劉科銘（1.云南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南昆明　650101；2.職業(yè)技能培訓(xùn)鑒定中心，云南昆明　650101）

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汽車發(fā)動機匹配技術(shù)研究

劉科銘1，2
（1.云南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南昆明650101；2.職業(yè)技能培訓(xùn)鑒定中心，云南昆明650101）

【摘 要】汽車是當(dāng)前人們生活中常見的工具，隨著人們對汽車的需求越來越大，在汽車生產(chǎn)過程中也會越來越多地使用各種新技術(shù)。本文給出了汽車匹配技術(shù)的定義和發(fā)動機匹配的應(yīng)用場合，從機械匹配和電氣匹配兩個方面介紹了發(fā)動機匹配項目中涉及的技術(shù)。其中，機械匹配還包括了發(fā)動機與變速器的選擇與匹配。

【關(guān)鍵詞】汽車發(fā)動機匹配技術(shù)機械匹配電氣匹配

發(fā)動機是汽車的關(guān)鍵部位，在汽車發(fā)動機的研究過程中，發(fā)動機匹配技術(shù)是一個關(guān)鍵內(nèi)容，發(fā)動機匹配技術(shù)指的是在汽車生產(chǎn)過程中能夠合理地選擇發(fā)動機，從而使得發(fā)動機與其他部件之間的更加協(xié)調(diào)，能夠更好地發(fā)揮出發(fā)動機的性能，提高整個汽車的性能。

1　汽車發(fā)動機的匹配技術(shù)

在汽車設(shè)計中，汽車的各個部件發(fā)揮了不同的功能，所有的部件之間的相互協(xié)調(diào)是保持汽車穩(wěn)定性和基本性能的一個重要前提。匹配指的是在汽車生產(chǎn)過程中合理地選擇發(fā)動機、變速箱等部件的類型以及參數(shù)，從而使得整個汽車的各個部件可以實現(xiàn)良好的組合，并且可以通過計算、仿真、實驗等手段來預(yù)估整個汽車的性能，使得整個車的動力、排放等各種指標(biāo)能夠得到提升。

發(fā)動機和變速器的選型和匹配是汽車匹配技術(shù)應(yīng)用的工作重點。發(fā)動機匹配指的是在發(fā)動機的選擇和安裝過程中可以根據(jù)發(fā)動機的基本情況實現(xiàn)各種參數(shù)的有效配置，從而使得發(fā)動機的性能得到優(yōu)化，提高整個車輛的動力性能。一般來講，要進行發(fā)動機匹配主要是在兩個場合，一個是在設(shè)計新車型的時候，要開發(fā)新的動力系統(tǒng)，一個是對已有車型更換發(fā)動機或發(fā)動機國產(chǎn)化的時候需要對發(fā)動機技術(shù)進行匹配。發(fā)動機的匹配技術(shù)包括機械匹配與電氣匹配兩個部分。

2　發(fā)動機的機械匹配技術(shù)

2.1匹配計算

在匹配過程中必須要進行相應(yīng)地計算，對各種參數(shù)進行確定，在發(fā)動機的機械匹配過程中，計算各種參數(shù)一般有三種方式，一種是手工計算，指的是根據(jù)汽車的驅(qū)動力以及行駛阻力的平衡圖來確定汽車在不同的檔位中的車速、加速能力、爬坡能力等，從而對變速器的不同傳動比對汽車性能的影響進行評價，確定各種參數(shù)。第二種是仿真計算，指的是在對汽車以及各個部件的模型進行設(shè)計的基礎(chǔ)上，將發(fā)動機以及變速箱等部件的性能參數(shù)輸入模擬軟件中，最后計算出汽車的動力性、經(jīng)濟性、排放性能和制動性能等各種參數(shù)。這種方法可以在計算機上顯示出分析的報告以及各種結(jié)果的圖表顯示形式，反映出汽車中的任何一個參數(shù)對整個汽車系統(tǒng)以及性能的影響。當(dāng)前在模擬過程中能夠使用較多的是CRUISE軟件。第三中是參數(shù)優(yōu)化。指的是將汽車的動力、經(jīng)濟性、排放性、制動性等參數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)，將發(fā)動機的功率、汽車變量、變速器的傳動比等參數(shù)作為變量，進行組合的過程，從而使得汽車能夠達到最優(yōu)的性價比。

2.2設(shè)計與分析

第一，進行CAD設(shè)計。在現(xiàn)代汽車設(shè)計和開發(fā)的過程中，一般都需要經(jīng)過模擬，會采用CAD軟件來設(shè)計汽車和部件的數(shù)字模型，從而對汽車的各種性能進行模擬。當(dāng)前在汽車開發(fā)過程中常用的CAD軟件有UG、Pro/ENGINEER、CATIA等，CAD建模的方法主要有特征造型、用三坐標(biāo)測量機進行逆向掃描等步驟。

第二，CAE分析。汽車CAE分析指的是借助專業(yè)軟件對汽車的各個參數(shù)進行測量的過程，主要分析的內(nèi)容有發(fā)動機的噪聲、發(fā)動機的支撐分析、發(fā)動機的熱力學(xué)分析等內(nèi)容。

第三，對主要的實驗項目進行確定。在對發(fā)動機進行匹配設(shè)計的時候，需要對幾個主要的項目進行確定，比如發(fā)動機和汽車臺架試驗；發(fā)動機噪聲與振動實驗，發(fā)動機處于懸置狀態(tài)時的振動頻率測量試驗、排氣系統(tǒng)的耐久性實驗等。

第四，開發(fā)裝配及維修工具和設(shè)計制造工藝。一般對于各種新設(shè)計的發(fā)動機和變速箱，都會配備夾具工具，針對一些新設(shè)計的發(fā)動機，也會開發(fā)各種對應(yīng)的維修工具，比如OBD車載診斷儀器及其軟件，這些工具都可以在發(fā)動機中實現(xiàn)完美地配置，從而使得發(fā)動機的性能得到完善，用戶在使用汽車的時候能夠更好地掌握發(fā)動機的情況。

3　發(fā)動機的電氣匹配技術(shù)

3.1發(fā)動機管理系統(tǒng)

發(fā)動機管理系統(tǒng)指的是對發(fā)動機進行統(tǒng)一全面管理的系統(tǒng)，以發(fā)動機電子點火和電控汽油噴射系統(tǒng)為基礎(chǔ)，集合了發(fā)動機的電子控制噴射、排放控制、電子點火、起動 、防盜等各種功能，由于電子技術(shù)的快速發(fā)展，使得人們對發(fā)動機的性能的要求也不斷提高，比如發(fā)動機需要具備方便性、舒適性、高效性、經(jīng)濟性等多種性能，因此也對應(yīng)地產(chǎn)生了發(fā)動機管理系統(tǒng)，改善了發(fā)動機的各項性能指標(biāo)。發(fā)動機管理系統(tǒng)包括多個部分，比如微處理器、傳感器、執(zhí)行器等，通過傳感器對發(fā)動機的各個部分的狀態(tài)進行了解，然后經(jīng)過微處理器進行計算、分析以及判斷，并且產(chǎn)生各種指令，使得發(fā)動機能夠完成各種操作。當(dāng)前關(guān)于汽車發(fā)動機的管理系統(tǒng)各個國家也在加強研究，比較常見的有博世、西門子、德爾福、豐田等。

3.2發(fā)動機管理系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

發(fā)動機管理系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)對于發(fā)動機的工作以及維護也有十分重要的作用，涉及多種新技術(shù)，比如計算機、自動控制、嵌入式系統(tǒng)等多個領(lǐng)域，在汽車的電氣控制系統(tǒng)中是最復(fù)雜的一種系統(tǒng)。當(dāng)前很多汽車開發(fā)商在進行發(fā)動機匹配的時候，一般都不需要進行發(fā)動機管理系統(tǒng)的開發(fā)工作，因為很多發(fā)動機本身就已經(jīng)帶有現(xiàn)成的發(fā)動機管理系統(tǒng)。進行發(fā)動機管理系統(tǒng)開發(fā)的過程主要包括以下幾個步驟。第一，在仿真計算平臺上采用可視化以及模塊化的方法建立相應(yīng)的控制模型，然后進行相應(yīng)的調(diào)試，調(diào)試結(jié)束之后可以將其編譯成為各種機械的執(zhí)行代碼，將執(zhí)行代碼下載到汽車電子控制單元中，就可以對汽車進行驅(qū)動和控制。

3.3車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開發(fā)

當(dāng)前汽車的電氣系統(tǒng)的數(shù)量以及功能都不斷增多，電氣線束系統(tǒng)的復(fù)雜度越來越高，在工作過程中產(chǎn)生的損耗也越來越大，在汽車發(fā)動機的匹配過程中還應(yīng)該要加強對車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及總線系統(tǒng)的開發(fā)，可以有效地降低汽車電氣系統(tǒng)的復(fù)雜程度。

4　結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前人們對汽車的需求越來越大，汽車開發(fā)也越來越多，在汽車開發(fā)過程中應(yīng)該要加強各種匹配技術(shù)的應(yīng)用，比如發(fā)動機匹配、變速箱匹配等，發(fā)動機匹配技術(shù)是汽車開發(fā)的重要部分，包括機械匹配與電氣匹配兩個部分，在開發(fā)的時候要加強模擬和計算分析，從而使得汽車的發(fā)動機性能得到提升。

參考文獻：

［1］張翔.汽車發(fā)動機匹配技術(shù)的研究［J］.上海汽車，2006（01）.

［2］嵇震宇，馬俊，田青，朱定芳.車載隨機振動隔離系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計［J］.安徽工學(xué)院學(xué)報，1989（04）.

［3］張翔，王佳，楊建中，蔡志標(biāo).發(fā)動機標(biāo)定項目管理技術(shù)的研究（續(xù)2）［J］.天津汽車，2008（10）.