黃國海,吳頌,黃真,潘文軍
(東風柳州汽車有限公司乘用車技術中心,廣西 柳州 545000)
中國汽車工業(yè)經(jīng)過40多年的發(fā)展,已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)。預計今后10-15年中國將成長成為全球最大汽車市場,年銷量達到1700萬輛,汽車保有量超過1億輛[1]。
2020年4月23日,工業(yè)和信息化部、財政部、商務部、海關總署、國家市場監(jiān)督管理總局審議通過《關于修改(乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法)的決定》,并計劃于2021年1月1日起施行[2]。
某SUV為公司重要車型,前期結合仿真等手段,研究影響整車燃油經(jīng)濟性的因素,通過各系統(tǒng)優(yōu)化,在不降低整車動力性能的前提下,最終降低車輛燃油經(jīng)濟性。
根據(jù)《 GB27999-2019乘用車燃料消耗量評價方法及指標》,五階段燃油經(jīng)濟性目標計算方法如下:
對于三排以下車型,CM≤1090,T=4.02;1090≤CM ≤2510,T=0.0018×(CM-1415)+4.60;CM〉2510,T=6.57。
對于三排及以上車型,CM≤1090,T=4.22;1090 ≤CM≤2510,T=0.0018×(CM-1415)+4.80;CM〉2510,T=6.77。
式中:
CM——整備質量,kg;
T——燃油經(jīng)濟性值,L/100km。
圖1 五階段油耗目標曲線
針對某SUV,整備質量為1550kg,對應的五階段燃油經(jīng)濟性目標值為T=0.0018×(1550-1415)+4.60=4.843L/100km。公司允許該車型燃油經(jīng)濟性。
開發(fā)目標比五階段法規(guī)限值大2L/100km,即約為6.84L/100km。
根據(jù)圖2模型仿真結果,該SUV在WLTC循環(huán)下的燃油經(jīng)濟性8.11L/100km。
圖2 AVL CRUISE 仿真模型
該SUV在排放轉鼓試驗室實測WLTC循環(huán)下的燃油經(jīng)濟性為8.18L/100km,不管是仿真結果還是臺架實測結果,都與目標值差距較大,急需研究方案降低油耗。
圖3 燃油經(jīng)濟性目標、仿真及實測對比
針對降油耗技術,目前主流的節(jié)油技術包括三大類:
(1)整車節(jié)油技術:一般以降低迎風面積、風阻系數(shù)、輪胎滾阻系數(shù)、整車輕量化、提升傳動系統(tǒng)效率、降低進氣系統(tǒng)壓降及排氣系統(tǒng)背壓。
(2)發(fā)動機節(jié)油技術:包含提升發(fā)動機熱效率、低粘度機油等技術等減小摩擦、熱管理優(yōu)化、降低附件能耗、改善燃燒等[5]。
(3)混動節(jié)油技術:包含啟停和智能發(fā)電機,增加電池和電機來優(yōu)化發(fā)動機工作曲線并利用電助力、能量回收技術等混動策略。
本文SUV車型(1.5TDI+7DCT),針對已選用的成熟動力總成,基于以上降油耗方案來開展研究。
表2 某SUV節(jié)油技術一覽
根據(jù)表2的節(jié)油技術,更新AVL CRUISE仿真分析模型,WLTC油耗仿真結果為6.78L/100km;且動力性能優(yōu)于更改前。詳見下表3所示。
表3 某SUV節(jié)油技術前后仿真結果對比
圖4 更改前后動力性對比
更改后,按節(jié)油技術方案,該車輛動力性能相比更改前,百公里加速提升了0.11s。
實車測試結果為6.83L/100km,已滿足開發(fā)目標要求。
圖5 節(jié)油技術實施前后仿真及臺架油耗測試對比
本文以公司在研重點SUV車型為基準,結合常用的節(jié)油方案進行充分研究,先后完成多輪AVL CRUISE模型仿真及轉鼓臺架油耗測試,在滿足燃油經(jīng)濟性的前提下,綜合考慮動力性能,客戶需求,技術成熟度,開發(fā)周期等選擇合適的節(jié)油技術,完美完成本車型節(jié)油技術開發(fā),也為后續(xù)其他車型的油耗優(yōu)化提供了依據(jù)和指導。