动力总成匹配技术英文讲解.ppt

汪波

[摘 要]我国是一个汽车大国，但却并不算是汽车强国。社会各个层面对此都有共识，这其中最重要的问题应该是汽车产业缺乏核心竞争力，也就是汽车发动机方面的技术实力不够强。本文首先提出动力总成匹配的意义，然后论述了商用车经济性影响因素及整车降油耗技术方案，为未来商用车设计提供参考。

[关键词]商用车；动力总成；降油耗技术

中图分类号：U469 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0118-01

1 动力总成匹配的意义

动力总成是汽车的核心，现阶段，我国对动力总成的要求已不仅仅停留在能用即可的层次上，排放标准更高、燃油消耗更低等各种要求都成为出色动力总成的决定因素。随着全球环境日益恶化，我国的节能减排工作也更加紧迫，提高排放标准同样成为不可忽视的问题之一。对一般用户而言，降低燃油消耗具有更为重要的意义。据调查，目前货运车辆的燃油成本约占车辆运营成本的1/3，而随着车辆使用状况的恶化，燃油价格飙升，燃油成本将占到总成本的1/2左右；因此，发动机生产企业应当将降低油耗放在与提高排放水平同等重要的位置上。可以说，动力总成是商用汽车的核心。整个车辆的动力性、经济性、舒适性、运营成本、可靠性、安全环保都与动力总成有关，动力总成的地位决定了它的核心作用。动力总成在动力性方面体现在车辆的加速性、爬坡性，在經济性方面体现为燃油消耗、机油消耗；在安全环保方面为制动性和排放水平；在可靠性方面体现为大修里程、无故障间隔里程；在舒适性方面表现为操控性能、振动、噪声；在成本方面则包括运营成本和采购成本。

2 动力总成匹配研究方法

2.1 动力系统总成匹配模拟分析

在进行动力总成匹配时，一般来讲，主要从动力性、经济性、排放性能3方面考虑。动力性能主要是最高车速、加速性能、最大爬坡度、最大牵引力。经济性主要是考虑循环工况油耗、等速行驶百千米油耗、巡航工况油耗。排放性能就是循环工况排放性能，与之相关的基本参数输入包括整车参数、发动机参数、离合器参数、变速器参数、主减速器参数、差速器参数、制动器参数、驾驶室参数等。在计算输出方面，主要包括车辆的稳态行驶性能计算、全负荷加速性能计算、爬坡性能计算、最大牵引力计算、循环行驶工况、巡航行驶工况、制动/滑行/反拖性能等。

2.2 变速器选型

变速器的挡位数对整车经济性有很大的影响。在选择变速器时，首先要遵循“动力匹配优化优先，挡位增加次之”的原则。虽然增加挡位数后，可减小速比级差，使发动机集中工作在经济转速范围内，提高燃油经济性，并使车辆的运行平稳性改善，但同时车辆的生产成本也将相应增加。在车速相同的条件下，发动机输出的功率相同，挡位数多，可选择到更合适速比的变速器挡位，可使发动机的负荷率提高，燃油消耗率降低，百千米油耗降低。如采用同样的发动机，分别匹配9挡变速器和16挡变速器，同为65km/h车速时，二者在万有特性曲线上的工作点在转矩和转速相近时，燃油消耗率分别为220g/kWh和215g/kWh。

2.3 基于工况和路谱的整车动力总成匹配方法

在进行动力总成匹配研究时，必须关注用户的使用工况，综合油耗是对整车综合性能的评价；但是，在实际使用当中，并不能适应一些大客户或者集团用户的要求，大客户和集团用户使用的功耗比较单一，例如高速公路卡车的使用工况就是标载，用户希望其车速维持在80---90km/h的最省油区间。动力总成匹配研究的核心意义在于可以对不同使用工况进行特定的优化，使得整车使用油耗达到最低，同时又满足动力性，排放、噪声这些要求。

3 商用车降油耗主要措施

3.1 发动机

发动机经济性的优劣，直接决定了整车的经济性，各发动机厂商都在开发更经济的发劫机，主要从以下几个方面考虑：（1）提高发动机燃油喷油压力；（2）提高热效率及机械效率，减小运动副的摩擦；（3）针对客户车辆的使用情况，匹配合适排量的发动机，并对发动机的万有特性进行优化；（4）精确控制气门正时，优化工作循环；（5）采用可控增压技术，控制进气压力；（6）采用熄火断缸等新节能技术；（7）采用新技术，匹配节能附件，比如采用电控风扇，离合器型空压机，变排量机油泵，双模空调压缩机，电控水泵，可调排量机油泵等；（8）发动机轻量化设计，发动机升质量控制在80到85之间；（9）发动机整车动力附件优化，减小排气背压、进气阴力、中冷阻力等。

3.2 动力总成匹配

动力总成匹配主要目的是让整车行驶时发动机工作点靠近发动机最低燃油消耗区，兼顾整车动力性和经济性，《VOLVO卡车动力总成匹配》指出，汽车列车运行在正常工况下应保证育接档能上1.5%的坡度，并且保证至少80%的行车时间在挂在直接档上，这样有利于整车动力性和经济性。动力匹配主要考虑以下因素：（1）发动机万有特性图，最低油耗区的面积越大越好，整车行驶时，发动机工作点越靠近最低经济区越好；（2）后桥型式及速比，匹配适合的双级、单级驱动桥及速比；（3）变速器匹配适合的档位及速比，遵循匹配优化优先，档位增加次之原则；（4）轮胎对于降侃由耗可以说是至关重要，现在的轮胎厂商为不同使用工况的车辆设计了不同类型的轮胎，合理选择轮胎能够大幅提高燃油经济性；（5）载荷路谱，采集整车行驶载荷路谱』为每一辆汽车匹酉己定制化的动力总成；（6）匹配工况，采用C-WTVC（GB30510-2014）（重型商用车燃料消耗量限值）匹配工况。

结语

汽车动力性、经济性匹配研究是汽车动力总成研究的核心，是一个系统工程，需要经过计算分析与试验验证各个阶段，在计算分析时首先要求初选动力总成元件，再组合方案，进行多方案分析计算。同时汽车企业还要注意对商用车的油耗控制，从而使车辆的动力性和经济性得到有效保证。

参考文献

[1] 王祖德.我国商用车动力总成现状及未来发展[J].商用汽车，2008，05：107-113.

[2] 范明强.商用车动力总成技术的发展趋势[J].重型汽车，2011，05：4-7.