發(fā)動(dòng)機(jī)全工況下燃油消耗率計(jì)算方法的研究

陳國(guó)輝，劉雨龍，華從波

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發(fā)動(dòng)機(jī)全工況下燃油消耗率計(jì)算方法的研究

陳國(guó)輝，劉雨龍，華從波

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章將線性回歸算法運(yùn)用于發(fā)動(dòng)機(jī)全工況燃油消耗率的計(jì)算，得出計(jì)算結(jié)果繪制成萬(wàn)有特性曲線圖，并通過(guò)與車(chē)輛等速燃油消耗實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比認(rèn)為該計(jì)算方法可行。此方法可為車(chē)輛經(jīng)濟(jì)性計(jì)算提供依據(jù)。

線性回歸；發(fā)動(dòng)機(jī)全工況；汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性

1 引言

發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率是在發(fā)動(dòng)機(jī)在臺(tái)架試驗(yàn)中，輸入發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和功率所得。由于試驗(yàn)條件的限制，只能輸入有限的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和功率，獲得有限的燃油消耗率實(shí)測(cè)值，這顯然不利于整車(chē)油耗計(jì)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(qiáng)大的矩陣計(jì)算和數(shù)據(jù)可視化能力，為發(fā)動(dòng)機(jī)全工況下燃油消耗率的計(jì)算提供新的方法。

2 模型建立

發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果提供了發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性數(shù)據(jù)，如下表所示。

表1 某車(chē)型發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性試驗(yàn)值

發(fā)動(dòng)機(jī)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(jì)算

當(dāng)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)全工況燃油消耗率時(shí)，數(shù)據(jù)較多，手工計(jì)算復(fù)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(diǎn)矩陣作為輸入條件，用一維插值函數(shù)interpl()進(jìn)行差值運(yùn)算，MATLAB提供了三種插值方法可選‘linear’(線性的，此選項(xiàng)是默認(rèn)的，它在兩個(gè)點(diǎn)之問(wèn)簡(jiǎn)單地采用直線擬合，故擬合結(jié)果與實(shí)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(jì)算結(jié)果如下表所示：

表2 發(fā)動(dòng)機(jī)全工況燃油消耗率計(jì)算值

因該發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩達(dá)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(shí)車(chē)驗(yàn)證

5 結(jié)論

基于線性回歸算法的發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率的擬合有完備的理論基礎(chǔ)，計(jì)算結(jié)果不僅可以畫(huà)出發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線，還可以得出全工況下的發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率，為發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗量的計(jì)算提供依據(jù)。本文結(jié)合實(shí)際測(cè)量值，以最簡(jiǎn)單的車(chē)輛等速百公里油耗值的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果相近。

在實(shí)際應(yīng)用中，由于發(fā)電機(jī)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵、空調(diào)壓縮機(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的存在，會(huì)一定程度的帶來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)功率損失，這些負(fù)載在計(jì)算中可作為發(fā)動(dòng)機(jī)阻力功率的一部分，從而擬合出不同車(chē)型實(shí)際狀況下的燃油消耗率值。

[1] 李金輝,徐立友.基于MATLAB 語(yǔ)言的發(fā)動(dòng)機(jī)特性研究[J].汽車(chē)科技, 2005(3) : 40-42.

[2] 關(guān)志偉,楊玲,施繼紅.基于MATLAB語(yǔ)言的發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2003,25(3):339-342.

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

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[5] 徐志生等.汽車(chē)?yán)碚?機(jī)械工業(yè)出版社.2010.10:38~50.

[6] 陳國(guó)輝,華從波.基于二元插值算法的汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性計(jì)算方法的研究.農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)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(guó)輝，男，(1980.4-)，碩士，就職于安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，底盤(pán)總布置主管工程師。劉雨龍，男，（1989.3-）學(xué)士，就職于安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，底盤(pán)總布置主管工程師。華從波，男，就職于安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，技術(shù)中心動(dòng)力新技術(shù)院院長(zhǎng)。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.014