潘建考 尹建東 沈 源

（寧波吉利羅佑發(fā)動機零部件有限公司 浙江 寧波 315336）

引言

近年來，我國汽車工業(yè)取得了長足發(fā)展，汽車保有量逐年增長。汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，使得汽車產(chǎn)品更新?lián)Q代速度明顯加快，網(wǎng)聯(lián)車、科技出行、環(huán)保車等新名詞不斷涌現(xiàn)，但是我們不能忘記汽車產(chǎn)品的本質(zhì)，那就是帶給駕駛者優(yōu)良的駕駛體驗。談到駕駛體驗就不得不提到駕駛性，駕駛性作為評價汽車產(chǎn)品駕駛體驗的指標，是消費者購買汽車產(chǎn)品時最為關(guān)注的性能之一。

駕駛性指車輛在駕駛過程中給與駕駛員的感受，包含動力性、連續(xù)性、平穩(wěn)性等，比如駕駛員踩下油門，車輛動力是否同步反饋，加速過程中有無動力中斷，發(fā)動機的噪聲是不是平穩(wěn)等等。

本文以搭載小排量增壓發(fā)動機的某汽車產(chǎn)品為研究對象，通過匹配不同速比的變速箱，利用仿真分析來判定其動力性及經(jīng)濟性，并預估駕駛性是否優(yōu)秀，并制作變速箱樣機進行實測驗證。

1 試驗方案

試驗樣車為小型轎車，搭載1.0L 增壓直噴汽油機匹配干式6 速DCT 變速箱，車輛主要參數(shù)及基礎(chǔ)速比如表1、2 所示。該車輛在駕駛過程中存在低擋位換擋轉(zhuǎn)速過高，換擋不平順以及低速噪聲大的問題。

表1 測試車輛主要參數(shù)

表2 測試車輛基礎(chǔ)速比

收集其他車型的變速箱速比，通過數(shù)據(jù)對比分析，發(fā)現(xiàn)試驗車輛1 擋到2 擋階差（1 擋總速比/2 擋總速比）以及2 擋到3 擋階差略大于其他產(chǎn)品，具體數(shù)據(jù)如表3 所示。同時發(fā)現(xiàn)，在搭載大排量自吸發(fā)動機時，速比階差設(shè)定會較大，動力連續(xù)性可以靠轉(zhuǎn)矩補償[1]；但在搭載小排量發(fā)動機時，為保證最大爬坡度，低擋位速比會偏大，同時為兼顧車輛動力性以及動力連續(xù)性，相鄰擋位之間階差較大時，一般采取適當提升換擋轉(zhuǎn)速的方式進行補償。

表3 速比數(shù)據(jù)對比

通過對變速箱結(jié)構(gòu)進行研究后，以降低擋位間速比階差為目的重新進行速比設(shè)計[2]，在保證輸入輸出軸距不變的情況下，同時避免嘯叫階次匹配出2個新的速比方案，具體數(shù)值見表4。

表4 速比方案

2 仿真分析

2.1 動力性

通過對試驗車輛以及2 個方案進行仿真分析，分析結(jié)果如表5 所示。試驗車輛、方案一、方案二各有優(yōu)劣，其中8～32 km/h 加速時間2 方案均變差，百公里加速方案二與試驗車輛相同，除此之外2 方案指標均優(yōu)于試驗車輛。其中關(guān)于最大爬坡度，因2 方案的1 擋總速比均減小，發(fā)動機在最大爬坡度時的轉(zhuǎn)速降低，結(jié)合增壓發(fā)動機高速段轉(zhuǎn)矩呈下降趨勢，轉(zhuǎn)速下降以后實際發(fā)動機轉(zhuǎn)矩反而升高，故最大爬坡度反而有所提升，與常規(guī)的速比越大爬坡度越高經(jīng)驗不符，故動力總成匹配考慮經(jīng)驗的同時還應以仿真值作為參考。

表5 動力性試驗結(jié)果

2.2 經(jīng)濟性

表6 為該試驗車輛以及2 個方案的油耗仿真結(jié)果（因該車輛為樣車，為確保仿真結(jié)果準確性，仿真邊界為該樣車實測值），結(jié)果顯示在NEDC 油耗上方案一增加0.011 L，方案二減少0.011 L，因5、6 擋位速比未發(fā)生變化，故90 km/h 以及120 km/h 等速油耗未發(fā)生變化。

表6 經(jīng)濟性試驗結(jié)果

因駕駛性無有效的仿真分析手段，故以測試時主觀評價結(jié)果為準。

3 試驗結(jié)果

綜合動力性及經(jīng)濟性的結(jié)果，決定采用方案二制作變速箱樣機，并搭載試驗車輛進行試驗。

3.1 動力性

動力性測試采取A-B 的方式進行，首先試驗車輛進行正反向測試，然后更換方案二變速箱進行正反向測試，并對測試結(jié)果進行對比分析，此次試驗未在標準性能測試場地進行，故試驗結(jié)果跟仿真結(jié)果存在一定差異。

每種方案正反方向進行多次測試，取測試結(jié)果平均值，測試結(jié)果如圖1 所示，方案二在百公里加速上較試驗車輛快0.1s。

圖1 0～100km/h 加速測試結(jié)果

3.2 經(jīng)濟性

經(jīng)濟性測試在轉(zhuǎn)轂上進行，同樣采取A-B 的方式進行，首先就方案二進行試驗，然后重新更換為試驗車輛變速箱進行測試。

油耗測試前對新速比的換擋線進行了重新匹配，以確保動力總成運行在正確狀態(tài)，具體變更內(nèi)容為0%～40%油門2-3/3-4/5-6 每個換擋點車速降低2km/h，僅依據(jù)新速比調(diào)整了換擋點，未進行對應的精細化標定優(yōu)化，詳細變化如表7 所示。

表7 調(diào)整后換擋轉(zhuǎn)速

測試數(shù)據(jù)如圖2 所示，方案二在WLTC 工況油耗較試驗車輛低0.014L，在NEDC 工況較試驗車輛低0.1L，僅調(diào)整速比就能達到這樣的效果，收益較為明顯。

圖2 油耗測試結(jié)果

3.3 駕駛性

首先，基于主觀評價的方式對試驗車輛以及更換方案二變速箱后的車輛進行駕駛評價，低速換擋轉(zhuǎn)速高的問題有明顯改善，動力連續(xù)性有所改善，其中低速噪聲大的問題隨著換擋轉(zhuǎn)速的降低也有明顯的改善。

在主觀評價的同時，采集了試驗車輛行駛過程的數(shù)據(jù)，如圖3 所示，因速比的調(diào)整，達到同樣的車速發(fā)動機的對應轉(zhuǎn)速有不同程度的下降，尤其在低速換擋時，轉(zhuǎn)速上沖現(xiàn)象明顯改善，因此在駕駛過程中噪聲明顯改善，動力輸出與聲音大小對應情況也明顯好轉(zhuǎn)，給駕駛者的感受是這臺車動力十足，而且動力儲備充足，深踩油門，還有源源不斷的動力輸出。

圖3 換擋轉(zhuǎn)速對比

更換方案二后的試驗車輛與另一臺車同時邀請主觀評價專家進行駕駛性盲評[3]，并按照評價規(guī)則進行打分，多名專家取平均分，結(jié)果顯示，在動力性方面大家認為差異不大，在動力連續(xù)性、換擋平順性以及噪聲舒適度上，方案二明顯優(yōu)于試驗車輛，評價結(jié)果如圖4 所示（注6.5 分為挑剔客戶駕駛可接受）。

圖4 駕駛性評價結(jié)果

4 結(jié)論

整車駕駛性作為汽車產(chǎn)品的重要屬性，在整車開發(fā)中至關(guān)重要，汽車產(chǎn)品競爭力比到最后也是駕駛性的比拼。在汽車產(chǎn)品的開發(fā)過程，有太多的因素能夠影響駕駛性的好壞，在標定無法做進一步優(yōu)化時，通過速比的優(yōu)化匹配，在保持其他性能不劣化的前提下，做到了有效提升駕駛性。

通過本案例，我們發(fā)現(xiàn)基于小排量增壓發(fā)動機的速比匹配已經(jīng)不同于大排量自吸發(fā)動機，擋位階差過大會導致動力連續(xù)性變差，帶來較差的駕駛體驗，由此可見隨著發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展和更新，動力總成匹配也需要跟進發(fā)展，在匹配過程中借鑒歷史經(jīng)驗的同時，需要充分考慮產(chǎn)品實際需求，以保障得到好的駕駛性體驗，進一步提升產(chǎn)品競爭力。