汽车动力性、经济型分析

1、整车经济性、动力性分析栾焕明（哈尔滨航空工业集团动力研发）摘 要：通过AVLCRUISE的仿真计算，优化速比，在保证整车动力性的前提下，提高整车经济性。通过仿真选优，提出了优化方案，并由试验进行验证。关键词：速比；优化主要软件：AVL CRUISE汽车经济性、动力性的分析：汽车经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行 驶的里程来衡量。汽车动力性的评定，通过分析汽车的驱动力和行驶阻力（牵引力）、车速与发动机转矩、变速器速比和主减速比、车速与发动机扭矩和转速之间的关系，以便尽量拓展车速范围和增大牵 引力，最大限度的发挥动力总成的性能，满足复杂多变的使用条件。1. 整

2、车主要参数及动力性指标：1.1整车主要尺寸与质量参数：整车长度（mm） 3745前轮轮距 （mm） 1300整车宽度（mm） 1505后轮轮距 （mm） 1310整车咼度（mm） 1925车轮滚动半径 （mm） 273轴距 （mm）最大总质量（kg） 16101.2整车主要动力性指标:a. 最高车速不小于 130km/h;b. 最大爬坡度不小于 32%c. 直接档最低稳定车速不大于25 km/h ;2. 471发动机及变速器的主要技术参数 2.1发动机的特性:转速（r/min ）扭矩（N - m）功率（kW150090.8214.26200094.8919.87250097.8725.6230

3、00104.3532.783500106.7239.124000104.2243.664500101.7747.96500099.4552.07540097.2154.9720002500300035004000450050005500SPEEDi r/rnin)001ao60o204T1卷旃机韵州帕蜒图2.2变速器1主要技术参数:主减速器传动比i 0=5.125/4.3/3.909最大输入扭矩（nm108最大扭矩转速（rpm）30003500档位In出IVV传动比i 1=3.652i 2=1.948i 3=1.424i 4=1.000I 5=0.7952.3 变速器2主要技术参数:主减速器传

4、动比i 0=4.3/3.909最大输入扭矩（Nm）108最大扭矩转速（rpm）30003500档位In出VV传动比i 1=4.424i 2=2.722i 3=1.792i 4=1.226I 5=133. 配471发动机汽车经济性、动力性对比分析：计算程序：CRUISE整车性能分析软件计算；后桥主减速比：速比 4.3、3.909。3.1循环工况下，汽车百公里燃油消耗量对比：循环工况：按 GBI8352 （轻型汽车污染物排放测量）所规定的循环工况进行；通过软件计算所得的数据可以看出：471 发动机配变速器 1百公里燃油消耗量为8.47升/100公里，配变速器2为9.74升/100公里。因此，依据目

5、前的两种现有的速比匹配，471发动机配变速器1要优于配变速器2。为了进一步改善变速器 2配471发动机的经济性，采用 3.909的主减速比进行验证，通 过计算得到百公里燃油消耗量为9.13升/100公里，可以看出通过进一步降低主减速比整车经济性得到的提高。但同时也可以看出，如果再计划进一步提高BS14变速器配整车的经济性，还应进一步调整变速器的主减速比，以便得到更为理想的燃油消耗量。为了进行对比性参照，变速器1采用3.909的主减速比后百公里燃油消耗量为8.18升/100公里，从计算的结果来看，该油耗值较为理想。同时，从以下四个发动机循环工作状况图（注：循环工作状况图上的数字为在整个循环当中发

6、动机工作的频次）上可以看出,471发动机配变速器1主减速比为3.909进行工作时，发动机多数情况下处于 8003000rpm的相对经济区域工作；主减速比为4.3进行工作时，发动机 多数情况下处于8503200rpm的相对经济区域工作，因此百公里燃油消耗量相对较好。而配变速器2主减速比为4.3进行工作时进行工作时，发动机处于8504000rpm的相对耗油区 域工作，调整到 3.909传动比后发动机工作条件有所改善，处于8503600rpm区域工作。nMAACTICRirTEt BATH.匸uxb ilHi讣旷:上'fAh-L丄h Hvj“kg :1150.0: !OOOD.OOMDhm

7、CocCClciciit<：=>!ODDD.OHKtlu3W金圖亡:oC CrLind亡刖<->l4iITjit-.RadiusI37OrOOpii TioiaiDj H.qdliJPS73rQ:?i-n3«UgnSlipDEE區r 2血血卞 ru 孔 pr harm rmcR rrcc datLuxb liaadht过耳上*iTAh-L±lE Hu-J=:1?工:1150.0FlOKEAl: !OOOD.HXH<：=>!ODElD.WKKtDi 日出 r<L>1.340亡e: DC CrllnckE?<->l目o

8、lliEqi P.adiuBI<CfTLi BQI131B4 HqdiiJPPalm"钏Kade:Slip:DEE皿 r 2J鈕，rii tp循环工况iO-4.3 变速箱2循环工况i0=3.909变速箱2循环工况i0=4.3,变速器1CHARAJFJEBIinC DAIACuxbyihlcXi Um-j丄LSQ.0氏口n". JLe« b D.OWflI>itfpl4ce»eDC-肮g亡t:oC4lEjtt. HP丄IbR PjOjdluJ*: u>EW.OZT3-OCaLcul,E3«c RadaSasul匚LanVLtpO

9、ffCHAflACTERIWIC I>ATACuj£b氐心C<tap他VahlcXiB Bhttxj.5 d.d 口. ail 口gppg, gggQici>ei.aoo!Kuidiez oE3TS.T.S IKfIIUip Jinii丄3dyn. Ebollasiq adiuja273.0CH.LCUL*t3-DSi JIbiIifSlip循环工况i0=3.909,变速器13.2稳态工况下，汽车最高车速对比：通过软件计算所得的数据可以看出：471发动机配变速器1时5档可以实现最高车速为133.12km/ h，相应发动机转速为 4421.67;配变速器2时5档可以实

10、现最高车速为 133.77km/ h, 相应发动机转速为 5589。因此，依据目前的两种现有的速比匹配，471发动机配两种变速器都可以满足130km/h的目标值，但从发动机实际工作状态看，发动机转速相差近1100rpm,。因此，配变速器1要优于配变速器2。为了进一步改善变速器配 471发动机的工作状态，采用 3.909的主减速比进行验证，通 过计算配变速器 2时，5档可以实现最高车速为133.77km/ h，相应发动机转速为 5589。可以看出通过进一步降低主减速比整车经济性得到的提高。所以，如果再计划进一步提高变速器2配整车的经济性，仍然有必须重新调整后桥主减速比，以便使发动机工作状态得到改

11、善。而配变速器1采用3.909的主减速比后5档最高车速为127.95km/ h，相应发动机转速为 3863，满足不了 130km/ h最高车速的要求， 但4档可以达到140.36km/h，相应发动机转速为 5331的车速。因此，虽然说整车的车速能够满足最高车速的要求，但从整车匹配性上考虑， 3.909的主减速比应该说匹配变速器1不是理想状态。3.3整车最高爬坡度对比分析：汽车的最大爬坡能力，通常是对变速器低速档位即I档爬坡能力的评定。通过软件计算所得的数据可以看出：471发动机配变速器1 一档可以实现最高爬坡度为35.19% ;配变速器2 一档可以实现最高爬坡度为45.25%。因此，依据目前的

12、两种现有的速比匹配，471发动机配两种变速器都可以满足32%的目标值。因此，471发动机配变速器2时动力性要优于配变速器1,但后备功率没有得到充分地利用，所以应该调整传动速比，以便使后备功率进一步发挥作用。采用3.909的主减速比进行验证后， 变速器2配471发动机的工作状态一档可以实现最 高爬坡度为40.32。可以看出通过进一步降低主减速比后，发动机后备功率的利用得到的提高，但仍然没有实现预期的效果。所以，仍然有必须重新调整后桥主减速比，以便充分利用 发动机的后备功率。根据变速器1采用3.909的主减速比进行计算结果看，一档最高爬坡度为 32.16,基本满足要求。4.VBjr jPtr

13、9;/'flJ*WTjV £1 * iPUl'fjHh*1LJ9vU 1 *uM2 副士 / 咼* V7CHAPJirraFimc dataCuxbcfcsjp-sii>5o .aVdhicife HujKuCQnE* 丄 XEAA<UE> JUUU<lnE«>UUrin mj r“Lrr l” innfW- cnnnDiovlaFEWciatA. waCylindBE Kbh<->3电JTAC. VhH L PJlUBdrn- br*4L Fujium 1.1H4 nrrJ爬坡度（i0=4.3）:变速器2爬坡度（i

14、0=4.3）:变速器1/fej-rcuTPauscnp' fj*S/JxrE'wr岂LZHAju£r1SKHTIl2 UA'TJLCuzb Vai-gfaE.：k 口：lOSG.OiVAIilflJ a- ETAiJ 时 口. D-FxanEHl JbE-KDDM). 0400CM-rrkOltnt<->4nnwi,blSplhE-BWIEi 匚i. jaaCvllndct b"4dyn i WiccL PadiuD:U>13T»Oiilxpz UttV*KMr K.+JLxiujuicmiinmc mg冠:lOSOaOV

15、W： 金亦0 :u>T 3T3.OCuzb ¥工护匚七bJam DDM).ooaaoo<ws cwn :jl. iaaH!z琵！'=爬坡度（i0=3.909）:变速器2爬坡度（i0=3.909）:变速器13.4整车各档最大加速度及车速0130km/h加速时间对比：通过计算结果可以看出：471发动机配变速器2各档加速度均好于配变速器 1。车速0 130km/h加速时间，471发动机配变速器 2为35.81秒，配变速器1为37.01秒，计算结果 相差不多。采用3.909的主减速比进行验证后，变速器 2配471发动机的车速0130km/h加速时 间为39.42秒;配变速

16、器1的计算结果看，按照整车加速性从低档至最高档连续换档至最高车 速所需，变速器1配3.909的主减速比无法实现此要求，只能采用一档四档进行行驶，车 速0130km/h加速时间为41.95秒。-fjE j jf J'a 0 J" iAajrjpw fcrxt 亡 JVxr朗加旳 fiMTC /Zdfll 凱JTJ£jd<E Sfifi * /f JiUtf 脸腾FjviZhulu配变速器2各档加速度（i0=4.3 ）配变速器 2时0130km/h加速时间（i0=4.3 ）ciMiRArafii±-ric da-tm ""tris&#

17、174;:kb：il®SOi 0WiXd 丄* Hud fx-ancKl Jhf13 K. ODODC.OOOO叶" rne-p i" i- 1 1-11-IEKiuLfiA匚-£ >Zvlirid«EvVJ.AJ.1. HUH4”rTEL. "Rnl -llrirlimayriuk# HAai-ux<U>JXTO. HiXT3. D>diips oee/f %*、1*JV4W0IMJV14<OIBm啊i>2Ztjjpy 岛ats frta羽垠o打-Mj rd id mm ia ” hIK'

18、gtn配变速器1各档加速度（i0=4.3）配变速器1时，0130km/h加速时间（i0=4.3）3.5整车各档最大牵引力对比分析:通过计算所得的数据可以看出：相同档位、发动机转速接近的情况下，471发动机配变速器1各档牵引力均比配变速器 2的大，但所获得的车速却反而降低了，这说明了发动机输出的功率没有得到充分地利用，所以应该调整后桥主减速比，以便使后备功率进一步发挥作用。采用3.909的主减速比进行验证后，变速器2配471发动机的工作状态得到一定的改进，但仍然没有实现预期的效果。所以，仍然有必要进一步调整后桥主减速比，以便充分利用发动机的后备功率。而变速器1采用3.909的主减速比进行计算结果看，五档时发动机输出功率的利用效率虽较好，但明显看出所获的驱动平衡力不足，无法事先最高车速所需。nua! nwc-ieI»*J EJh>i>u e wJd.冃叭皿JI配变速器2各档最大牵引力(i0=4.3)WfoclwwwFexrr?0 wJL 亡亡 事配变速器2各档最大牵引力(i0=3.909 )辭liS! nmJ EJ&>au e配变速器1各档最大牵引力(i0=4.3)rHAPAC-FTFlt-TCCDATACUU匚g