汽车运行工况
汽车行驶工况构建
汽车行驶工况构建一、问题背景汽车行驶工况（Driving Cycle）又称车辆测试循环，是描述汽车行驶的速度-时间曲线（如图1、2，一般总时间在1800秒以内，但没有限制标准，图1总时间为1180秒，图2总时间为1800秒），体现汽车道路行驶的运动学特征，是汽车行业的一项重要的、共性基础技术，是车辆能耗/排放测试方法和限值标准的基础，也是汽车各项性能指标标定优化时的主要基准。
目前，欧、美、日等汽车发达国家，均采用适应于各自的汽车行驶工况标准进行车辆性能标定优化和能耗/排放认证。
本世纪初，我国直接采用欧洲的NEDC行驶工况（如图1）对汽车产品能耗/排放的认证，有效促进了汽车节能减排和技术的发展。
近年来，随着汽车保有量的快速增长，我国道路交通状况发生很大变化，政府、企业和民众日渐发现以NEDC工况为基准所优化标定的汽车，实际油耗与法规认证结果偏差越来越大，影响了政府的公信力（譬如对某型号汽车，该车标注的工信部油耗6.5升/100公里，用户体验实际油耗可能是8.5-10升/100公里）。
另外，欧洲在多年的实践中也发现NEDC工况的诸多不足，转而采用世界轻型车测试循环（WLTC，如图2）。
但该工况怠速时间比和平均速度这两个最主要的工况特征，与我国实际汽车行驶工况的差异更大。
作为车辆开发、评价的最为基础的依据，开展深入研究，制定反映我国实际道路行驶状况的测试工况，显得越来越重要。
另一方面，我国地域辽广，各个城市的发展程度、气候条件及交通状况的不同，使得各个城市的汽车行驶工况特征存在明显的不同。
因此，基于城市自身的汽车行驶数据进行城市汽车行驶工况的构建研究也越来越迫切，希望所构建的汽车行驶工况与该市汽车的行驶情况尽量吻合，理想情况下是完全代表该市汽车的行驶情况（也可以理解为对实际行驶情况的浓缩），目前北京、上海、合肥等都已经构建了各城市的汽车行驶工况。
为了更好地理解构建汽车行驶工况曲线的重要性，以某型号汽车油耗为例，简单说明标注的工信部油耗是如何测试出来？标注的工信部油耗并不是该型号汽车在实际道路上的实测油耗，而是基于国家标准（如《GB27840-2011重型商用车辆燃料消耗量测量方法》），在实验室里根据汽车行驶工况曲线，按照一定的标准，经检测、计算得出。
汽车运行工况(教案)
第一章 汽车使用条件及性能指标第二节 汽车运行工况汽车是在一定的道路和交通条件下完成运输任务的。
为了提高汽车运输生产率，降低运输成本，必须研究汽车在所运行的交通和道路条件下的运行状况。
为了研究汽车与运行条件的适应性，通常采用多参数描述汽车运行状况，并称之为汽车运行工况。
即汽车在使用条件下，汽车驾驶人以其自己的经验、技艺操纵车辆，完成一定任务时，汽车及其各零部件、总成的各种参数变化及技术状态。
汽车运行工况的参数包括汽车速度、变速器挡位、发动机转速、加速踏板（油门）开度、制动频度、加速度、油耗、污染物排放等。
在特定的汽车运行工况研究中，还包括发动机曲轴瞬时转速、输出功率、输出转矩、油耗、冷却液温度、各总成润滑油温度、各挡使用频度、离合器动作频度等。
汽车运行工况调查的内容，可根据研究任务的需要而增减。
通过对测试汽车运行工况数据的统计分析，求得汽车运行工况参数样本的分布规律及其数学特征；进而在无偏性、一致性和有效性的原则下，推断出汽车运行工况参数的总体分布和数学特征。
汽车运行工况是一个随机过程，受到许多因素的影响，如道路状况、交通流量、气候条件以及汽车自身技术性能的变化等。
汽车运行工况的研究常采用测试统计方法和计算机数字仿真方法。
一、汽车运行工况调查在汽车运行工况研究中，工况调查是首先要进行的工作。
通过运行工况调查，掌握在特定的使用条件下，表征汽车运行状况各参数的变化范围和变化规律，为评价车辆的合理运用以及车辆性能、结构能否满足使用要求提供基础资料。
汽车运行工况测试是汽车运行工况调查的一个重要步骤。
通过汽车运行试验及试验后的数据处理和统计分析完成运行工况调查。
汽车运行工况调查的主要内容有：选择反映汽车运行状况，具有代表性的路线，并取得道路资料和交通状况的调查数据；同步测取在汽车行驶过程中的车速、发动机转速、油耗、加速踏板开度及挡位使用和变化情况；在调查路线（或路段）内的累积停车次数和累积制动次数等。
必要时还要记录交通流情况，如交通量、交通构成等。
汽车运行工况实验手册及报告
实验十四汽车运行工况实验1、实验内容选定某条干线公路其中一段具有典型代表性（统计规律）意义的路段作为实验路段，记录实验车在所选路段运行过程中各挡累计驶过的距离、消耗的燃油量、所用的时间、档位频次、制动次数及停车次数等。
供统计所记录的参数随档位（车速）的分布规律分析参考。
2、实验目的要求了解运行工况仪（速度分析仪或挡位分析仪等）结构原理及使用方法；根据实验结果，初步学会分析汽车基本性能与运行工况参数之间的互相关系。
3、仪器设备3、1 速度分析仪1台3、2 档位分析仪1台包括：油耗传感器、速度或距离传感器、时钟机构（或电路）3、3 实验车1辆4、准备工作以SP—22型速度分析仪为例。
在室内将仪器，传感器连接，检查各部功能是否正常并进行校准。
4．1 将传感器及导线在实验车上安装就位，检查各步工作可靠无误，再与主机连接。
4．2 整套测试连接完毕，再次进行检查及运行，直至整套测试系统工作正常。
5、实验步骤5．1实验开始前，将仪器所有功能及所记录参数演示一遍，正常后，随实验车起步同时按测试系统“复零”按钮，正式开始测试。
5．2通过各种检测方式，随时观察记录参数的变化规律，以防异常，测试中同时要求：5．3记录总运行时间，用于校核实验累积时间之和。
5．4操作位工况仪按钮，必须与驾驶员变速操作尽可能同步。
5．5每次运行结束后，逐项按顺序提出显示记录及打印数据，操作完毕后再复核一遍，以防有误。
6、注意事项6．1装车时，应选择适当位置，并采取防震措施（如加海绵垫层等），安装牢靠。
6．2传感器电源线等，应尽可能沿车厢侧壁通过，并装卡固定如必须位于车厢地板上，应加以遮盖及防护，避免受到踩踏或拉扯。
7、结果整理与分析7．1要求实验得出如下参数及数据；各档或各速度区间的累计油耗、距离和时间。
7．2用数理统计法对上述数据进行分析，求出油耗、距离及时间随各速度区间或各档的分布规律，并求出它们的统计参数和分布特征和相关系数。
8、思考题实验十五汽车噪声测定1、实验内容1．1 按照GB1496—79《机动车辆噪声测量方法》测量实验车的加速、匀速和车内噪声值并按GB1496—79《机动车辆容许噪声》给予判断。
《汽车运行工况》课件
目录
• 汽车运行工况概述 • 汽车运行工况的检测与评估 • 汽车运行工况的优化策略 • 汽车运行工况的未来发展趋势
01
汽车运行工况概述
定义与分类
定义
汽车运行工况是指汽车在不同环 境和条件下行驶时的性能表现和 油耗、排放等参数的变化情况。
分类
根据不同的标准和需求，汽车运 行工况可以分为城市工况、郊区 工况、高速公路工况等多种类型 。
02
汽车运行工况的检测与评 估
检测方法
尾气检测
通过分析尾气成分，判 断发动机燃烧状况和排
放是否达标。
油耗监测
记录汽车行驶过程中的 油耗数据，评估车辆燃
油经济性。
底盘测功机测试
模拟实际行驶工况，检 测汽车底盘输出功率、
油耗等参数。
振动和噪声检测
通过测量和评估车辆振 动和噪声水平，判断车
辆运行状态。
汽车运行工况的重要性
节能减排
优化车辆设计
了解汽车运行工况有助于驾驶员合理 控制车速和行驶状态，减少不必要的 油耗和排放，降低对环境的污染。
汽车制造商可以根据实际行驶工况的 数据和反馈，优化车辆设计和性能， 提高产品驶员可以 更好地掌握车辆性能和行驶状态，提 前做出判断和调整，提高行车的安全 性。
采用高效传动系统，减少 动力损失和摩擦损失，提 高传动效率。
采用智能启停技术
在停车时自动关闭发动机 ，减少怠速时的燃油消耗 ，提高燃油经济性。
04
汽车运行工况的未来发展 趋势
新能源汽车的发展
电动汽车
随着电池技术的进步和环保意识的提 高，电动汽车的市场份额将持续增长 ，未来可能成为主流车型。
混合动力汽车
力性和燃油经济性。
世界现有工况情况
一、世界现有工况情况车辆在道路上的行驶状况可用一些参数（如加速、减速、匀速和怠速等）来反应，对这种运动特征的调查和解析，绘制出能够代表车辆运动状况，表达形式为速度--时间的曲线，即为车辆形式工况图。
行驶工况分类：按行驶工况构造形式分为：以美国工况FTP-75为代表的实际行驶工况（瞬态工况）；以欧洲工况ECE+EDUC为代表的合成行驶工况（模态工况）。
按行驶工况的使用目的分为：认证工况：由权威部门颁布，具有法规效用；通用的评价标准，认证工况围宽，对低于、、地域针对性不强，是一种由大量真实道路工况合成出的具有代表性的工况。
如：日本的10.15工况、欧洲经济委员会的ECE-R15工况、美国联邦城市及高速公路循环CSC-C/H，我国的城市客车四工况循环等。
研究工况：研究工况对车辆的影响比认证工况严厉，在车辆设计开发过程中，为了满足研究需要，有地方型或城市型的代表性车辆行驶工况研究。
这种工况在速度区间分布上，研究工况围窄，需要考虑极端的情形。
很多地区和典型城市有各自的“实际行驶工况”，如纽约城市工况、纽约公交车工况、市公交车工况等。
I/M工况：用于车辆的排放测试，操作时间短，一般不超过10分钟。
世界围车辆排放测试用行驶工况分为3组：美国行驶工况（USDC）、欧洲行驶工况（EDC）和日本行驶工况（JDC）。
美国FTP（联邦认证程序）为代表的瞬态工况（FTP72）和ECE 为代表的模态工况（NEDC）为世界各用。
A．美国行驶工况美国行驶工况种类繁多，用途各异，大致包括认证用(FTP系)、研究用(WVU系)和短工况(I ／M系)3大体系，广为熟知的有联邦测试程序(FTP75)、洛杉矶92(LA92)和负荷模拟工况(IM240)等行驶工况。
1、乘用车和轻型载货汽车用行驶工况（1）1972年美国环保局(简称EPA)用作认证车辆排放的测试程序(简称FTP72，又称UDDS)。
FTP72由冷态过渡工况(0"505s)和稳态工况(506 1370s)构成。
《中国汽车行驶工况》国家标准第1部分轻型汽车
表 1-2 主要技术会议及研究活动
时间
会议活动
主要工作
17 年 1 月 17 年 1 月 17 年 2 月 17 年 3 月 17 年 5 月
准备会议 启动会 汽车工况标准讨论会 第一次会议
前期技术调查总结 确定工作形式、工作内容及任务安排
欧美日汽车工况标准讨论 讨论曲线构成 提出标准草案
3
17 年 5 月
1.2. 前期研究及任务来源
马凯副总理高度重视新能源汽车工况研究与开发，2014 年 9 月和 2015 年 5 月， 两次指示要求加快我国电动汽车典型工况标准制定。
《汽车产业中长期发展规划》规定到 2020 年，新车平均燃料消耗量乘用车降到 5.0 升/百公里，到 2025 年，新车平均燃料消耗量乘用车降到 4.0 升/百公里，新能源汽 车能耗处于国际领先水平。
欧洲在多年的实践中也发现 NEDC 工况的诸多不足，转而采用世界轻型车测试循 环（WLTC），但该工况的怠速比例和平均速度这两个最主要的工况特征与我国实际工 况的差异更大。作为车辆开发、评价的最为基础的依据，开展深入研究，制定反映我 国实际道路行驶状况的测试工况，显得越来越重要，行业呼吁开发中国工况。
《中国汽车行驶工况》国家标准 第 1 部分：轻型汽车 征求意见稿 编制说明
1. 工作简况 1.1. 背景
进入 21 世纪，我国汽车工业实现了井喷式发展。自 2009 年开始，我国汽车产销 量已经连续八年保持世界第一。保持汽车产业健康、持续发展，从汽车大国到汽车强 国，成为汽车人乃至全社会的梦想。2016 年中国原油对外依存度升至 65.5%，其中汽 车耗油约占整个石油消费量的 1/3 以上，预计到 2020 年这个比例将上升到 57%。节 约化石能源、降低汽车尾气排放，是汽车行业必须面对和解决的问题。
汽车运行工况
一、概 述 二、运行工况调查 三、运行工况分析
2
一、概述
定义 为了研究汽车与运行条件的适应性，通常
采用多参数描述汽车的运行状况，并称之为 汽车运行工况。即汽车在使用条件下，汽车 驾驶员以其自己的经验、技艺操纵车辆，完 成一定任务时，汽车及其各零部件、总成的 各种参数变化及技术状态。
（6）汽车行驶道路条件越好，功率利用率越 低，节气门开度经常不稳定，油耗比稳定工 况高。
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通过运行工况调查,掌握在特定的使用条件
下，表征汽车运行状况的各参数变化范围和变化规 律，为评价车辆的合理运用以及车辆性能、结构能 否满足使用要求提供基础资料。
2、运行工况调查内容
选择反映汽车运行状况，具有代表据；
同步测取汽车行驶中的车速、发动机转速、油
耗、节气门开度及档位使用和变化情况；
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一、概述
研究参数
（1）主要参数: Ua、ne、变速器档位、节气门
开度、制动次数(频度)。
（2）特定工况参数：发动机瞬时转速，Pe 、 Te、be、水温、油温、档位使用次数(频度)、离
合器结合频度等。 研究方法 （1）测试统计方法。 （2）计算机数字仿真方法。
4
二、运行工况调查
1、运行工况调查目的
在调查路线（或路段）内的累积停车次数和累
积制动次数等。
5
二、运行工况调查
3、工况调查方法 主要使用非电量的电测法，即在测量部位安
装将非电量状态参数转换为电信号的传感器， 将信号直接或经放大后传送至测量仪表和记录 器（如磁带机，光线示波器，X-Y记录仪）。
6
三、运行工况分析
汽车运行工况调查的数据主要用于确定汽车的 常用工况，并结合汽车的结构性能，对汽车常 用工况的合理性及影响因素进行评价。 1 常用工况:汽车运行中经常出现的工况称为 常用工况。 2 我国汽车运行速度特点 （1） 车速分布规律 市区运行车速分布呈对称性的正态分布。 公路运行车速为具有偏态威布尔分布。
《中国汽车行驶工况 第2部分：重型商用车辆》编制说明
区
路
高速
9000kg＜
0
半挂牵引车
GCW≤27000kg
40%
60%
GCW >27000kg
0
10%
90%
自卸汽车
GVW >3500kg
0
100%
0
货车
3500kg＜GVW≤5500kg 40%
40%
20%
（不含自卸汽车）
5500kg＜
10%
60%
30%
1
GVW≤12500kg
12500kg＜
10%
根据速度区间的权重和工况曲线的总时长确定各速度区间的时长；根据各速度区 间的时长和对应速度区间运动片段及怠速片段的平均时长和时长分布确定各速度区 间需要选择的运动片段数目和候选片段时长；利用卡方检验确定最优的片段组合作为 中国工况曲线。 7）工况验证
通过试验验证对所构建工况的可操作性进行验证，并基于现有的测试规程分析不 同工况曲线对油耗和排放的影响，确定最终的中国工况曲线。
2.2.2 数据采集
项目组在 41 个代表性城市，建立了超过 1200 辆车的重型商用车采集车队，覆盖 城市客车、客车（不含城市客车）、货车、半挂牵引车、自卸汽车等，累计收集了约 2100 万公里的车辆运动特征、动力特征和环境特征数据。采集城市覆盖京津冀地区、 东北地区、华东地区、华中地区、华南地区、长三角、珠三角、西南地区、西北地区
利用自主行驶的方法采集各种类型重型商用车的车辆运行数据（采样频率为 1Hz）； 为了保证数据的真实性，采集过程中不规划数据采集道路，让车辆自由行驶。通过超 过一年的自主行驶，针对多类型的重型商用车分别建立了独立的工况数据库。
将车辆运行数据切分为怠速片段和运动片段以满足工况构建的需求；制定了包含
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汽车运行工况
一．汽车选择：城市道路公交车，车型黄海DD6121HS7
二．工况选择：公交车加速工况
三．测试道路选择：抚顺市雷锋路
四．测试参数选择：发动机转速，节气门开度，汽车速度，加速度，承载量分布，档位使用频度
五．测试所需仪器设备：汽车黑匣子，计算机，运转记录仪，车速传感器
六．测试时段：非工作日，8:30—10:30 1:00—4:00，避免车流高峰期
七．测试样本量：将该路段细分成多个区段，对各区段进行测试，获得多组数据，以保证有足够的样本量
八．测试过程方案：研究城市客车运行的步骤包括：试验准备、试验测量、数据处理、循环工况合成。
首先规划典型线路，制定出试验方案。
然后对测试数据进行分析和整理，得出每条线路车辆实际运行的参数值，包括乘载量分布，发动机转速、节气门开度、车速等时间历程，并通过分析得出变速箱档位使用频次分布。
对测试数据进行分析和整理，获得每条线路车辆实际运行的参数值。
根据所测得的每条线路的分析结果，利用统计学概率分布理论进行工况合成，得到客车的实际运行工况。
九．测试数据分析：
对各区间的统计结果进行总结，分别计算每条线路运行段的停
车时间，车速，加速度，减速度，将所有线路数据合成，运用数据统计理论进行分段频次统计和分布检验。
由上表可知加速工况在整个路段所占的时间是最长的。