基于CRUISE的整車燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)比仿真分析

宋文福，閆立君，趙長(zhǎng)明，張兆奎，王君

（哈爾濱東安汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

基于CRUISE的整車燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)比仿真分析

宋文福，閆立君，趙長(zhǎng)明，張兆奎，王君

（哈爾濱東安汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

通過(guò)試驗(yàn)獲得某乘用車的動(dòng)力性及燃油經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)，擬研究該車型搭載另外一款同平臺(tái)開(kāi)發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)后的燃油經(jīng)濟(jì)性。文章利用AVL CRUISE 軟件建立整車仿真模型，進(jìn)行動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性仿真，通過(guò)對(duì)比來(lái)分析冷卻EGR技術(shù)對(duì)整車燃油經(jīng)濟(jì)性的影響。

燃油經(jīng)濟(jì)性；動(dòng)力性；EGR

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.12.023

CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-66-02

引言

燃油經(jīng)濟(jì)性屬于汽車各種性能中最基本、最重要的性能之一，它不僅關(guān)系到開(kāi)發(fā)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇、變速器各檔傳動(dòng)比等參數(shù)的確定，更決定了汽車運(yùn)輸過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)成本[1]。

為了降低整車的綜合油耗，各個(gè)廠家紛紛通過(guò)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，改進(jìn)設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)雖然一般會(huì)提高整車性能，但對(duì)整車綜合油耗的具體貢獻(xiàn)數(shù)值卻往往需要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，所需的試驗(yàn)周期長(zhǎng)，成本高。若能在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之前通過(guò)仿真分析來(lái)預(yù)測(cè)改進(jìn)后的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)整車性能的影響，將無(wú)疑大大降低費(fèi)用及時(shí)間。

本文選取CRUISE軟件進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)建模仿真，對(duì)同一系列兩款發(fā)動(dòng)機(jī)（壓縮比為9且不帶冷卻EGR與壓縮比為10且?guī)Ю鋮sEGR的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的兩款發(fā)動(dòng)機(jī)）匹配同一車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了對(duì)比分析。

1、整車參數(shù)及性能指標(biāo)

1.1 原車主要結(jié)構(gòu)參數(shù)

本文所需的整車基本參數(shù)如表1所示：

表1 原車主要結(jié)構(gòu)參數(shù)

1.2 原車主要性能指標(biāo)

由道路試驗(yàn)所得原車的性能參數(shù)如表2所示：

表2 原車性能指標(biāo)參數(shù)

2、仿真計(jì)算與結(jié)果分析

2.1 利用Cruise建立整車模型

根據(jù)該車前置前驅(qū)的傳動(dòng)系布置方式，利用CRUISE建立如圖1所示的整車仿真模型[2]。

圖1 整車仿真模型

2.2 仿真結(jié)果分析

原車匹配兩款發(fā)動(dòng)機(jī)的性能仿真結(jié)果如表3所示：

這兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性對(duì)比如圖2所示，從圖中可以看出，采用壓縮比為10且?guī)Ю鋮sEGR的技術(shù)后，油耗水平整體改善，250g/kW.h的等油耗圈基本覆蓋壓縮比為9且不帶冷卻EGR發(fā)動(dòng)機(jī)260g/kW.h的等油耗圈；這主要是由于采用冷卻EGR的技術(shù)后，能夠在一定程度上抑制了發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震，可以增大點(diǎn)火提前角以及提高壓縮比的原因。

雖然萬(wàn)有特性的對(duì)比圖可以在定性方面反映這兩款發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)劣，但對(duì)整車NEDC循環(huán)的燃油經(jīng)濟(jì)性卻無(wú)法給出定量的對(duì)比，而運(yùn)用CRUISE軟件的仿真模擬彌補(bǔ)了這方面的不足。

計(jì)算結(jié)果顯示，在動(dòng)力性相當(dāng)?shù)那闆r下，當(dāng)匹配壓縮比為10且?guī)Ю鋮sEGR的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，整車NEDC循環(huán)綜合性油耗為7.65 L/100km，當(dāng)匹配壓縮比為9且不帶冷卻EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，整車NEDC循環(huán)綜合性油耗為7.8 L/100km。

表3 原車性能指標(biāo)參數(shù)

從結(jié)果可以看出，與壓縮比為9且不帶冷卻EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，采用壓縮比為10且?guī)Ю鋮sEGR的發(fā)動(dòng)機(jī)在NEDC循環(huán)油耗方面能夠節(jié)省燃油0.15 L/100km，基本上節(jié)約了1.9%的燃油。

圖2 發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性對(duì)比圖

3、結(jié)論

利用Cruise軟件進(jìn)行整車動(dòng)力學(xué)計(jì)算，不僅計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果十分相近，而且整車建模便捷、仿真時(shí)間較短、整車和部件的參數(shù)配置清晰直觀?？梢?jiàn)，采用CRUISE軟件對(duì)整車燃油經(jīng)濟(jì)性可以起到較好的預(yù)測(cè)效果。

[1] 余志生.汽車?yán)碚摚ǖ谌妫M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.

[2] AVL-Cruisemanuals.

Simulation analysis of comparison about vehicle fuel economy based on CRUISE

Song Wenfu, Yan Lijun, Zhao Changming, Zhang Zhaokui, Wang Jun
（Center of Technology, Harbin DongAn Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd, Heilongjiang Harbin 150060）

the power energy and fuel economy of a car is obtained based on experiment. The fuel economy of the car with a engine which is designed based on the same basal structure parameters of original engine is analyzed. In this article, the vehicle simulation model is constructed based on AVL CRUISE, and the power energy and fuel economy is simulated. The action of EGR for fuel economy is analyzed.

fuel economy; power energy; EGR

U467

A

1671-7988 (2016)12-66-02

宋文福（1979-），男，工程師，就職于哈爾濱東安汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司技術(shù)中心，研究方向汽車動(dòng)力總成性能CAE分析方面。