羅鋒

摘 要：車用發(fā)動機(jī)的匹配是一項系統(tǒng)的工作，需要綜合考慮。其中對發(fā)動機(jī)動力系參數(shù)優(yōu)化匹配分析計算是很重要的，也是車輛設(shè)計的核心技術(shù)之一;利用AVL CRUISE計算軟件，能滿足車輛動力系參數(shù)優(yōu)化匹配的分析要求。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機(jī);動力;匹配

0 引言

整車的動力性和經(jīng)濟(jì)性既取決于發(fā)動機(jī)自身的性能，又依賴于發(fā)動機(jī)與汽車的合理匹配。故車用發(fā)動機(jī)的動力匹配，旨在解決車輛的動力性能與燃油消耗的經(jīng)濟(jì)性，同時也兼顧發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率，給發(fā)動機(jī)以一個合理的工作負(fù)荷，以求改善發(fā)動機(jī)的工作條件，提高其工作的可靠程度。

1 整車動力性評價

1.1 動力因數(shù)

動力因數(shù)是一個包括驅(qū)動力、車輛總重和空氣阻力的綜合參數(shù)。

式中：Pk是從發(fā)動機(jī)使用外特性曲線上的扭矩求得的，即：;Fw為汽車空氣阻力，即：;W為汽車總重。

不論汽車的重量等參數(shù)有什么不同，只要有相等的動力因數(shù)，便能克服同樣的道路阻力和坡度阻力，同時擁有同樣的加速度能力（假如兩車的相同的條件下），因此動力因數(shù)作為表征汽車動力特性的重要指標(biāo)。

1.2 最高車速

汽車行駛速度可以用如下公式計算：

最高車速是指在良好的水平路面上汽車能達(dá)到的最大速度，表征了汽車的速度特性。

1.3 最大爬坡度

爬坡能力是指汽車在行駛中克服道路坡度的能力。在等速行駛下，=0。

式中：α為相對坡度傾斜角;Me為發(fā)動機(jī)的扭矩，Nm;η為傳動系統(tǒng)的平均總機(jī)械效率;W為車輛總重，N;f為滾動阻力系數(shù);CD為空氣阻力系數(shù);A為迎風(fēng)面積（m2）。

根據(jù)tgαmax=imax換算成最大坡度。

2 底盤狀況合理匹配

2.1 汽車行駛工況的研究

汽車在運行中的工況是很復(fù)雜的，由于道路條件、交通狀況、上坡下坡、加速減速、怠速、剎車、滑行、起步換檔加速等等，油門開度變化頻繁，這都嚴(yán)重影響燃料消耗量。所以針對具體車輛的實際行使工況進(jìn)行個性化的動力匹配是非常必要的工作。

2.2 底盤參數(shù)匹配計算

汽車發(fā)動機(jī)與傳動系匹配不合理，猶如小馬拉大車或大馬拉小車。

應(yīng)用AVL CRUISE計算軟件對某車輛底盤參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，下圖為發(fā)動機(jī)工況點工作頻率分布圖。分析發(fā)動機(jī)工況點分布圖可知，優(yōu)化后發(fā)動機(jī)工況點明顯向最經(jīng)濟(jì)區(qū)移動，各檔等速百公里油耗以及循環(huán)工況油耗均有不同程度的降低，整車經(jīng)濟(jì)性得到明顯改善，動力性又不至于降低很多。

（a）優(yōu)化前 （b）優(yōu)化后

圖1 優(yōu)化前后NEDC循環(huán)下發(fā)動機(jī)工況點工作頻率分布圖

3 其他系統(tǒng)匹配要求

對于一般非電控發(fā)動機(jī)：

（1）系統(tǒng)最大進(jìn)氣阻力對自然吸氣發(fā)動機(jī)不超過5kPa;對增壓和增壓中冷發(fā)動機(jī)不超過6kPa;

（2）中冷器在額定流量下的壓力降應(yīng)不超過6kPa，為滿足使用要求，中冷器的額定流量一般按發(fā)動機(jī)標(biāo)定工況下進(jìn)氣量的1.1倍來確定;

（3）輸油泵最大進(jìn)油阻力不超過13kPa;

（4）燃油箱必須通氣，通氣口流量不小于340L/h，阻力不超過5kPa;

（5）排氣系統(tǒng)的主要作用是降低排氣噪聲，防止排氣泄漏，保持排氣暢通，最大排氣阻力不得超過10kPa。

4 總結(jié)

車用發(fā)動機(jī)的動力匹配是一項系統(tǒng)的工作，需要根據(jù)實際配套情況，采用計算與試驗相結(jié)合的方法對各個系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。從而達(dá)到滿意的整車經(jīng)濟(jì)性、動力性效果。

參考文獻(xiàn)：

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