汽车动力性能统计分析

张宝元，刘 磊Zhang Baoyuan，Liu Lei

汽车动力性能统计分析

张宝元，刘 磊
Zhang Baoyuan，Liu Lei

（北京汽车研究总院有限公司，北京 101300）

动力性能是汽车各种性能中最基本、最重要的性能，其优劣直接影响用户对车辆的评价，影响潜在客户的购买意愿。在车辆研制完成进行地区适应性行驶中，采集动力系统运行参数和行驶路况信息，应用Excel软件进行统计分析，探索建立对汽车动力性能进行客观评价的方法。

汽车；动力性能；统计分析

动力性能是汽车最基本、最重要的性能，其优劣直接影响用户对车辆的评价，也影响着潜在客户的购买意愿。每款车型投放市场前，车企都会开展不同程度的地区适应性试验，为更好地检验汽车动力性能提供了条件。

1 汽车动力系统

汽车动力系统主要由动力源与传动系组成。发动机是最重要的动力源，通过燃烧石化燃料产生热量经过热力做功转化为机械动力；传动系是将发动机产生的机械动力向驱动轮传输的各种装置的总称，由离合器、变速器、分动器、传动轴、主减速器、差速器、驱动轴及车轮等构成。

发动机和变速器均已实现电子控制，通过数据采集设备能够显示和记录动力系统运行的各类参数信息。

2 动力性能评价

汽车动力性能是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。通常汽车动力性评价指标包括最高车速、加速时间和最大爬坡度[1]。对应3个评价指标的试验操作方法不仅专业性强，而且对测试场地、环境条件要求严苛。

可以在试车场地外通过正常用车工况评价汽车动力性能，采集车速、转速、加速踏板开度、发动机扭矩、变速箱挡位等动力系统参数信息和海拔、经纬度等行驶路况信息，应用Excel软件对上述参数进行统计分析，探索建立对汽车动力性能进行客观评价的方法。

3 试验方案

3.1 试验路线

汽车试验路线为川藏线（国道317雅江到巴塘路段）。川藏线为首选进藏路线，这条路线海拔落差大，对动力系统形成很大考验，选择这条路线进行动力性测试具有代表性。

试验路段的整体海拔超过4 000 m，行驶里程为300 km，行驶路线的海拔走势如图1所示。

图1 海拔走势图

3.2 试验车辆

测试车辆的动力系统参数见表1。

表1 动力系统参数

3.3 试验方式

所有试验人员为专业驾驶员，且每辆车的试验人员固定。所有试验车组队行驶，保持一定车距，并遵守当地道路管理要求（最高速度为 120 km/h）。

3.4 采集数据

采集试验车辆动力系统参数，包括车速、发动机转速、加速踏板开度、发动机输出扭矩、变速箱挡位，数据采集频率为1 Hz；此外采集试验时的路况信息，包括环境温度及天气情况、路线经纬度及海拔高度等。

4 数据处理及动力性评价

应用Excel软件对行车数据进行统计分析，各动力性评价指标及试验结果如下。

（1）车速区间利用率。

以10 km/h为间隔，将车速从0 km/h至130 km/h进行划分，各车速区间的利用率统计结果如图2所示。

车速/(km/h)

由图2可知，行车速度主要分布在40～90 km/h范围内，根据实际行车表现，车速可以满足驾驶需求。根据车辆等速百公里燃油消耗量曲线，车辆在接近低速的中等车速下燃油消耗量最低，高速时随车速增加燃油消耗量迅速加大。因为高速行驶时，虽然发动机的负荷率较高，但汽车的行驶阻力较大，导致百公里油耗增加。由此可知，车辆在保持队列行驶的同时其经济性较好。

（2）转速区间利用率。

以200 r/min为间隔，将转速从750 r/min至4 000 r/min进行划分，各转速区间的利用率统计结果如图3所示。

转速/(r/min)

由图3可知，车辆转速主要分布在1 400～2 200 r/min范围内，处于发动机最大扭矩转速范围，在这个范围内车辆可以爆发出更大的驱动力，车辆加速性能好。

（3）加速踏板开度利用率。

以10%为间隔，将加速踏板开度从0至100%进行划分，各加速踏板开度区间的利用率统计结果如图4所示。

加速踏板开度

由图4可知，加速踏板开度主要分布在0～ 40%范围内，加速踏板为部分开启状态，随着踏板开度变大，车辆爆发出更大的驱动力，车辆储备加速能力强。图4显示加速踏板在0位置也就是未开启位置占比较大，说明车辆为带挡滑行，此时电控发动机不喷油，有利于节省燃油消耗。

（4）扭矩分布利用率。

以35 Nm为间隔，将扭矩q从0 Nm至350 Nm进行划分，各扭矩区间的利用率统计结果如图5所示。

扭矩/Nm

由图5可知，发动机扭矩主要分布在0～175 Nm范围内，发动机负荷率适中，车辆加速能力强，发动机经济性好。

（5）挡位利用率。

各挡位行驶里程统计如图6所示。

挡位

由图6可知，变速箱挡位主要分布在3挡、4挡、5挡，在相同道路负载下，挡位越高，发动机的负荷率越高，经济性较好。

通过对车速、发动机转速、加速踏板开度、发动机扭矩分布和挡位使用情况等动力参数进行统计分析，并结合实际行车表现，试验车辆可以跟随车队保持队列行驶，超车能力强，说明试验车辆在高原地区行驶的动力性好、加速能力强，能够满足高原地区行驶需要。

5 总 结

在地区环境适应性试验中采集车辆动力系统参数和路况数据，应用Excel软件进行动力性能分析，得到车辆在整个试验里程内的动力性能表现。可以使用这种方法对车辆动力性能进行瞬态分析，通过对某一时刻的动力性能数据计算来评价车辆动力性能表现，多用于故障排查。

汽车动力性能评价分为客观评价和主观评价，采集数据进行分析属于客观评价，用户更关注驾驶感受，将客观数据与主观感受结合可以更客观、形象地评价车辆动力特性，这是今后工作的方向。

[1]余志生. 汽车理论.第5版[M]. 北京：机械工业出版社, 2009.

1002-4581（2021）05-0013-03

U462.3+1

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2021.05.004