進入21世紀以來,科學(xué)技術(shù)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(jīng)成為我國交通領(lǐng)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(jù)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(shù)據(jù),建立了太原市公交車實際道路行駛的數(shù)據(jù)庫。對采集得到的原始數(shù)據(jù)進行了異常數(shù)據(jù)剔除、尖點和毛刺數(shù)據(jù)處理等,保證了數(shù)據(jù)的準確性。對處理后的數(shù)據(jù)進行短行程劃分,得到了2104個運動學(xué)片段。定義了26個描述運動學(xué)的特征值參數(shù)和描述總體分布的特征值參數(shù),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(jù)相關(guān)系數(shù)從大到小的原則從三類工況中選取相應(yīng)運動片段合成太原市公交車瞬態(tài)行駛工況。通過對構(gòu)建工況進行特征值誤差分析和速度-加速度聯(lián)合分布比較,驗證了構(gòu)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(xiàn)構(gòu)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(chǔ)上,根據(jù)公交車行駛特點,構(gòu)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(shù)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(gòu)建工況進行特征值誤差分析和速度-加速度聯(lián)合比較完成了工況有效性驗證,將構(gòu)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(jié)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(shè)備對公交車進行了尾氣排放測試,測試結(jié)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(nèi)產(chǎn)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(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外汽車行駛工況研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)汽車行駛工況研究現(xiàn)狀
        1.3.3 工況構(gòu)建方法
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 公交車行駛工況試驗規(guī)劃
    2.1 數(shù)據(jù)采集方法
    2.2 數(shù)據(jù)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?cè)藛T的選擇
    2.3 數(shù)據(jù)采集平臺
        2.3.1 車載數(shù)據(jù)采集終端
        2.3.2 數(shù)據(jù)監(jiān)控統(tǒng)計平臺
    2.4 數(shù)據(jù)采樣間隔和采集時間
    2.5 本章小結(jié)
第三章 數(shù)據(jù)處理
    3.1 采樣數(shù)據(jù)預(yù)處理
        3.1.1 異常數(shù)據(jù)剔除
        3.1.2 尖點數(shù)據(jù)處理
        3.1.3 毛刺數(shù)據(jù)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(shù)值的計算
        3.3.1 用于描述運動學(xué)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(jié)
第四章 太原市公交車瞬態(tài)工況的構(gòu)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(jié)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(jié)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(shù)誤差分析
        4.4.2 速度-加速度聯(lián)合分布驗證
    4.5 與典型工況的對比
    4.6 本章小結(jié)
第五章 太原市公交車模態(tài)工況構(gòu)建
    5.1 多目標優(yōu)化問題概述
    5.2 模態(tài)工況構(gòu)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(shù)誤差驗證
        5.3.2 速度-加速度聯(lián)合分布驗證
    5.4 與典型模態(tài)工況的對比
    5.5 本章小結(jié)
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(shè)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(shù)據(jù)預(yù)處理及對比分析
        6.2.1 車輛發(fā)動起步延遲數(shù)據(jù)修正
        6.2.2 車輛怠速起步延遲數(shù)據(jù)修正
        6.2.3 排放測試工況與總體工況數(shù)據(jù)的對比分析
    6.3 排放特征分析
        6.3.1 評價參數(shù)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(jié)
第七章 全文總結(jié)及展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果

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本文編號：2843402