發(fā)動機全工況下燃油消耗率計算方法的研究

陳國輝，劉雨龍，華從波

?

發(fā)動機全工況下燃油消耗率計算方法的研究

陳國輝，劉雨龍，華從波

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章將線性回歸算法運用于發(fā)動機全工況燃油消耗率的計算，得出計算結(jié)果繪制成萬有特性曲線圖，并通過與車輛等速燃油消耗實測值進行對比認為該計算方法可行。此方法可為車輛經(jīng)濟性計算提供依據(jù)。

線性回歸；發(fā)動機全工況；汽車經(jīng)濟性

1 引言

發(fā)動機的燃油消耗率是在發(fā)動機在臺架試驗中，輸入發(fā)動機轉(zhuǎn)速和功率所得。由于試驗條件的限制，只能輸入有限的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和功率，獲得有限的燃油消耗率實測值，這顯然不利于整車油耗計算和變速箱速比的選擇。本文采用多元線性回歸的方法，借助MATLAB軟件強大的矩陣計算和數(shù)據(jù)可視化能力，為發(fā)動機全工況下燃油消耗率的計算提供新的方法。

2 模型建立

發(fā)動機臺架試驗結(jié)果提供了發(fā)動機萬有特性數(shù)據(jù)，如下表所示。

表1 某車型發(fā)動機萬有特性試驗值

發(fā)動機燃油消耗率1可看做轉(zhuǎn)速和扭矩(,)的函數(shù)，根據(jù)多元線性回歸理論，建立模型如下：數(shù)()[1-3]。

3 MATLAB中全工況燃油消耗率的計算

當計算發(fā)動機全工況燃油消耗率時，數(shù)據(jù)較多，手工計算復雜，可以采用MATLAB中meshgrid[4]函數(shù)生成轉(zhuǎn)速—扭矩圖中的自變量格點矩陣作為輸入條件，用一維插值函數(shù)interpl()進行差值運算，MATLAB提供了三種插值方法可選‘linear’(線性的，此選項是默認的，它在兩個點之問簡單地采用直線擬合，故擬合結(jié)果與實際不符)，‘cubic’(三次的)和‘spline’(樣條型)等，本文采用擬合效果較好的‘spline’型插值方法建立模型。計算結(jié)果如下表所示：

表2 發(fā)動機全工況燃油消耗率計算值

因該發(fā)動機扭矩達不到150Nm，故150Nm扭矩的燃油消耗率為非數(shù)NaN。利用contour[5]命令繪制等油耗率曲線二維圖，如圖1所示。

4 等速油耗的實車驗證

5 結(jié)論

基于線性回歸算法的發(fā)動機燃油消耗率的擬合有完備的理論基礎，計算結(jié)果不僅可以畫出發(fā)動機萬有特性曲線，還可以得出全工況下的發(fā)動機燃油消耗率，為發(fā)動機燃油消耗量的計算提供依據(jù)。本文結(jié)合實際測量值，以最簡單的車輛等速百公里油耗值的計算結(jié)果進行對比，理論計算結(jié)果與實測結(jié)果相近。

在實際應用中，由于發(fā)電機、動力轉(zhuǎn)向泵、空調(diào)壓縮機等發(fā)動機負載的存在，會一定程度的帶來發(fā)動機功率損失，這些負載在計算中可作為發(fā)動機阻力功率的一部分，從而擬合出不同車型實際狀況下的燃油消耗率值。

[1] 李金輝,徐立友.基于MATLAB 語言的發(fā)動機特性研究[J].汽車科技, 2005(3) : 40-42.

[2] 關志偉,楊玲,施繼紅.基于MATLAB語言的發(fā)動機萬有特性研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學學報,2003,25(3):339-342.

[3] 王興海,張謝恩,寧智,等.內(nèi)燃機特性曲線繪制的神經(jīng)網(wǎng)絡技術[J].航空計算技術,2007,37(5):1-4.

[4] 蘇金明,阮沈勇.MATLAB 實用教程[M].北京:電子工業(yè)出版社, 2005

[5] 徐志生等.汽車理論.機械工業(yè)出版社.2010.10:38~50.

[6] 陳國輝,華從波.基于二元插值算法的汽車經(jīng)濟性計算方法的研究.農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2012,12(7):26-28.

Fuel Consumption Calculation Method Research in Full Condition of Engine

Chen Guohui, Liu Yulong, Hua Congbo

( Anhui Jianghuai Automobile Group CO., LTD, Anhui Hefei 230601 )

In this paper, I try to educe the linear regression algorithm to the calculation of fuel consumption in all conditions of the engine, get the result and draw into a universal characteristic curve, make sure the calculation method is feasible by comparing with the measured value of the vehicle fuel consumption. This method can provide a basis for the calculation of vehicle economy.

linear regression; full condition of engine;Automobile economy

B

1671-7988(2018)16-39-02

U462.3

A

1671-7988(2018)16-39-02

CLC NO.: U462.3

陳國輝，男，(1980.4-)，碩士，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司，底盤總布置主管工程師。劉雨龍，男，（1989.3-）學士，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司，底盤總布置主管工程師。華從波，男，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司，技術中心動力新技術院院長。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.014