发动机全工况下燃油消耗率计算方法的研究

陈国辉，刘雨龙，华从波



发动机全工况下燃油消耗率计算方法的研究

陈国辉，刘雨龙，华从波

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章将线性回归算法运用于发动机全工况燃油消耗率的计算，得出计算结果绘制成万有特性曲线图，并通过与车辆等速燃油消耗实测值进行对比认为该计算方法可行。此方法可为车辆经济性计算提供依据。

线性回归；发动机全工况；汽车经济性

1 引言

发动机的燃油消耗率是在发动机在台架试验中，输入发动机转速和功率所得。由于试验条件的限制，只能输入有限的发动机转速和功率，获得有限的燃油消耗率实测值，这显然不利于整车油耗计算和变速箱速比的选择。本文采用多元线性回归的方法，借助MATLAB软件强大的矩阵计算和数据可视化能力，为发动机全工况下燃油消耗率的计算提供新的方法。

2 模型建立

发动机台架试验结果提供了发动机万有特性数据，如下表所示。

表1 某车型发动机万有特性试验值

发动机燃油消耗率1可看做转速和扭矩(,)的函数，根据多元线性回归理论，建立模型如下：数()[1-3]。

3 MATLAB中全工况燃油消耗率的计算

当计算发动机全工况燃油消耗率时，数据较多，手工计算复杂，可以采用MATLAB中meshgrid[4]函数生成转速—扭矩图中的自变量格点矩阵作为输入条件，用一维插值函数interpl()进行差值运算，MATLAB提供了三种插值方法可选‘linear’(线性的，此选项是默认的，它在两个点之问简单地采用直线拟合，故拟合结果与实际不符)，‘cubic’(三次的)和‘spline’(样条型)等，本文采用拟合效果较好的‘spline’型插值方法建立模型。计算结果如下表所示：

表2 发动机全工况燃油消耗率计算值

因该发动机扭矩达不到150Nm，故150Nm扭矩的燃油消耗率为非数NaN。利用contour[5]命令绘制等油耗率曲线二维图，如图1所示。

4 等速油耗的实车验证

5 结论

基于线性回归算法的发动机燃油消耗率的拟合有完备的理论基础，计算结果不仅可以画出发动机万有特性曲线，还可以得出全工况下的发动机燃油消耗率，为发动机燃油消耗量的计算提供依据。本文结合实际测量值，以最简单的车辆等速百公里油耗值的计算结果进行对比，理论计算结果与实测结果相近。

在实际应用中，由于发电机、动力转向泵、空调压缩机等发动机负载的存在，会一定程度的带来发动机功率损失，这些负载在计算中可作为发动机阻力功率的一部分，从而拟合出不同车型实际状况下的燃油消耗率值。

[1] 李金辉,徐立友.基于MATLAB 语言的发动机特性研究[J].汽车科技, 2005(3) : 40-42.

[2] 关志伟,杨玲,施继红.基于MATLAB语言的发动机万有特性研究[J].吉林农业大学学报,2003,25(3):339-342.

[3] 王兴海,张谢恩,宁智,等.内燃机特性曲线绘制的神经网络技术[J].航空计算技术,2007,37(5):1-4.

[4] 苏金明,阮沈勇.MATLAB 实用教程[M].北京:电子工业出版社, 2005

[5] 徐志生等.汽车理论.机械工业出版社.2010.10:38~50.

[6] 陈国辉,华从波.基于二元插值算法的汽车经济性计算方法的研究.农业装备与车辆工程,2012,12(7):26-28.

Fuel Consumption Calculation Method Research in Full Condition of Engine

Chen Guohui, Liu Yulong, Hua Congbo

( Anhui Jianghuai Automobile Group CO., LTD, Anhui Hefei 230601 )

In this paper, I try to educe the linear regression algorithm to the calculation of fuel consumption in all conditions of the engine, get the result and draw into a universal characteristic curve, make sure the calculation method is feasible by comparing with the measured value of the vehicle fuel consumption. This method can provide a basis for the calculation of vehicle economy.

linear regression; full condition of engine;Automobile economy

B

1671-7988(2018)16-39-02

U462.3

A

1671-7988(2018)16-39-02

CLC NO.: U462.3

陈国辉，男，(1980.4-)，硕士，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司，底盘总布置主管工程师。刘雨龙，男，（1989.3-）学士，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司，底盘总布置主管工程师。华从波，男，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司，技术中心动力新技术院院长。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.014