仿真软件Cruise学习笔记.doc

Cruise学习笔记一、 NDEC和FTP75介绍可以说，工信部关于油耗的数据正逐渐丧失公信力。实验室测出来的油耗数据与实际情况相差甚远，这种情况引起了很多车主的抱怨。如今随着混合动力以及纯电动车的迅速发展，工信部采用的测试方法显然已经跟不上时代步伐。似乎，政府已经意识到这个问题，传闻京六将采用美标曲线，那么美标曲线又有什么出众之处呢？这一切，还要从目前国际上现存的三种主流循环工况说起。目前世界上关于轻型车排放油耗试验的试验工况主要有三个，它们分别为欧盟的NEDC工况、美国的FTP75工况以及日本的JC08工况。三种工况的适用范围有所不同，欧盟的NEDC工况现存于欧洲、中国、澳大利亚等国家；美国FTP75工况主要在美国、加拿大、南美等国家使用；日本JC08工况主要在日本本国。三种工况有着不同的标准，同一辆车经过三种循环工况测试，最终数据也会不同。下面，我们将分别了解NEDC和FTP75两种工况的工作原理。NEDC工况（欧洲、中国、澳大利亚）我国国五法规与欧五法规差异甚小，基本属于照搬欧洲NEDC工况测试方法，所以两者的油耗数据上十分接近。NEDC循环工况的主要特点是测试时间短、里程小、速度低、变速少，基本不考虑环境温度对油耗的影响。NEDC工况分为市区工况（City）和市郊工况（Highway）两部分。市区工况由四个市区运转循环单元组成，即同一过程重复四次。在测试过程中最高车速50km/h，平均车速19km/h，每个循环时间为195秒，共行驶4.052km距离。市郊工况测试共一个循环，平均车速62.6km/h，有效行驶时间400秒，共行驶6.955km路程。如果仔细观察循环工况实验数据，会发现在NEDC工况中车子多数时间处在匀速状况下。这种测试内容没有充分考虑市区交通堵塞时车辆走走停停的情况，市郊测试中更是加速和匀速的测试，没有太多实际意义。在这种情况下测试的汽车，发动机通常都会维持比较良好的工作状态，因此实验结果普遍偏低。如果测试对象为混合动力车型则可能会闹出笑话，因为混合动力车型在低速下完全由电池驱动，无需发动机参与。比如比亚迪插电混合动力车型秦，其工信部油耗数据为1.6升。能取得这么低的油耗，是因为秦可以完全依靠电池行驶70千米，而市区循环工况测试总里程才4千米。因此这种循环工况不能如实反应车子的真实油耗，才出现了工信部油耗数据不靠谱的现象。NEDC工况的另一缺陷在于没有考虑环境温度对油耗的影响，汽车空调的开光将极大的影响油耗数据。比如一款匀速20km/h的汽车，开空调与不开空调百公里油耗相差将超过2升。FTP75工况（美国、加拿大）FTP75工况被称为目前最合理的循环工况测试规则，其中美国加州政府起到了至关重要的作用。本着测试最真实数据的原则，美国FTP75工况设计了很多接近现实的试验内容。FTP75共由一个市区循环工况和两个补充循环工况组成。两个补充循环工况分别为SC03高温空调全负荷运转循环和US06高速、高加速度循环。最终试验结果由这三个试验结果通过不同的比例计算而成，因此这样的数据更接近实际使用。FTP75工况整个运转循环分为三个部分，第一部分为冷启动阶段，耗时505秒；第二部分为瞬态阶段，耗时864秒；随后熄火浸车911分钟，再进行第三部分热启动阶段测试，耗时505秒，全程时长约为2474秒。从图中可以看到车子在长达40分钟里不断的加速刹车，很好的模拟了现实拥堵市区交通中走走停停的情况。US06试验主要测试样车在高速度、高加速度工况下的排放量。按照相应法规要求，样车需要先进行一次US06测试，以达到暖车的目的。样车暖车完毕之后，经过60-120秒的怠速，方可进行US06驾驶循环测试试验。SC03试验主要测试车辆在夏季空调全负荷开启的特定行驶循环下的排放量。依据相关法规要求，样车所处环境需要满足355摄氏度，相对湿度40%以及其他光线要求。试验过程中，样车空调始终保持最全负荷运载。与US06一样，样车需要先运行一遍SC03测试，然后熄火在该环境下保持540-660秒方可进行试验，以求测试结果更准确。JC08模式适用面较窄，主要在日本使用。由于日本对汽车排放要求与其他国家有所不同而且测试过程更加严格，所以此处不做过多介绍。NEDC工况与FTP-75测试曲线图对比两种工况之间的差异欧洲采用的循环工况规则已经很难应对目前动力多样化的发展潮流。如今采用欧洲循环工况规则测试的国家大都存在着排量税，这也在一定程度上扭曲了民众对发动机排量的认识。欧洲循环工况的制定更多的是受到了欧洲汽车大厂的影响，运转循环的加减速比较平缓，高速工况较多，速度较高，因此更有利于样车跑出更好的排放/油耗结果。近些年，欧盟加强了汽车排放限制，并有意摒弃NEDC工况测试机制，采用全新的“世界轻型车测试程序（WLTP）”，新规则有望在2020年前后得到实施。这项标准将对欧洲车厂造成巨大压力。由于NEDC工况对小型涡轮增压车型十分有利，因此欧洲车厂大规模开发成本更低但节油效果并不明显的小型涡轮增压发动机。小排量涡轮增压不仅可以帮助车厂轻松达到排放指标要求还可以降低排量税。全新的WLTP标准实施之后，小型涡轮增压发动机在油耗方面的优势将一去不返。FTP75循环工况在制定的过程中，着重考虑了汽车在实际使用中的工况，采用了一系列更合理、更有效的措施。FTP75工况不仅考虑了市区中走走停停的拥堵路况，还考虑了空调对油耗的影响。不仅如此，FTP75工况测试时间更长，过程更复杂，变速更多，最终通过一定的加权计算可以得出更具参考价值的结果。因此，美国的EPA油耗往往会有市区、市郊、综合三组数据。车主可以根据不同的使用状况计算自家车真实的油耗。美国FTP75工况下，排量将不再作为油耗依据，大排量车型税费也会随之下降。不过，测试总归是测试，并不能完全还原真实情况。一切的试验都只是在模拟汽车在某一种主流路况下的行驶状况。由于车主的驾驶方式和路况千差万别，因此每辆车的实际油耗也会千差万别。循环测试工况测试的油耗结果仅作为一种参考而存在。我国几乎照搬了欧洲的循环工况测试法则，所以导致现在工信部油耗数据不准确。欧洲NEDC循环工况比美国FTP75工况测试更加宽松，因此绝大多数车辆取得的试验结果往往低于实际使用。未来，全球将逐渐统一循环工况测试标准，结束过去长期混乱的情况。在不久的将来，所有的汽车将站在同一起跑线上重新起跑，经过同样的测试，一些关于汽车油耗的谣言和误解将不攻自破。二、 发动机台架实验按照台架试验的目的，可将台架试验分为性能试验和可靠性试验。其中性能试验是为了评定发动机的动力性、经济性及其它重要性能；可靠性试验是通过对发动机及相关零部件施加各种负荷以考验其可靠性。