某汽車(chē)杯節(jié)能車(chē)行駛策略及油耗的計(jì)算

1、5 行駛策略的確定5.1 行駛策略問(wèn)題的分析5.1.1 賽道及行駛策略的初步分析圖5.1為為本次比比賽的賽賽道示意意圖，圖圖上示意意的T11T7為為彎道，長(zhǎng)長(zhǎng)度由表表5.11可以得得出。本本次節(jié)能能車(chē)比賽賽總長(zhǎng)111.22km，圈圈數(shù)為44圈。從從節(jié)能大大賽的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)中可可以知道道本設(shè)計(jì)計(jì)第四章章中所假假設(shè)的理理想環(huán)境境，即全全程勻速速行駛是是最不經(jīng)經(jīng)濟(jì)的，也也是各個(gè)個(gè)車(chē)隊(duì)基基本不會(huì)會(huì)采用的的形式策策略。那么比賽中中，賽車(chē)車(chē)就必然然是遵循循著加速速滑行行加速速的過(guò)程程。而一一旦采用用這樣的的行駛策策略，就就必須遵遵循一個(gè)個(gè)基本的的邏輯基基礎(chǔ)。就就是盡量量使賽車(chē)車(chē)在直道道的時(shí)候候完成加加速，在在進(jìn)

2、入彎彎道之前前就熄火火開(kāi)始滑滑行，把把速度降降到一定定的安全全范圍內(nèi)內(nèi)，之后后（這里里的安全全范圍指指的是使使賽車(chē)在在過(guò)彎的的時(shí)候不不至于翻翻車(chē)或者者側(cè)滑的的速度范范圍）再再過(guò)彎。但是由圖55.1可可以看出出有大小小七個(gè)彎彎道，每每個(gè)彎道道的曲率率半徑都都不一樣樣，那么么就可以以大膽的的假設(shè)，在在曲率半半徑較小小的彎道道過(guò)彎時(shí)時(shí)賽車(chē)車(chē)車(chē)速應(yīng)該該較低，而而在過(guò)曲曲率半徑徑較大的的彎道時(shí)時(shí)則可以以適當(dāng)?shù)牡牟扇≥^較高的車(chē)車(chē)速。圖5.1 殼牌節(jié)節(jié)能大賽賽的賽道道示意圖圖表5.1 賽道各各個(gè)彎道道長(zhǎng)度部分T1T2T3T4T5T6T7長(zhǎng)度(M)72.937.0347.9936.6268.88177.443

3、1.55.1.22 賽道道的細(xì)分分從表5.11中可以以得出，彎彎道的總總長(zhǎng)度為為： 而又因?yàn)楣俟俜街唤o給出了賽賽道的總總長(zhǎng)和各各個(gè)彎道道的長(zhǎng)度度，所以以要想求求出各個(gè)個(gè)直道的的長(zhǎng)度就就必須以以賽道總總長(zhǎng)L減減去彎道道總長(zhǎng)TT，如下下式計(jì)算算：S=L-T=在節(jié)能車(chē)精精確的行行駛策略略的確定定過(guò)程中中，知道道每一段段彎道和和每一段段直道的的長(zhǎng)度才才能給加加速和滑滑行的距距離和時(shí)時(shí)間提供供一個(gè)基基本的依依據(jù)，因因此還需需要計(jì)算算出各個(gè)個(gè)直線(xiàn)段段的長(zhǎng)度度。根據(jù)示意圖圖，將直直線(xiàn)段的的部分等等比例劃劃分成117個(gè)部部分，令令其表示示為k，即即：17k=S=1827.9m故：k=通過(guò)仔細(xì)觀(guān)觀(guān)察可以以看出，

4、雖雖然T33段長(zhǎng)度度為3447.99m，但但是其中中T2段段彎道出出來(lái)后的的一段幾幾乎可以以近似當(dāng)當(dāng)作直道道，要知知道這樣樣一段直直道在比比賽中是是完全可可以用來(lái)來(lái)加速的的，如果果不能好好好利用用那么必必然會(huì)造造成賽車(chē)車(chē)駛出TT3彎道道的時(shí)候候速度過(guò)過(guò)低甚至至于如果果不在TT3彎道道內(nèi)加速速就不能能駛出彎彎道的窘窘境，這這是非常常浪費(fèi)燃燃料的。所所以本設(shè)設(shè)計(jì)將TT2至TT3急彎彎中間這這段彎道道也近似似當(dāng)作直直道來(lái)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算算，根據(jù)據(jù)比例原原則可以以得出此此段為：b=2k=2107.5=215m同理在T55至T66段中間間也有這這樣一段段可以近近似當(dāng)作作直道的的一段長(zhǎng)長(zhǎng)度，根根據(jù)比例例原則得得

5、出此段段：e=0.5k=0.5107.5=53.75m至此已經(jīng)將將賽道劃劃分成為為T(mén)7至至T1之之間的直直道a=10kk，T22至T33之間的的直道bb=2kk，T33至T44之間的的直道cc=4kk，T44至T55之間的的直道dd=2kk，T55至T66之間的的直道ee=0.5k，TT6至TT7之間間的直道道f=11k以及及彎道TT1、TT2、TT3、TT4、TT5、TT6和TT7。長(zhǎng)長(zhǎng)度及比比例見(jiàn)圖圖5.22。圖5.2 賽道的的細(xì)分示示意圖5.1.33 安全全車(chē)速的的選擇在本節(jié)的開(kāi)開(kāi)頭處，本本設(shè)計(jì)大大膽假設(shè)設(shè)當(dāng)賽車(chē)車(chē)在曲率率半徑較較小的彎彎道過(guò)彎彎時(shí)賽車(chē)車(chē)車(chē)速應(yīng)應(yīng)該較低低，而在在過(guò)曲率率半

6、徑較較大的彎彎道時(shí)則則可以適適當(dāng)?shù)牟刹扇≥^高高的車(chē)速速。在詢(xún)問(wèn)了歷歷屆的本本田杯節(jié)節(jié)能賽車(chē)車(chē)的帶隊(duì)隊(duì)老師后后，得到到了當(dāng)賽賽車(chē)以時(shí)時(shí)速200km/h入彎彎時(shí)是比比較安全全的結(jié)論論，由于于本次設(shè)設(shè)計(jì)的賽賽車(chē)與本本田杯不不論從整整車(chē)質(zhì)量量還是重重量的分分布都與與節(jié)能車(chē)車(chē)非常相相似，所所以這樣樣的結(jié)論論是適用用與本設(shè)設(shè)計(jì)的。當(dāng)然由于本本設(shè)計(jì)在在前面提提出的賽賽車(chē)過(guò)曲曲率半徑徑較大的的彎道時(shí)時(shí)可以適適當(dāng)?shù)牟刹扇≥^高高的車(chē)速速的原則則，在過(guò)過(guò)T5這這種彎道道時(shí)則可可以根據(jù)據(jù)情況適適當(dāng)?shù)奶崽岣呷霃潖澦俣取Ｓ捎捎诒疚奈牡挠?jì)算算順序是是賽車(chē)由由a段開(kāi)開(kāi)始，TT7的彎彎道曲率率半徑較較小，故故先假定定賽車(chē)進(jìn)進(jìn)入

7、彎道道T7時(shí)時(shí)的時(shí)速速為200km/h。5.1.44 計(jì)算算原則在這個(gè)章節(jié)節(jié)的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算中中，由于于賽車(chē)在在過(guò)彎的的時(shí)候其其車(chē)輪運(yùn)運(yùn)動(dòng)方向向不垂直直其軸線(xiàn)線(xiàn)，此時(shí)時(shí)滾動(dòng)阻阻力將增增加，但但是由于于賽道的的曲率半半徑是未未知的，并并不能依依據(jù)式44.9精精確的計(jì)計(jì)算出滾滾動(dòng)阻力力Ff，故本本設(shè)計(jì)在在計(jì)算賽賽車(chē)過(guò)彎彎的滾動(dòng)動(dòng)阻力時(shí)時(shí)將不考考慮車(chē)輪輪的側(cè)偏同時(shí)由于主主辦方并并未提供供賽道的的坡度情情況，且且由于比比賽類(lèi)型型為節(jié)能能車(chē)，大大多數(shù)的的參賽隊(duì)隊(duì)伍的賽賽車(chē)底盤(pán)盤(pán)是比較較低的，所所以可以以較合理理的將坡坡道阻力力也假設(shè)設(shè)為零。5.1.55 整體體阻力的的簡(jiǎn)化計(jì)計(jì)算滑動(dòng)耗能指指的是賽賽車(chē)在滑滑行

8、過(guò)程程中賽車(chē)車(chē)的各軸軸承的摩摩擦耗能能和轉(zhuǎn)向向裝置轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向時(shí)的的能量損損耗的總總和。由由于這部部分的能能耗非常常復(fù)雜且且與賽車(chē)車(chē)的安裝裝和調(diào)教教程度都都有關(guān)系系，因此此滑動(dòng)耗耗能是不不能通過(guò)過(guò)數(shù)學(xué)上上的建模模來(lái)計(jì)算算出來(lái)。但是為了使使本設(shè)計(jì)計(jì)的計(jì)算算結(jié)果盡盡量的接接近于現(xiàn)現(xiàn)實(shí)情況況，這部部分又是是不得不不考慮的的，在詢(xún)?cè)儐?wèn)了多多屆的帶帶隊(duì)老師師之后終終于得到到了比較較可信的的數(shù)據(jù)，即即當(dāng)賽車(chē)車(chē)從355km/h滑行行到200km/h可以以滑行接接近2550m，這這部分能能量的損損耗可以以當(dāng)作全全部用來(lái)來(lái)平衡滾滾動(dòng)阻力力和滑動(dòng)動(dòng)時(shí)賽車(chē)車(chē)的內(nèi)能能損耗。故故下面的的計(jì)算中中可以把把賽車(chē)的的滑行時(shí)時(shí)候的滾

9、滾動(dòng)阻力力和賽車(chē)車(chē)內(nèi)部的的摩擦阻阻力當(dāng)作作一個(gè)合合力F1來(lái)計(jì)計(jì)算，即E=12mv12-v22=F1L 式中：E 能量量損耗，J;m 整車(chē)車(chē)質(zhì)量，kg；v1 賽車(chē)車(chē)初始速速度，kkm/hv2 賽車(chē)車(chē)終止速速度，kkm/hhF1 阻力力合力，NL 行行駛距離離，m；得出：0.5120得：F5.2 TT7段行行駛策略略和油耗耗確定由于T7段段較短只只有311.5mm，此段段可以采采取滑行行的行駛駛策略，此此時(shí)賽車(chē)車(chē)所受的的力為滾滾動(dòng)阻力力，空氣氣阻力和和賽車(chē)內(nèi)內(nèi)部的摩摩擦阻力力，即為為上面算算出的F1。根根據(jù)能量量守恒，由由式5.1得出0.5120計(jì)算得：v由上可得，TT7段的的行駛策策略為駕駕駛員

10、松松開(kāi)油門(mén)門(mén)讓賽車(chē)車(chē)滑行，油油耗為00，出彎彎速度為為17.4kmm/h，也也即為賽賽車(chē)進(jìn)入入a段的的初始速速度。5.3 aa段行駛駛策略和和油耗5.3.11 a段段行駛策策略的分分析由于本次比比賽推薦薦的平均均時(shí)速為為30kkm/hh，在這這樣的時(shí)時(shí)速下賽賽車(chē)可以以在規(guī)定定時(shí)間內(nèi)內(nèi)完成比比賽，而而賽車(chē)在在過(guò)彎的的滑行過(guò)過(guò)程中速速度必然然是低于于這個(gè)值值的，因因此要想想在規(guī)定定的時(shí)間間內(nèi)完成成比賽賽賽車(chē)就必必須利用用好直道道。換言言之就是是在直道道上的時(shí)時(shí)速要在在30kkm/hh之上，且且應(yīng)該使使速度保保持在這這樣的相相對(duì)高速速范圍。根據(jù)常識(shí)可可知，賽賽車(chē)采取取速度維維持在變變動(dòng)比較較小的范范

11、圍內(nèi)的的情況下下相對(duì)與與速度變變化大的的情況下下是比較較省油的的。因此此本設(shè)計(jì)計(jì)初步將將直道的的速度范范圍控制制在30035kkm/hh，這樣樣比較有有利于節(jié)節(jié)省比賽賽時(shí)間且且較省油油。5.3.22 對(duì)高高速范圍圍的論證證分析前面將高速速范圍控控制在33035kkm/hh，低速速控制在在20kkm/hh。但是是存的問(wèn)問(wèn)題就是是如果速速度過(guò)低低，賽車(chē)車(chē)將不能能在比賽賽規(guī)定的的23分分鐘內(nèi)完完成比賽賽，這勢(shì)勢(shì)必將造造成無(wú)法法挽回的的損失。所所以對(duì)高高速范圍圍的論證證就顯得得特別重重要。假設(shè)直道采采用高速速策略，那那么平均均速度約約為：v因?yàn)閎原來(lái)來(lái)當(dāng)作彎彎道而之之前已經(jīng)經(jīng)將其算算為直道道，則直直道

12、總長(zhǎng)長(zhǎng)為L(zhǎng)彎道總長(zhǎng)：L彎道速度安安全范圍圍為20015kkm/hh，故平平均速度度：v故直道時(shí)間間：t彎道時(shí)間：t每圈限制時(shí)時(shí)間：t比較t1，tt故得出初步步選擇的的高速范范圍是不不能滿(mǎn)足足比賽對(duì)對(duì)時(shí)間的的限制的的，因此此還需將將高速范范圍提高高，論證證方法與與上面類(lèi)類(lèi)似。經(jīng)過(guò)幾次對(duì)對(duì)比選擇擇，確定定了高速速的范圍圍為36642kkm/hh是可以以完成比比賽的，且且時(shí)間利利用的剛剛剛好，這這與第四四章中得得出的結(jié)結(jié)論在規(guī)規(guī)定時(shí)間間內(nèi)速度度越低越越省油是是吻合的的。計(jì)算結(jié)果如如下：假設(shè)直道采采用高速速策略，那那么平均均速度約約為：v彎道速度安安全范圍圍為20015kkm/hh，故平平均速度度：v

13、故直道時(shí)間間：t彎道時(shí)間：t每圈限制時(shí)時(shí)間：t比較t1，tt因此高速范范圍是合合理的。5.3.33 a段段剛開(kāi)始始的行駛駛策略的的確定賽車(chē)剛由TT7駛出出時(shí)時(shí)速速為177.4kkm/hh，速度度較低，因因此需要要踩下油油門(mén)加速速。本臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)的最大大功率為為3.55kw，因因此在后后面的計(jì)計(jì)算中功功率的值值都應(yīng)該該低于或或者等于于3.55kw，否否則就不不合理。先假設(shè)此時(shí)時(shí)加速度度為a1=2.5m/s2，根據(jù)據(jù)力的平平衡：F由功率平衡衡原理可可知，節(jié)節(jié)能車(chē)行行駛過(guò)程程中，發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)發(fā)出的功功率始終終等于機(jī)機(jī)械傳動(dòng)動(dòng)損失功功率與全全部運(yùn)動(dòng)動(dòng)阻力所所消耗的的功率。即即： pe=uaF合T 式中：

14、pe 發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)功率率，kW ua 賽車(chē)車(chē)時(shí)速，mm/s22 T 發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)效率在賽車(chē)加速速的過(guò)程程中，式式中的pe是是有極限限的， ua是是變化的的，因此此在保持持加速度度不變的的情況下下是有與與加速度度對(duì)應(yīng)的的最大穩(wěn)穩(wěn)定速度v因此賽車(chē)從從17.4kmm/h加加速到332kmm/h的的行駛距距離為：S從此時(shí)開(kāi)始始賽車(chē)的的加速度度將下降降，但是是當(dāng)速度度達(dá)到最最大值442kmm/h，即即11.6m/s時(shí)加加速度的的值也是是需要計(jì)計(jì)算的，即即：F則此時(shí)加速速度為：a因?yàn)檫@個(gè)過(guò)過(guò)程加速速度是不不斷變化化的，是是一個(gè)相相對(duì)復(fù)雜雜的過(guò)程程，為了了簡(jiǎn)化這這個(gè)模型型，本設(shè)設(shè)計(jì)將這這一段路路程的加加速度近近似等

15、于于一個(gè)定定值，也也就是將將這一段段路程設(shè)設(shè)計(jì)為勻勻變速直直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，計(jì)算算過(guò)程如如下：aS兩段加速過(guò)過(guò)程的時(shí)時(shí)間計(jì)算算如下：ttt由此可以得得出賽車(chē)車(chē)由T77彎道出出彎之后后到加速速到422km/h過(guò)程程所行駛駛過(guò)的路路程：S圖5.3是是本設(shè)計(jì)計(jì)中的發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)外外特性曲曲線(xiàn)圖，由由圖可以以得出柴柴油機(jī)在在功率達(dá)達(dá)到3.5kmm時(shí)的燃燃油消耗耗率b為為350g/kWh圖5.3 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)外特性性曲線(xiàn)圖圖但是這是在在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)達(dá)到35500rrpm時(shí)時(shí)的燃油油消耗率率，在賽賽車(chē)加速速的整個(gè)個(gè)過(guò)程中中轉(zhuǎn)速還還沒(méi)有達(dá)達(dá)到35500rrpm，整整個(gè)過(guò)程程是非常常非常復(fù)復(fù)雜的，為為了簡(jiǎn)化化模型將將這一段

16、段的燃油油消耗率率b近似似等于320g/kWh，式式5.33為燃油油消耗量 m=bpet (式中：m 燃油油消耗的的質(zhì)量，g；b 燃油油消耗率率，g/kWh；pe 發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)功率率，kWWt 行駛駛時(shí)間，h；將上式各個(gè)個(gè)值帶入入計(jì)算得得： 故到此可以以得出aa段剛開(kāi)開(kāi)始階段段的行駛駛策略為為首先緩緩慢拉動(dòng)動(dòng)賽車(chē)油油門(mén)拉線(xiàn)線(xiàn)，目標(biāo)標(biāo)是使賽賽車(chē)能在在1.66s左右時(shí)時(shí)速達(dá)到到32kkm/hh，此時(shí)時(shí)油門(mén)拉拉線(xiàn)正好好拉到底底，賽車(chē)車(chē)此過(guò)程程中行駛駛11mm。后持持續(xù)保持持油門(mén)拉拉線(xiàn)最大大大約11.3ss，當(dāng)速速度大概概達(dá)到442kmm/h時(shí)時(shí)，也即即行駛了了13mm左右后后松開(kāi)油油門(mén)繼續(xù)續(xù)滑行，兩兩個(gè)

17、階段段共消耗耗柴油11g。5.3.44 a段段直線(xiàn)段段行駛策策略的確確定通過(guò)本文之之前的論論證可以以知道要要想完成成比賽，高高速范圍圍應(yīng)該保保持在336442kmm/h，則則中間直直道的初初步行駛駛策略即即為滑行行到366km/h后加加速到442kmm/h，后后再滑行行，如此此往復(fù)，直直到在進(jìn)進(jìn)入T11彎道之之前將速速度降到到25kkm/hh左右。則賽車(chē)從vmax=42km/h滑滑行到va2=36km/h過(guò)過(guò)程中根根據(jù)能0.5120得：S然后賽車(chē)開(kāi)開(kāi)始加速速，由式式5.22得出：F則此時(shí)加速速度為：a因?yàn)檫@個(gè)過(guò)過(guò)程加速速度是不不斷變化化的，是是一個(gè)相相對(duì)復(fù)雜雜的過(guò)程程，為了了簡(jiǎn)化這這個(gè)模型型，

18、本設(shè)設(shè)計(jì)將這這一段路路程的加加速度近近似等于于一個(gè)定定值，也也就是將將這一段段路程設(shè)設(shè)計(jì)為勻勻變速直直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，計(jì)算算過(guò)程如如下：aSS滑行過(guò)程減減速度為為：a兩段過(guò)程的的時(shí)間計(jì)計(jì)算如下下：tttL兩段行駛駛Sa總3耗油由由式5.m故得到，當(dāng)當(dāng)賽車(chē)行行駛這樣樣一個(gè)過(guò)過(guò)程，即即從422km/h滑行行到366km/h再?gòu)膹?6kkm/hh加速到到42kkm/hh，行駛駛距離1154mm，時(shí)間間14.2s，消消耗柴油油0.225g。 賽車(chē)自T7出彎后共行駛了：Sa段共有110755m，現(xiàn)現(xiàn)在共駛駛出的路路程只有有1788m，因因此后面面的直線(xiàn)線(xiàn)路程必必然還有有幾個(gè)33642kkm/hh的過(guò)程程。計(jì)算

19、算如下：n又因?yàn)樵谫愘愜?chē)進(jìn)入入彎道TT1時(shí)時(shí)時(shí)速應(yīng)該該降低，所所以賽車(chē)車(chē)最多只只能再行行駛5個(gè)個(gè)Sa1，也就是是距離TT1還有至此可以認(rèn)認(rèn)為a段段直線(xiàn)行行駛已經(jīng)經(jīng)結(jié)束，接接下來(lái)必必然是滑滑行或者者制動(dòng)以以將速度度降到安安全車(chē)速速。至此此共消耗耗柴油：m5.3.55 a段段行駛策策略的對(duì)對(duì)比與優(yōu)優(yōu)化在上一小節(jié)節(jié)中本設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算算了a段段直線(xiàn)行行駛的行行駛策略略，但是是如果將將小節(jié)中中一開(kāi)始始假設(shè)的的加速度度降低會(huì)會(huì)怎么樣樣呢？當(dāng)當(dāng)加速度度降低，則單位時(shí)間內(nèi)的油耗會(huì)降低，但是要達(dá)到所需的速度則加速持續(xù)的時(shí)間需要增加，這就使得這樣的對(duì)比只能通過(guò)計(jì)算得出結(jié)論。先假設(shè)此時(shí)時(shí)加速度度為a2=1.8m/s2，

20、根據(jù)據(jù)力的平平衡：F v由于賽車(chē)的的最大穩(wěn)穩(wěn)定速度度稍大于于賽車(chē)的的最大速速度，因因此賽車(chē)車(chē)從177.4kkm/hh加速442kmm/h就就可以當(dāng)當(dāng)作是勻勻加速運(yùn)運(yùn)動(dòng)，行行駛距離離為：St將上式各個(gè)個(gè)值帶入入式5.3計(jì)算算得： 故到此可以以得出aa段剛開(kāi)開(kāi)始階段段的行駛駛策略為為首先緩緩慢拉動(dòng)動(dòng)賽車(chē)油油門(mén)拉線(xiàn)線(xiàn)，使加加速度維維持在1.8m/s2,使賽車(chē)車(chē)能在33.8ss左右時(shí)時(shí)速達(dá)到到42kkm/hh，賽車(chē)車(chē)此過(guò)程程中行駛駛31.4m，整個(gè)個(gè)階段共共消耗柴通過(guò)本文之之前的論論證可以以知道要要想完成成比賽，高高速范圍圍應(yīng)該保保持在33642kkm/hh，則中中間直道道的初步步行駛策策略即為為滑行

21、到到36kkm/hh后加速速到422km/h，后后再滑行行，如此此往復(fù)，直直到在進(jìn)進(jìn)入T11彎道之之前將速速度降到到25kkm/hh左右。則賽車(chē)從vmax=42km/h滑滑行到va2=36km/h過(guò)過(guò)程中根根據(jù)能0.5120得：S然后賽車(chē)開(kāi)開(kāi)始加速速，加速速度為aa2=1.8m/s2，得出出：tSS滑行過(guò)程減減速度為為：a兩段過(guò)程的的時(shí)間計(jì)計(jì)算如下下：ttt行駛Sa總3耗油由由式5.m故得到，當(dāng)當(dāng)賽車(chē)行行駛這樣樣一個(gè)過(guò)過(guò)程，即即從422km/h滑行行到366km/h再?gòu)膹?6kkm/hh加速到到42kkm/hh，行駛駛距離1155mm，時(shí)間間14.3s，消消耗柴油油0.228g。 賽車(chē)自T7出

22、彎后共行駛了：Sa段共有110755m，現(xiàn)現(xiàn)在共駛駛出的路路程只有有1866.4mm，因此此后面的的直線(xiàn)路路程必然然還有幾幾個(gè)36642kkm/hh的過(guò)程程。計(jì)算算如下：n又因?yàn)樵谫愘愜?chē)進(jìn)入入彎道TT1時(shí)時(shí)時(shí)速應(yīng)該該降低，所所以賽車(chē)車(chē)最多只只能再行行駛5個(gè)個(gè)Sa1，也就是是距離TT1還有至此可以認(rèn)認(rèn)為a段段直線(xiàn)行行駛已經(jīng)經(jīng)結(jié)束，接接下來(lái)必必然是滑滑行或者者制動(dòng)以以將速度度降到安安全車(chē)速速。至此此共消耗耗柴油：m雖然ma總2ma總1，但是是由于差差距很小小，幾乎乎可以看看作是相相等的。又又由于在在a2=1.8m/s2過(guò)程計(jì)計(jì)算中本本設(shè)計(jì)為為了控制制單一變變量將這這一段的的燃油消消耗率bb依然近近

23、似等于于320g/kWh，這是是明顯夸夸大了燃燃油消耗耗率b，因因?yàn)楫?dāng)加加速度降降低之后后，發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)的燃燃油消耗耗率b是是必然會(huì)會(huì)下降的的，所以以綜上可可以推理理得出aa2=1.8m/s2比a15.3.66 a段段賽車(chē)行行駛策略略與油耗耗的確定定至此，a段段的行駛駛策略已已經(jīng)確定定：從T7彎道道駛出，駕駕駛員輕輕拉油門(mén)門(mén)，保持持加速度度為1.8m/s2，持續(xù)續(xù)時(shí)間約約3.88s，時(shí)速速達(dá)到442kmm/h，加加速行駛駛約311.4mm；后松開(kāi)油門(mén)門(mén)滑行，持持續(xù)時(shí)間間約133.4ss，滑行行距離約約1455m；輕拉油門(mén)，保保持加速速度為11.8mm/s22，持續(xù)續(xù)時(shí)間約約0.99s，加速速行駛約

24、約9m；重復(fù)2至33步五遍遍。得出a段的的總油耗耗為：m得出a段的的行駛總總時(shí)間為為：t5.4 TT1和TT2段行行駛策略略和油耗耗5.4.11 T11和T22段行駛駛策略分分析與計(jì)計(jì)算若從距離TT1為Sa2處處開(kāi)始滑滑行，則則T1彎彎道的入入彎速度度vT11計(jì)算公則：v此時(shí)的速度度較大，可可能不滿(mǎn)滿(mǎn)足安全全時(shí)速的的要求，此此時(shí)就可可能需要要駕駛員員將速度度降低，但但是眾所所周知的的是制動(dòng)動(dòng)在節(jié)能能比賽中中應(yīng)該是是盡量避避免的，因因?yàn)椴粌H僅會(huì)損耗耗能量還還會(huì)增加加車(chē)手的的緊張程程度。為為了采取取最合理理的措施施，且不不會(huì)損耗耗太多的的能量，本本設(shè)計(jì)在在這里采采用了反反向運(yùn)算算的方法法，即假假設(shè)

25、賽車(chē)車(chē)T2的的出彎為為17.4kmm/h，演演算出來(lái)來(lái)T1的的入彎速速度接近近25kkm/hh。由于于T1的的曲率半半徑較大大，則從從賽車(chē)安安全方面面考慮本本設(shè)計(jì)認(rèn)認(rèn)為賽車(chē)車(chē)以vT11=25kmh=6.9m/s的時(shí)時(shí)速入彎彎是合理理的。則則賽車(chē)從從T2彎彎道出L得：v滑行時(shí)間為為：t5.4.22 T11和T22段行駛駛策略與與油耗的的確定至此，T11和T22段的行行駛策略略已經(jīng)確確定：進(jìn)入彎道前前先制動(dòng)動(dòng)，將速速度降到到25kkm/hh；隨后轉(zhuǎn)彎滑滑行，持持續(xù)行駛駛過(guò)T11和T22彎道。此過(guò)程油耗耗為零。得出T1和和T2段段的行駛駛總時(shí)間間為：t5.5 bb和T33段行駛駛策略和和油耗5.5.

26、11 b和和T3行行駛策略略的分析析及計(jì)算算賽車(chē)從T22彎道出出彎后進(jìn)進(jìn)入b段，此此時(shí)速度度vT21=4.48ms=16km/h ，明顯顯較低，因因此需要要加速。又又由于對(duì)對(duì)a段的行行駛策略略?xún)?yōu)化已已經(jīng)得出出結(jié)論當(dāng)當(dāng)賽車(chē)出出彎后以以a2=1.8m/s2加速是是比較省省油的，因因此下文文即認(rèn)為為賽車(chē)進(jìn)進(jìn)入b段后以以a2=1.8m/s2加速運(yùn)運(yùn)動(dòng)，速速度達(dá)到到42kkm/hh后再保保持高Stm之后賽車(chē)再再次遵循循4236kkm/hh的變化化規(guī)律，計(jì)計(jì)算過(guò)程程如下：S滑行時(shí)間：t此時(shí)賽車(chē)距距離T33彎道長(zhǎng)長(zhǎng)度為：5.5.22 b段段末尾是是否需要要制動(dòng)的的論證分分析從以上計(jì)算算可以看看出，此此時(shí)賽車(chē)

27、車(chē)距離TT3彎道道已經(jīng)較較短，不不適合再再做一次次加速運(yùn)運(yùn)動(dòng)，且且此時(shí)車(chē)車(chē)速為336kmm/h，若若繼續(xù)滑滑行不采采取制動(dòng)動(dòng)措施，賽賽車(chē)是否否會(huì)在進(jìn)進(jìn)入T33彎道時(shí)時(shí)超過(guò)了了安全時(shí)時(shí)速也是是要考慮慮的問(wèn)題題。因此此接下來(lái)來(lái)需要計(jì)計(jì)算若賽賽車(chē)?yán)^續(xù)續(xù)滑行到到達(dá)T33彎道的的時(shí)速，計(jì)計(jì)算過(guò)程程如下：vv由計(jì)算可知知，即使使賽車(chē)持持續(xù)滑行行到T33入口處處仍然不不能使車(chē)車(chē)速降到到安全車(chē)車(chē)速，因因此是需需要制動(dòng)動(dòng)的。但是從圖55.2的的賽道分分析圖中中可以明明顯的看看出T33彎道是是一個(gè)曲曲率半徑徑相對(duì)很很大的彎彎，因此此可以大大膽的假假設(shè)賽車(chē)車(chē)的入彎彎速度稍稍大于220kmm/h也也是安全全的。因因此

28、假設(shè)設(shè)賽車(chē)在在距離TT3很近近處制動(dòng)動(dòng)，使時(shí)時(shí)速降至至25kkm/hh。制動(dòng)前滑行行的時(shí)間間為：t制動(dòng)后時(shí)速速為：v5.5.33 b和和T3段段行駛策策略和油油耗的確確定賽車(chē)在T33段是滑滑行，TT3段長(zhǎng)長(zhǎng)度為：L滑行過(guò)程計(jì)計(jì)算如下下：vt至此，b和和T3段段的行駛駛策略已已經(jīng)確定定：進(jìn)入b段后后，駕駛駛員輕拉拉油門(mén)，保保持加速速度為11.8mm/s22，持續(xù)續(xù)時(shí)間約約4s，時(shí)速速達(dá)到442kmm/h，加加速行駛駛約322.3mm；松開(kāi)油門(mén)滑滑行，持持續(xù)時(shí)間間約133.4ss，滑行行距離約約1455m；后繼續(xù)滑行行4s左右駕駕駛員接接近T33彎道入入口，此此時(shí)采取取制動(dòng)措措施，使使時(shí)速降降至2

29、55km/h。繼續(xù)滑行，通通過(guò)彎道道T3；得出b和TT3段的的總油耗耗為：m得出b和TT3段的的行駛總總時(shí)間為為：t5.6 cc和T44段行駛駛策略和和油耗5.6.11 c和和T4行行駛策略略的分析析及計(jì)算算通過(guò)之前的的計(jì)算知知道，賽賽車(chē)在進(jìn)進(jìn)入c段時(shí)時(shí)時(shí)速只有有13.6kmm/h，因因此必須須加速到到42kkm/hh。計(jì)算算過(guò)程如如下:Stm之后賽車(chē)?yán)^繼續(xù)滑行行tc2=13.4s，1455m后時(shí)時(shí)速為vb1=36km/h，此若賽車(chē)持續(xù)續(xù)不加速速持續(xù)滑滑行則行行駛到TT4彎入入口處速速度為：v行駛時(shí)間為為t此時(shí)完全可可以認(rèn)為為賽車(chē)進(jìn)進(jìn)入T44的速度度是安全全的，則則賽車(chē)入入彎后的的過(guò)程計(jì)計(jì)算如

30、下下：L出彎速度為為：v用時(shí)：t5.6.22 c和和T4段段行駛策策略和油油耗的確確定至此，c和和T4段段的行駛駛策略已已經(jīng)確定定：從T3彎道道駛出，駕駕駛員輕輕拉油門(mén)門(mén)，保持持加速度度為1.8m/s2，持續(xù)續(xù)時(shí)間約約4.44s，時(shí)速速達(dá)到442kmm/h，加加速行駛駛約333.8mm；后松開(kāi)油門(mén)門(mén)滑行，持持續(xù)時(shí)間間約133.4ss，滑行行距離約約1455m；繼續(xù)滑行2251mm進(jìn)入TT4彎道道；繼續(xù)滑行過(guò)過(guò)彎。得出c和TT4段的的總油耗耗為：m得出c和TT4段的的行駛總總時(shí)間為為：t5.7 dd和T55段行駛駛策略和和油耗5.7.11 d和和T5段段行駛策策略的分分析及計(jì)計(jì)算由圖5.22可以

31、看看出，bb段和d段的距距離幾乎乎相等且且賽車(chē)進(jìn)進(jìn)入這兩兩段賽道道的時(shí)速速分別為為vT21=4.48ms=16km/h 和vT42=5.2ms18.6km/h ?？梢钥纯闯鲞@兩兩段的駛駛?cè)胨俣榷认嗖畈⒉⒉淮?，又又因?yàn)閎b段和d段的距距離相等等，則本本設(shè)計(jì)將將賽車(chē)從從T4駛?cè)肴雂段的過(guò)過(guò)程類(lèi)比比與賽車(chē)車(chē)從T22駛?cè)隻段的過(guò)過(guò)程，則則賽車(chē)由由T4駛?cè)肴雂段直至至進(jìn)入彎彎道T55的過(guò)程程的油行駛長(zhǎng)度為為：S行駛時(shí)間為為：t油耗為：m進(jìn)入T5彎彎道之前前的速度度為：v根據(jù)安全車(chē)車(chē)速的原原則，此此時(shí)可能能應(yīng)該采采取制動(dòng)動(dòng)措施，但但由于TT5長(zhǎng)達(dá)達(dá)2688.8mm，彎道道曲率半半徑很大大，且從從圖5.2中

32、可可以看出出其中幾幾乎有一一段是直直線(xiàn)形狀狀，采取取制動(dòng)減減速必然然會(huì)造成成能量的的損失，更更有可能能造成賽賽車(chē)無(wú)法法滑行完完成T55彎道，導(dǎo)導(dǎo)致需要要在T55彎道內(nèi)內(nèi)加速的的結(jié)果，這這是非常常浪費(fèi)能能量的，且且增加了了車(chē)手的的負(fù)擔(dān)。對(duì)比往屆的的經(jīng)驗(yàn)，在在大曲率率半徑的的彎道處處車(chē)速大大于200km/h已是是定律，且且由于比比賽跑道道是專(zhuān)業(yè)業(yè)賽車(chē)跑跑道，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎處的的路面是是會(huì)有一一定的傾傾斜角度度，這也也增加了了賽車(chē)的的安全性性，因此此認(rèn)為在在賽車(chē)以以vd1進(jìn)入T55彎道的的時(shí)候是是安全，不不需要采采取制因此出彎的的速度計(jì)計(jì)算如下下： v行駛時(shí)間為為：t5.7.22 d和和T5段段行駛策策略和

33、油油耗的確確定至此，d和和T5段段的行駛駛策略已已經(jīng)確定定：進(jìn)入d段后后，駕駛駛員輕拉拉油門(mén)，保保持加速速度為11.8mm/s22，持續(xù)續(xù)時(shí)間約約4s，時(shí)速速達(dá)到442kmm/h，加加速行駛駛約322.3mm；松開(kāi)油門(mén)滑滑行，持持續(xù)時(shí)間間約133.4ss，滑行行距離約約1455m；后繼續(xù)滑行行4s左右駕駕駛員進(jìn)進(jìn)入T55彎道，保保持滑行行；繼續(xù)滑行，通通過(guò)彎道道T5；得出d和TT5段的的總油耗耗為：m得出b和TT3段的的行駛總總時(shí)間為為：t5.8 ee和T66段行駛駛策略和和油耗5.8.11 e和和T6段段行駛策策略的分分析及計(jì)計(jì)算賽車(chē)進(jìn)入ee段時(shí)速速vT51=4.8ms17.2km/h ,如

34、果不不加速賽賽車(chē)將很很難滑行行過(guò)T66這個(gè)大加速時(shí)間為為：t行駛距離為為：S耗油為：m賽車(chē)之后滑滑行一直直到駛出出T6彎道道的路程程為：S之后賽車(chē)開(kāi)開(kāi)始滑行行，一直直到駛出出彎道TT6，計(jì)計(jì)算結(jié)果果如下：駛出T6彎彎的速度度為：v這個(gè)過(guò)程行行駛時(shí)間間為：t5.8.22 e和和T6段段行駛策策略與油油耗的確確定至此，e和和T6段段的行駛駛策略已已經(jīng)確定定：進(jìn)入e段后后，駕駛駛員輕拉拉油門(mén)，保保持加速速度為11.8mm/s22，持續(xù)續(xù)時(shí)間約約1.22s，時(shí)速速達(dá)到225kmm/h，加加速行駛駛約6.8m；松開(kāi)油門(mén)滑滑行，持持續(xù)時(shí)間間約166.8ss，滑行行距離約約1700m,駛出出T6彎彎；得出e

35、和TT6段的的總油耗耗為：m得出e和TT6段的的行駛總總時(shí)間為為：t5.9 ff段行駛駛策略和和油耗5.9.11 f段段行駛策策略的分分析和計(jì)計(jì)算由于T7段段的入彎彎速度為為20kkm/hh，而f段的路路程只有有1077m，如如果將賽賽車(chē)速度度升高到到42kkm/hh可能會(huì)會(huì)使賽車(chē)車(chē)在進(jìn)入入彎道TT7之前前還需要要一次制制動(dòng)，這這是浪費(fèi)費(fèi)燃料的的。因此此初步假假設(shè)將車(chē)車(chē)速提高高到vf1=計(jì)算過(guò)程如如下：加速時(shí)間為為：t行駛距離為為：S耗油為：m賽車(chē)之后滑滑行一直直到進(jìn)入入彎道TT7的路路程為：S之后賽車(chē)開(kāi)開(kāi)始滑行行，一直直到進(jìn)入入彎道TT7，計(jì)計(jì)算結(jié)果果如下：進(jìn)入彎道TT7的速速度為： v可以

36、看出，當(dāng)當(dāng)假設(shè)加加速到330kmm/h時(shí)時(shí)，賽車(chē)車(chē)滑行到到T7的的入口處處時(shí)的速速度為224kmm/h,稍大于于本章初初始假設(shè)設(shè)的200km/h，因因此以下下假設(shè)為為加速到到26kkm/hh，計(jì)算算過(guò)程如如下：加速時(shí)間為為：t行駛距離為為：S耗油為：m賽車(chē)之后滑滑行一直直到進(jìn)入入彎道TT7的路路程為：S之后賽車(chē)開(kāi)開(kāi)始滑行行，一直直到進(jìn)入入彎道TT7，計(jì)計(jì)算結(jié)果果如下：進(jìn)入彎道TT7的速速度為： v此次計(jì)算結(jié)結(jié)果與假假設(shè)數(shù)值值相近，因因此可以以確定當(dāng)當(dāng)賽車(chē)駛駛出T66彎道后后應(yīng)該加加速到226kmm/h，再再滑行就就可以在在進(jìn)入TT7彎道道處速度度正好接接近于220kmm/h的的安全時(shí)時(shí)速。所以

37、，滑行行時(shí)間為為：t5.9.22 f段段行駛策策略與油油耗的確確定至此，f段段的行駛駛策略已已經(jīng)確定定：進(jìn)入f段后后，駕駛駛員輕拉拉油門(mén)，保保持加速速度為11.8mm/s22，持續(xù)續(xù)時(shí)間約約2.88s，時(shí)速速達(dá)到226kmm/h，加加速行駛駛約133m；松開(kāi)油門(mén)滑滑行，持持續(xù)時(shí)間間約122.8ss，滑行行距離約約94.5m,駛?cè)肴隩7彎彎道；得出f段的的總油耗耗為：m得出f段的的行駛總總時(shí)間為為：t5.10 行駛策策略的論論證與總總結(jié)5.10.1 完完成時(shí)間間的校核核在5.3.2 對(duì)對(duì)高速范范圍的論論證分析析中已經(jīng)經(jīng)知道要要完成比比賽每圈圈的時(shí)間間限制為為：t如果不能按按時(shí)完成成比賽則則會(huì)造成

38、成嚴(yán)重后后果，因因此在行行駛策略略確定之之后應(yīng)首首先對(duì)一一圈總完完成時(shí)間間計(jì)算，計(jì)計(jì)算過(guò)程程如下：t因?yàn)椋簍所以可以得得出本次次設(shè)計(jì)的的行駛策策略賽車(chē)車(chē)是可以以在規(guī)定定時(shí)間內(nèi)內(nèi)完成比比賽，且且時(shí)間利利用率較較高，符符合本設(shè)設(shè)計(jì)第四四章中的的基本原原則。5.10.2 油油耗的總總量的估估算這里要說(shuō)明明的是，本本設(shè)計(jì)中中計(jì)算消消耗燃油油量時(shí)不不論是帶帶入計(jì)算算的功率率pe，還是燃燃油消耗耗率b，都是是采用的的最大值值，因此此每一過(guò)過(guò)程所計(jì)計(jì)算的燃燃油消耗耗量都是是會(huì)比實(shí)實(shí)際值大大，因此此本節(jié)計(jì)計(jì)算的燃燃油消耗耗量值是是保守的的，實(shí)際際比賽中中如果嚴(yán)嚴(yán)格按照照本設(shè)計(jì)計(jì)的行駛駛策略成成績(jī)應(yīng)該該會(huì)更好燃油總量的的計(jì)算：m若跑完全程程四圈則則油耗為為：m查資料得00號(hào)柴油油的密度度在標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)溫度220CC一般是是0.884000-00.86600gg/cmm3之間，本本設(shè)計(jì)選選擇