试验设计背景下汽车油耗优化研究

摘要

为积极落实《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》（文中简称《规划》）要求，进一步推动我国乘用车燃料经济性水平持续改善，2012年我国信息化和工业部组织全国汽标委启动了我国乘用车燃料消耗量第四阶段标准(2016年-2020年)制定工作。2016年1月，我国控制汽车燃料消耗量的第四阶段标准方案——《乘用车燃料消耗量限值》(GB19578-2014)正式实施。在此期间，政府对所有符合这一阶段燃油限值标准的车企实行税收优惠，减小全球能源供应、环境保护与和谐汽车社会的压力。 基于“节能降耗、减排”工作策略，国内外各大企业都在不遗余力的进行汽车油耗优化的研究。本研究重点参照我国现行《第四阶段乘用车燃料消耗量评价方法及指标》及国家节能补贴相关政策，结合某汽车公司A车型现况，参照国内外现行油耗的定义及评价规则，搭建NEDC循环工况下的汽车油耗优化分析模型，摸索了影响整车油耗的各个因素及其影响的范围。基于研究基本明确了影响整车油耗的主要因子的水平及可行性，分别是:(1)车辆外形设计优化，减小汽车风阻;(2)开发新的节能发动机，降低汽车能耗，提高汽车热效率;(3)对汽车变速器变速比进行优化，确保汽车在工作行进中发动机始终保持在合理工况区间内;(4)通过使用绿色低阻轮胎及轮胎轻量化设计，减小汽车轮胎滚动和加速运行阻力;(5)对汽车发动机机舱内相关零部件进行优化，减小风扇能耗和内部风阻，提高机舱内部冷却模块工作效率;(6)引入先进的ISS怠速启停控制技术并对汽车电喷系统标定程序合理调节，以尽可能减少汽车无功损耗。综合各个方案的周期、费用和成本，研究建立了综合评估模型，提出了油耗措施“三步走”的方案建议。 但整车油耗是一个各因子综合影响的结果，为确保各个油耗研究方案的综合实施效果，本研究结合DOE试验设计基本概念、原理、流程和策略，分别基于明晰试验问题、筛选油耗影响因素、显著因子Minitab筛选与对比、指标快速接近、DOE因子析因试验、回归试验及稳健设计七大基本流程，通过前、后两次不同试验结果分析，找出了影响A车型汽车油耗的三大主要因素，分别是轮胎、变速箱和润滑油。通过多因素分析及多指标优化，该汽车的油耗优化方案得以从理论和实践层面得到了验证。 该课题积累了油耗措施的具体量化数据、建立了综合评估模型、探索了试验设计寻找油耗主要因子的方法，从理论上实现了数据积累，从实践效果上也真实降低了汽车油耗，提升了产品竞争力。

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摘要

图目录

表目录

1绪论

1．1研究背景

1．2国内外研究综述

1．2．1国外研究

1．2．2国内研究

1．3研究目的及意义

2汽车油耗研究路径及影响因素

2．1油耗的定义及评价规则

2．1．1动力性和油耗的计算与分析?

2．2 NEDC循环工况下的分析模型搭建

2．2．1 NEDC循环工况下的能量流分析

2．3整车油耗控制的主要因素及贡献预测

2．4本章小结

3汽车油耗措施应用实例分析

3．1车型定义及总体指标确定

3．1．1方案的成本、开发周期总览

3．1．2具体方案的可行性研究及指标确定

3．1．3车型油耗优化方案综合情况对比

3．1．4课题方案制定和综合平衡

3．2用户油耗差异性分析

3．2．1道路情况

3．2．2汽车运用水平差异

3．2．3海拔对车辆油耗的影响

3．2．4胎压的影响

3．2．5选用合适的润滑油

3．2．6减少不必要的载重

3．3基于试验设计法优化汽车油耗的必要性与可能性

3．3．1采用试验设计方法进行油耗优化的必要性

3．3．2采用试验设计方法进行油耗优化的技术可行性

3．4本章小结

4试验设计相关理论概述

4．1试验设计概念

4．2试验设计原理

4．3试验设计策略

4．4试验设计流程

4．5本章小结

5试验设计背景下汽车油耗优化应用实例分析

5．1试验设计优化背景

5．2稳态加速模拟ASM工况介绍

5．3试验前准备

5．4试验方案

5．4．1测试工况

5．4．2测试仪器

5．4．3试验数据采集

5．6 DOE试验设计

5．6．1油耗优化影响因子水准对照

5．6．2 Minitab生成试验顺序

5．7试验解析及优化结论

5．7．1各阶段试验结果解析

5．7．2试验设计优化结论

5．8本章小结

6结论与展望

6．1全文总结

6．2研究展望

致谢

参考文献