快遞運(yùn)輸車油耗研究與動(dòng)力配置優(yōu)化

楊卓帆，劉成武，辛乾，崔繼強(qiáng)

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

快遞運(yùn)輸車油耗研究與動(dòng)力配置優(yōu)化

楊卓帆，劉成武，辛乾，崔繼強(qiáng)

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

以快遞運(yùn)輸車為研究對(duì)象，針對(duì)用戶使用情況進(jìn)行了調(diào)研和實(shí)車道路采集，解析出快遞運(yùn)輸車典型用戶行駛循環(huán)工況?；谒崛〉难h(huán)工況進(jìn)行了綜合油耗仿真分析，并進(jìn)行了客戶試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，仿真計(jì)算油耗與客戶實(shí)際使用油耗一致，得出適合快遞運(yùn)輸車的最佳動(dòng)力配置。

快遞運(yùn)輸；循環(huán)工況；仿真分析；動(dòng)力性；綜合油耗

CLC NO.:U461.2Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)11-67-02

前言

隨著全球石油資源的日益枯竭、國(guó)家節(jié)能減排任務(wù)加重以及汽車保有量擴(kuò)大所帶來(lái)的污染日趨嚴(yán)重，我們對(duì)車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性關(guān)注度越來(lái)越高。特別對(duì)于重型汽車來(lái)說(shuō)，節(jié)油不僅僅是資源、環(huán)保問(wèn)題，更是直接提高車輛運(yùn)營(yíng)者利潤(rùn)的主要途徑，因?yàn)榕c私家車以代步交通為目的不同，重型汽車運(yùn)行的直接目的就是獲取利潤(rùn)，而燃油消耗直接影響其利潤(rùn)。

快遞在近幾年發(fā)生這突飛猛進(jìn)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)都已經(jīng)很正常，而網(wǎng)購(gòu)的東西一般都需要快遞運(yùn)輸車輛進(jìn)行運(yùn)輸。因此，快遞運(yùn)輸車也迅速地發(fā)展。重型牽引車因?yàn)槠漶R力大、動(dòng)力足、性能可靠而成為快遞長(zhǎng)途運(yùn)輸車的主力。但是快遞運(yùn)輸與以往的重型牽引車運(yùn)行工況有所不同，因?yàn)樗鼘?duì)時(shí)效性的要求特別高，并且裝載重量有時(shí)僅有幾噸，有時(shí)卻能達(dá)到30多噸，這種特別的工況如果還用常規(guī)的重型牽引車來(lái)運(yùn)輸往往油耗會(huì)很高。因此我們針對(duì)快遞運(yùn)輸車開發(fā)新的車型，研究適合這種工況的動(dòng)力配置。

1、循環(huán)工況研究

快遞運(yùn)輸車基本上都在高速公路上運(yùn)行，我國(guó)以世界重型商用車輛瞬態(tài)循環(huán)（WTVC，World Transient Vehicle Cycle）為基礎(chǔ)，結(jié)合我國(guó)公路車輛的實(shí)際運(yùn)行情況，調(diào)整加速度和減速度，形成我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的C-WTVC循環(huán)，指導(dǎo)我國(guó)商用車輛循環(huán)工況的研究。在GB/T 27840-2011《重型商用車輛燃料消耗測(cè)量方法》中對(duì)C-WTVC循環(huán)進(jìn)行了詳細(xì)地定義。

按照GB/T 27840-2011中要求，GCW超過(guò)27000kg的半掛牽引車公路循環(huán)占比10%，高速循環(huán)占比90%。然而，通

過(guò)對(duì)快遞運(yùn)輸車輛的研究，這類車輛公路運(yùn)行占比極小，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不能完全適應(yīng)該車的實(shí)際使用與性能研究。因此，我們對(duì)循環(huán)工況進(jìn)行修正，僅用高速循環(huán)工況來(lái)代表快遞運(yùn)輸車的循環(huán)工況。

同時(shí)，我們對(duì)實(shí)際快遞運(yùn)輸車進(jìn)行路譜采集，采集了車輛實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的循環(huán)工況，并截取了一段典型路段，作為實(shí)際循環(huán)工況進(jìn)行研究。

2、基于循環(huán)工況綜合油耗的仿真研究分析

應(yīng)用AVL Cruise軟件，通過(guò)定義車輛各部件的性能參數(shù)和各部件之間的邏輯關(guān)系建立了牽引車整車模型，根據(jù)市場(chǎng)主流輕量化牽引車主流配置及快遞運(yùn)輸特殊要求提出三種車輛動(dòng)力配置，車輛主要參數(shù)如表1所列(方案一為市場(chǎng)主流配置)，仿真分析模型如圖3所示。

表1 車輛參數(shù)

三種方案仿真計(jì)算結(jié)果如表2所列，結(jié)果顯示，三種方案12檔爬坡動(dòng)力性基本相當(dāng)，方案一油耗明顯高于方案二和方案三，方案二油耗稍高于方案三。最優(yōu)方案為方案三，其在采集路譜上模擬計(jì)算時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)如圖4所示。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)可以看出，發(fā)動(dòng)機(jī)大部分時(shí)間運(yùn)行在1100r/min-1150 r/min范圍內(nèi)，負(fù)荷率主要分布在90%、60%、10%附近，分別對(duì)應(yīng)車輛加速、等速、減速時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)。

表2 仿真計(jì)算結(jié)果

3、客戶驗(yàn)證

通過(guò)仿真模擬計(jì)算，方案一在高速運(yùn)行時(shí)油耗明顯較高，不適合快遞運(yùn)輸，因此客戶驗(yàn)證主要對(duì)比方案二和方案三的優(yōu)劣。我們選擇了上海一個(gè)司機(jī)，其使用的車輛動(dòng)力配置與方案二完全相同用于快遞運(yùn)輸，在該車上進(jìn)行了客戶驗(yàn)證。我們首先持續(xù)跟蹤該車運(yùn)行一個(gè)月，平均油耗為38.25L/100km。司機(jī)反應(yīng)因?yàn)榭爝f運(yùn)輸對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格要求，因此運(yùn)行時(shí)車速基本都在90km/h左右，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1300r/min左右。我們對(duì)該車進(jìn)行了動(dòng)力配置更換，發(fā)動(dòng)機(jī)馬力由385換為420，后橋速比由3.083換為2.714，又持續(xù)跟蹤該車運(yùn)行一個(gè)月，平均油耗變?yōu)?7.02 L/100km，車速還是90km/h左右，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降為1150r/min左右。司機(jī)也通過(guò)實(shí)際加油費(fèi)用認(rèn)為油耗明顯降低，并且爬坡時(shí)車速較以前大幅提升，更能保證快遞按時(shí)間要求運(yùn)到目的地。

4、結(jié)論

快遞運(yùn)輸車由于其對(duì)時(shí)效性的特殊要求，適合高速運(yùn)行，選擇小速比后橋能保證發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)的工作轉(zhuǎn)速，同時(shí)為保證動(dòng)力性，需要較大馬力發(fā)動(dòng)機(jī)。針對(duì)快遞運(yùn)輸車，我們推薦420馬力發(fā)動(dòng)機(jī)匹配2.714速比后橋，理論計(jì)算和實(shí)際驗(yàn)證均適合我國(guó)快遞運(yùn)輸?shù)膶?shí)際國(guó)情，能有效節(jié)省燃油消耗。

[1] 劉延林，鄧陽(yáng)慶.自卸車循環(huán)工況研究.汽車工程，2009（10）.

[2] 王存磊，殷承良，陳俐. 發(fā)動(dòng)機(jī)采用BOOST建模和與CRUISE聯(lián)合仿真的研究.汽車工程，2010（1）.

[3] 杜子學(xué) , 顏溯 , 劉記君. 某重型汽車動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性仿真與匹配優(yōu)化.汽車技術(shù)，2011（10）.

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Research and Dynamic Configuration Optimization Delivery Truck Fuel Consumption

Yang Zhuofan, Liu Chengwu, Xin Qian, Cui Jiqiang
(Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200)

To express transport vehicle as the research object, based on customer usage has carried on the research and real vehicle road collection, it is concluded that delivery truck working condition of typical user driving cycle. Based on the working condition of extraction of circulation for the integrated fuel consumption simulation analysis, and a customer test was carried out. Results show that the simulation calculation consumption actually use fuel consumption is consistent with the client, the power configuration of best delivery truck.

Deliver Truck; Driving Cycles; Simulation Analysis; Dynamic; Combined

U461.2

A

1671-7988(2014)11-67-02

楊卓帆，就職于陜西重型汽車有限公司，主要研究整車設(shè)計(jì)、車輛動(dòng)力性及燃油經(jīng)濟(jì)性。