由于試驗(yàn)車(chē)為前輪驅(qū)動(dòng)，搭配自動(dòng)變速器，因此采用CRUISE中的Aut FWD模塊進(jìn)行建模。建模過(guò)程分為3步：預(yù)處理階段完成數(shù)據(jù)的讀入并確定運(yùn)行條件；主體階段預(yù)測(cè)最優(yōu)的運(yùn)行條件；后處理階段計(jì)算燃油經(jīng)濟(jì)性和排放。CRUISE提供的模塊中默認(rèn)參數(shù)對(duì)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性并沒(méi)有太大的影響，但是液力變矩器的參數(shù)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果影響很大。

為了驗(yàn)證模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，在3種不同工況下做了實(shí)車(chē)試驗(yàn)和模型預(yù)測(cè)的對(duì)比試驗(yàn)，并將兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。試驗(yàn)結(jié)果表明，模型預(yù)測(cè)的CO2排放量和實(shí)車(chē)測(cè)得的數(shù)據(jù)相吻合，NOx的變化趨勢(shì)和實(shí)車(chē)試驗(yàn)測(cè)得的趨勢(shì)基本一致，表明本文所建立的汽車(chē)動(dòng)態(tài)模型有很高的準(zhǔn)確性，可以用來(lái)做參量分析。通過(guò)定量的改變參數(shù)，分析了各主要參數(shù)對(duì)排放的影響。分析顯示，主要參數(shù)，如整備質(zhì)量、滾動(dòng)阻力和牽引阻力等對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響很小，約1%～3%。

JongTaeLeeetal.SAE 2014-01-2020.

編譯：白洪濤