基于城市交通特征的公交車燃油經濟性模擬計算研究

武萍 侯海妮

摘要：本文結合城市交通的特征，在公交燃油經濟性指標中加入了停車怠速工況，構成五循環工況完成公交車燃油經濟性的模擬計算。結果顯示，模擬計算結果與實際測得結果吻合，證實了本次模擬計算方法的合理。

關鍵詞：城市交通特征;公交車;燃油經濟性

對于整車生產商來說，汽車動力傳動參數的確定極為關鍵，其直接影響著生產車輛的應用效果。在進行汽車動力傳動參數的確定中，普遍使用了車輛燃油經濟性模擬計算的方式完成。現階段，城市公交行業迅速發展，公交車輛的需求量提升。因此，結合城市交通特點完成燃油經濟性模擬計算具有較高的現實意義。

一、城市交通的特征分析

對于城市交通來說，其特征因不同城市的規模、性質、結構、地理位置和政治經濟地位等因素的不同而存在差異，但是從總體上來說，其具有的主要特點相對一致，具體如下：城市交通的重點是客運;早晚上下班時間是城市客運高峰;城市客運量大小與各該城市的總體規劃和布局有直接關系。

對于城市公交來說，受到道路情況的限制，在運行中普遍使用低速擋，運行速度相對較低。同時，乘客量、負荷率變化相對較大[l]。由于其各個站點之間的距離較近，因此原地起步加速的頻率更高，結合紅綠燈、乘客上下車的限制，原地怠速時長更長，且有20%-40%的時間保持在滑行狀態。

二、基于城市交通特征的公交燃油經濟性模擬計算

（一）經濟性評價指標

通常情況下，燃油經濟性評價指標為等速百公里燃油消耗量、基于某循環工況的百公里燃油消耗量完成計量。結合城市交通的特點以及城市公交車的實際運行特點，本文主要設定了0-25原地起步換擋加速、25等速、25-35加速、35-0減速、停車怠速五種公交車循環工況作為評價指標。其中，停車怠速工況主要實現了對公交車等待紅綠燈、乘客上下車的模擬。此時，燃油經濟性的模擬汁算與評價主要使用上述五種工況百公里燃油消耗量完成確定。

在本次模擬計算中，設定公交車兩個相鄰站點之間的距離為800米（規定為800-1000米）;公交車在各個站點的等待市場設為20秒，換算到100千米后其怠速時間為2500秒。由此能夠得到以下數據：在0-25原地起步換擋加速的工況中，0-25的行程為5 5米、累計行程為5.5米、時間為5 6秒、由二擋換至三擋、換擋車速為6-8km/h;原地起步的行程為24.5米、累計行程為30米、時間為8.8秒、由二擋換至四擋、換擋車速為13-15km/h.換擋加速的行程為50米、累計行程為80米、時間為11.8秒、由四擋換至五擋、換擋車速為19-2lkm/h;對于25等速工況來說，行程為120米、累計行程為270米、時間為17.3秒、檔位為五檔;對于25-35加速工況來說，行程為160米、累計行程為430米、時間為19.2秒、檔位為五檔;對于35-0減速工況來說，行程為270米、累計行程為700米、時間為55秒、檔位為空檔;對于停車怠速工況來說，行程為0米、累計行程為700米、時間為3980秒、檔位為空檔。

利用公式Qs=∑Q/S×100+Qdt能夠完成該公交車燃油經濟性評價指標的確定。其中，Qs代表了整個循環的百公里燃油消耗量，單位為L/lOOkm;∑Q代表了除停車怠速工況外的總燃油消耗量，單位為m1;S代表了整個循環的行駛距離，單位為m; Qd代表了停車怠速工況的燃油消耗率，單位為L/s;t代表了停車怠速的時長，單位為s。

（二）怠速燃油消耗量的模擬計算

城市公交在運行中主要使用了柴油機，在發動機轉速保持穩定的情況下，整機的機械損失功率、指示熱效率不會隨著負荷的變化而發生變化。在計算軟件的支持下，能夠得出該公交車發動機耗油量與負荷的特性曲線與對應數值。取發動機有效功率為25以及大于20小于25的兩工況，分別設為A工況與B工況，結合相關數據，能夠得出該公交車發動機的平均機械損失功率。A工況與B工況的表達式如下：

（三）百公里燃油消耗量的模擬計算

由于公交車在起步階段有離合器的作用，因此無法直接使用萬有特性曲線完成燃油消耗量的計算[2]。只有在滿足發送機最低穩定轉速要求的基礎上，才能夠使用萬有特性曲線計算燃油消耗量。在本次模擬計算中，對于低于發動機怠速轉速的情況均依照發動機怠速處理，然后再利用萬有特性曲線、怠速燃油消耗量計算百公里燃油消耗量。結果顯示，除停車怠速工況外，其他四種工況的燃油經濟性模擬計算結果為29.087L/lOOkm，實際測得的平均值為28.8L/lOOkm，結果吻合，證實本次模擬計算方法的正確。包含停車怠速工況的燃油經濟性模擬計算結果為30.9533L/lOOkm，實際測得的燃油消耗量為3IL/lOOkm，結果吻合，證實本次模擬計算方法的合理。

三、總結

綜上所述，本文在國家標準的四項循環工況基礎上，引入了停車怠速工況，構成五循環工況完成公交車燃油經濟性的模擬計算，體現出了城市交通的特點，結果顯示，模擬計算結果與實際測得結果吻合，證實本次模擬計算方法的合理。

參考文獻：

[1]鄧植譯汽車燃油經濟性評價方法的研究[D]西南交通大學，2015.

[2]莊毅勝混合動力客車城市公交行駛工況條件下的能耗測試研究[D]武漢理工大學，2010.

作者簡介：武萍（1976.01.13-），漢族，山東濟南人，本科，經濟師，交通經濟類;侯海妮（1975.06-），漢族，山東威海人，本科，經濟師，交通經濟類。