發(fā)布時間：2020-10-16 14:52

　　 進入21世紀以來,科學技術日新月異,汽車工業(yè)也蓬勃發(fā)展,我國機動車保有量持續(xù)穩(wěn)定增長,能源危機以及機動車尾氣排放已經成為我國交通領域里亟需解決的問題。為了降低機動車污染物排放,我國制定了嚴格的排放標準,但排放標準都是根據歐洲的道路測試循環(huán)制定的。由于歐洲國家的道路特點和我國有較大的不同,其測試循環(huán)并不能真實反映我國實際道路交通情況,因此開發(fā)出適合本土道路的循環(huán)工況,并基于工況進行道路排放特點的研究,對于我國新車型的開發(fā)以及節(jié)能減排具有重要意義。本文以太原市在用的15輛公交車為研究對象,選取能夠反映太原市公交車道路運行特點的10條線路為研究路線,采用車輛正常運行法,采集了6個月的車輛行駛數據,建立了太原市公交車實際道路行駛的數據庫。對采集得到的原始數據進行了異常數據剔除、尖點和毛刺數據處理等,保證了數據的準確性。對處理后的數據進行短行程劃分,得到了2104個運動學片段。定義了26個描述運動學的特征值參數和描述總體分布的特征值參數,運用主成分分析法和聚類法解析出太原市公交車在擁堵、一般、順暢環(huán)境下的三類代表型工況。根據相關系數從大到小的原則從三類工況中選取相應運動片段合成太原市公交車瞬態(tài)行駛工況。通過對構建工況進行特征值誤差分析和速度-加速度聯合分布比較,驗證了構建工況的有效性,并與其它典型瞬態(tài)工況進行對比分析,發(fā)現構建的太原市瞬態(tài)工況與目前引用的歐洲工況有較大的差異。在太原市公交車瞬態(tài)工況的基礎上,根據公交車行駛特點,構建出三種道路環(huán)境下的模態(tài)工況模型,運用多目標分析理論進行優(yōu)化,明確了優(yōu)化變量、目標函數和約束條件。運用Matlab優(yōu)化工具箱進行計算,最終將計算所得的三類模態(tài)工況合成了太原市公交車綜合模態(tài)行駛工況。通過對構建工況進行特征值誤差分析和速度-加速度聯合比較完成了工況有效性驗證,將構建的太原市公交車模態(tài)工況和世界其它國家的模態(tài)工況進行了對比分析,結果表明,太原市公交車模態(tài)工況能夠反映太原市公交車實際道路運行特點。利用車載尾氣檢測設備對公交車進行了尾氣排放測試,測試結果表明,公交車的行駛道路類型、速度加速度、行駛模式都會影響公交車污染物排放情況。公交車在城市次干道上的污染物排放速率明顯大于主干道和支路道路上的排放速率,這主要是由于次干路上比較擁堵,公交車在加速時間內產生的CO、NO_x和HC排放速率最大造成的。公交車以中高速加速行駛時,CO和NO_x的排放速率將達到最大值,而當公交車由怠速狀態(tài)急劇加速時,此時HC的排放速率將達到最大值。
【學位單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X322;U491.17
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義
    1.3 國內外相關研究現狀
        1.3.1 國外汽車行駛工況研究現狀
        1.3.2 國內汽車行駛工況研究現狀
        1.3.3 工況構建方法
    1.4 本文主要研究內容
第二章 公交車行駛工況試驗規(guī)劃
    2.1 數據采集方法
    2.2 數據采集路線、車輛及駕駛員的選擇
        2.2.1 采集路線的篩選
        2.2.2 實驗車輛的選擇
        2.2.3 駕駛人員的選擇
    2.3 數據采集平臺
        2.3.1 車載數據采集終端
        2.3.2 數據監(jiān)控統(tǒng)計平臺
    2.4 數據采樣間隔和采集時間
    2.5 本章小結
第三章 數據處理
    3.1 采樣數據預處理
        3.1.1 異常數據剔除
        3.1.2 尖點數據處理
        3.1.3 毛刺數據處理
    3.2 短行程劃分法
        3.2.1 短行程定義
        3.2.2 特征值定義及計算
    3.3 特征參數值的計算
        3.3.1 用于描述運動學片段的特征值計算
        3.3.2 用于描述整體分布的特征值計算
    3.4 本章小結
第四章 太原市公交車瞬態(tài)工況的構建
    4.1 主成分分析
        4.1.1 主成分分析理論
        4.1.2 主成分分析結果
    4.2 聚類分析
        4.2.1 快速聚類法分析理論
        4.2.2 聚類分析結果
    4.3 瞬態(tài)工況的合成
    4.4 瞬態(tài)工況的驗證
        4.4.1 特征參數誤差分析
        4.4.2 速度-加速度聯合分布驗證
    4.5 與典型工況的對比
    4.6 本章小結
第五章 太原市公交車模態(tài)工況構建
    5.1 多目標優(yōu)化問題概述
    5.2 模態(tài)工況構建
        5.2.1 模態(tài)工況模型建立
        5.2.2 模態(tài)工況優(yōu)化求解
    5.3 模態(tài)工況驗證
        5.3.1 特征參數誤差驗證
        5.3.2 速度-加速度聯合分布驗證
    5.4 與典型模態(tài)工況的對比
    5.5 本章小結
第六章 基于公交車行駛工況的排放特征研究
    6.1 試驗方案設計
        6.1.1 車載排放測試系統(tǒng)簡介
        6.1.2 排放測試車輛和路線的選擇
    6.2 數據預處理及對比分析
        6.2.1 車輛發(fā)動起步延遲數據修正
        6.2.2 車輛怠速起步延遲數據修正
        6.2.3 排放測試工況與總體工況數據的對比分析
    6.3 排放特征分析
        6.3.1 評價參數定義
        6.3.2 不同類型道路上對公交車燃料消耗和排放的影響
        6.3.3 速度加速度對公交車燃料消耗和排放的影響
        6.3.4 不同行駛模式對公交車燃料消耗和排放的影響
    6.4 本章小結
第七章 全文總結及展望
    7.1 全文總結
    7.2 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間取得的研究成果

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本文編號：2843402