内燃机车能耗估算建模和Matlab软件仿真(2)

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3.3 需求分析 15

3.3.1 数据管理的需求 15

3.3.2 牵引计算及油耗计算的需求 15

3.4 整体设计与模块划分 15

3.4.1 编程工具的选择 15

3.4.2 系统的总体结构 16

3.4.3 模块划分 16

3.5 分析界面设计 17

3.6 本章小结 17

4 系统设计 18

4.1 详细设计 18

4.1.1 登录系统功能描述 18

4.1.2 系统结构分析 18

4.1.3 登录界面及其代码设计 18

4.2 计算界面设计 20

4.2.1 系统的工作流程 21

4.2.2 数据计算设计 21

4.3 本章小结 22

5 测试结果 23

5.1 测试目的与内容 23

5.1.1 测试的目的 23

5.1.2 测试的内容 23

5.2 登陆界面测试 23

5.3 计算界面测试 24

5.3.1 内燃机车单位合力曲线 24

5.3.2 内燃机车时间-距离曲线 25

5.3.3 内燃机车速度-距离曲线 25

5.3.4 内燃机车能耗计算结果 26

5.4 本章小结 26

6 总结与展望 26

致谢 28

参考文献 29

1 绪论

1.1 研究背景

在能源问题日益凸显出来的今天，对于能源的使用和合理分配是人类面临的一个巨大挑战。在铁路运输中，内燃机车虽没有电力机车数量多，但却能到达许多电力机车无法覆盖的偏远区域，因此内燃机车也是铁路上必不可少的一环。内燃机车大多采用柴油机，柴油在气缸中燃烧，通过活塞将热能转换为柴油曲轴输出的机械能，通过传动装置装华为牵引机车前进的机械能，再通过走行部驱动机车车轮在轨道上转动。柴油机油耗一直是铁路运输成本的“大户”，机车车辆段总成本的消耗费用占相当比例，是机车车辆段的关键经济指标之一，对机车车辆段工程的年成本起着决定性作用。另外，从2015年开始，铁路总公司建立了铁路运输企业工资于企业本身的收入相关的制度，对各铁路局实施经济效益考核。所以，对机车燃油消耗的影响因素进行准确的研究分析，对燃油消耗进行准确估算，进一步减少机车燃油消耗，减少机车在运载货物过程中的燃油支出，提高铁路段的经济收益，具有十分重要的意义。

1.2 内燃机车发展情况

内燃机车最早出现于20世纪20年代，前苏联制造了世界上第一台内燃机车，相较于传统的蒸汽机车，内燃机车由于运能大，燃油转化率高而获得了全世界的关注。内燃机车由于使用燃油发电为牵引方式，对于蒸汽机车，速度也得到了许多提升，在一些幅员辽阔的国家，比如前苏联和美国收到了极大的重视，对于当时交通行业并不发达的地区可谓是具有革命意义的。内燃机车的货物运输网络慢慢的贯通了越来越多国家的边远地区，对国家经济、地区经济都起来到了历史性的推动作用。随着时间的推移，内燃机车的型号也是在更新换代，性能也变得越来越好，虽然后来出现了运能更出色的电力机车，但是由