城市公交车挡位调节与排放特性关系的研究

摘要

随着城市公交车的保有量持续上升，给大城市的环境带来了更大的压力，目前，公交车的尾气排放已成为城市的重要污染源。公交车在实际行驶过程中，面临着频繁进出站台和载落上下客，在复杂的城市交通网络中司机必须频繁地踩刹车和换挡操作，挡位的使用很大程度上影响公交车的行驶工况和排放特性，本文研究公交车挡位调节与排放特性的关系。
　　作者对广州市实际运营的公交车进行道路排放试验，使用目前比较先进的SEMTECH-DS车载排放测试系统，以及项目组开发的挡位记录软件，利用计算机软件与数学方法对试验数据进行处理，研究了试验数据中排放、工况与挡位等主要数据，分析了司机使用挡位的情况、公交车的行驶工况以及挡位与排放特性的关系。本文的主要内容包括:
　　(1)公交车道路排放测试试验中，为了能精确的采集到原始数据，研究了试验设备与司机的选择，设备安装与数据收集等问题;在试验监控的基础上，保证了数据耦合的一致性。
　　(2)对试验数据进行了处理，统计了公交车司机使用挡位的情况，得到了挡位的统计结果与路况信息;研究了试验车辆的行驶工况。
　　(3)利用计算机软件对试验数据进一步的处理，研究了挡位与排放特性的关系，分析尾气排放物的排气参数、排放浓度、排放速率在不同挡位下随车速的变化趋势。在传统换挡规律与最佳排放性能换挡规律研究的基础上，对试验车辆进行了挡位优化。
　　通过本文的研究，得到了以下挡位优化的结论:
　　(1)基于排放浓度的最佳挡位结论:（0，10]与(10，20]为Ⅱ挡;（20，30](30，40]为Ⅲ挡;(30，40]与(40，50]为Ⅳ挡;而大于50km/h时为Ⅴ挡。
　　(2)基于排放速率的最佳挡位结论:（0，10]与(10，20]为Ⅱ挡;（20，30]为Ⅲ挡;(30，40]为Ⅳ挡;(40，50]为Ⅴ挡;而大于50km/h时为Ⅴ挡。
　　(3)基于百公里气耗的车速优化结论:Ⅱ挡下最低百公里气耗时的车速为18.62km/h，此时的百公里气耗值为78.3 L/100km;Ⅲ挡下最低百公里气耗时的车速为39.82km/h，此时的百公里气耗值为69.72L/100km;Ⅳ挡下最低百公里气耗时的车速为46.3km/h，此时的百公里气耗值为43.72 L/100km;Ⅴ挡下最低百公里气耗时的车速为57.4km/h，此时的百公里气耗值为49.4L/100km。
　　本文的研究表明，挡位调节对尾气污染物排放与燃气消耗量的影响很大，应综合排放参数、排放浓度、排放速率等更多的因子，采用合理的加权系数，才能得到不同车速区间的最佳挡位选择。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和课题来源

1．1．1 研究背景

1．1．2 课题来源

1．1．3 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 最佳燃油经济性换挡规律

1．2．2 最佳动力性换挡规律

1．2．3 最佳排放换挡规律

1．3 研究内容与创新

1．3．1 研究主题

1．3．2 技术路线

1．3．3 论文特色

第二章 公交车道路排放测试

2．1 尾气检测方法

2．1．1 实验室测试

2．1．2 车载排放测试方法

2．2 SEMTECH-DS测试系统

2．2．1 SEMTECH介绍

2．2．2 SEMTECH-DS构造

2．3 挡位记录软件

2．3．1 软件开发

2．3．2 软件操作

2．3．3 挡位配置

2．4 实验规划与准备

2．4．1 路线与车辆选择

2．4．2 设备安装

2．4．3 司机选择

2．5 测试与数据采集

2．5．1 试验调试与监控

2．5．2 排放数据采集

2．6 数据耦合

2．6．1 挡位与流量的一致性检查

2．6．2 挡位与车速的一致性检查

2．7 本章小结

第三章 挡位与行驶工况研究

3．1 挡位统计与路况分析

3．1．1 挡位统计

3．1．2 行驶状态分布

3．1．3 路况信息

3．2 行驶工况研究

3．2．1 车速区间分布

3．2．2 加速度区间分布

3．3 挡位与行驶速度的关系

3．3．1 挡位与平均车速

3．3．2 挡位与车速分布

3．4 本章小结

第四章 基于排放与燃气消耗量的挡位分析及优化

4．1 挡位与排放的关系

4．1．1 挡位与排气参数的关系

4．1．2 挡位与排放浓度的关系

4．1．3 挡位与排放速率的关系

4．2 挡位使用与百公里气耗的关系

4．3 挡位优化

4．3．1 基于排放浓度的挡位优化

4．3．2 基于排放速率的挡位优化

4．3．3 最佳燃气消耗量换挡规律研究

4．4 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表论文

声明

致谢