整車研發(fā)中的動力總成匹配研究

劉攀 孫永飛 陳賀峰 羅文靜

摘 要：社會經(jīng)濟在持續(xù)發(fā)展的過程當(dāng)中，也給各行各業(yè)提出了更高的要求，尤其是對節(jié)能以及環(huán)保行業(yè)的要求更高。為了保證汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不因此而受到影響，那么該產(chǎn)業(yè)就需要積極的面對各種各樣的挑戰(zhàn)。文章通過研究汽車的動力總成系統(tǒng)匹配技術(shù)，將各種高新技術(shù)充分應(yīng)用進去，使動力總成系統(tǒng)的作用能夠充分發(fā)揮出來，以上內(nèi)容還需要更多的學(xué)者進行研究，從而提出更多的改進意見。

關(guān)鍵詞：整車研發(fā);動力總成匹配;發(fā)動機

中圖分類號：U462.2 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）09-91-03

Research on Power Assembly Matching in Vehicle R&D

Liu Pan， Sun Yongfei， Chen Hefeng， Luo Wenjing

（ Kaliver （Shandong） Automotive Technology Co.， Ltd.， Shandong Rizhao 276800 ）

Abstract：?The social economy in the process of sustainable development， and also put forward higher request to all walks of life， especially for greater demands of the energy saving and environmental protection industry.?In order to guarantee the development of the auto industry are not affected because of this， so the industry will need to positive to face all kinds of challenges.?This article through the study of powertrain system matching technology， car will all kinds of high and new technology application in fully， can give full play to the effect of the powertrain system， the above content needs more scholars to study， and then puts forward the more improvements.

Keywords： Vehicle research and development; Powertrain matching; The engine

CLC NO.：?U462.2 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）09-91-03

1 動力總成匹配研究的具體發(fā)展趨勢

為了更好地了解汽車企業(yè)對于動力總成的重視程度，大家可以通過各種各樣的渠道來進行了解，比如各大城市的車展，或者是查看汽車企業(yè)的官方網(wǎng)站等等。在研發(fā)和推廣動力總成匹配過程當(dāng)中，主機廠會在車展當(dāng)中推出一系列的相關(guān)技術(shù)路線，而且所推出的這些技術(shù)路線都是在研究動力總成匹配的基礎(chǔ)上，對動力性以及經(jīng)濟性的技術(shù)進行改善。在針對發(fā)動機技術(shù)進行研究的時候，各大汽車企業(yè)紛紛研發(fā)出了各種各樣高性能的發(fā)動機，比如小型的增壓發(fā)動機，或者是缸內(nèi)直噴增壓高性能發(fā)動機等等。除此之外，國內(nèi)很多家擁有自主品牌的汽車企業(yè)還推出了多檔位AT變速器。

總而言之，未來幾年在針對整車進行研發(fā)的過程當(dāng)中，主要還是把傳統(tǒng)動力放到第一位，未來的發(fā)展重點還是使發(fā)動機的燃油效率能夠得到提高，同時使發(fā)動機變得更加輕巧，使變速器的傳動效率能夠得到進一步地提升。再把一些輔助性的新技術(shù)充分應(yīng)用起來，確保動力總成匹配能夠得到充分優(yōu)化，把動力總成匹配放在第一位，進而對技術(shù)進行推廣。

2 對于動力性經(jīng)濟性的具體評價方法

在對汽車的動力性進行評價的時候，主要還是針對汽車能夠達(dá)到的最大速度、加速時間或者是最大的爬坡度等幾個方面。

通常情況下，汽車整體的動力性主要是通過發(fā)動機的外特性體現(xiàn)出來的，而經(jīng)濟性所體現(xiàn)的方面則是發(fā)動機的萬有特性。在針對汽車整體的動力性以及經(jīng)濟性進行體現(xiàn)的時候，發(fā)動機的實際運行情況沒有辦法徹底地體現(xiàn)萬有特性的實際情況。汽車在實際行駛的過程當(dāng)中，不會受到發(fā)動機全工況的影響，為了保證評價體系趨于理想的狀態(tài)，那就要確保發(fā)動機的全工況與汽車在行駛過程當(dāng)中的發(fā)動機全工況完全相同，同時這也是研究動力總成匹配過程當(dāng)中最為重要的一項工作。在針對這個工作進行研究的時候，需要對汽車每一個性能的目標(biāo)進行分解，然后再逐個擊破，最終實現(xiàn)性能優(yōu)化，具體的評價指標(biāo)如圖1當(dāng)中所示。

3 動力總成開發(fā)工具平臺的建立

為了確保動力總成系統(tǒng)匹配的順利優(yōu)化，首先在運作過程當(dāng)中必須要保證汽車的高性能以及準(zhǔn)確等特點，進而建立起一個高效、有用的動力總成開發(fā)平臺。針對汽車各個方面的性能進行研究和比較，同時還要對汽車駕駛的舒適性進行評價，而且還要對汽車尾氣的排放量進行權(quán)衡，最終選出性價比以及性能最優(yōu)良的汽車品牌。在建立平臺的過程當(dāng)中，必須要選擇一個合理的測量標(biāo)定工具，確保平臺的公平公正。這個工具首先要具有質(zhì)量方面的保證，同時還要確保其各方面的性能都非常優(yōu)秀。試驗平臺會根據(jù)不同的車型選擇不同的測量標(biāo)定工具，作為汽車市場當(dāng)中性能比較穩(wěn)定的一種車型，奔馳車的特點也非常的明顯，它在城市當(dāng)中屬于中高端的SUV。在搭建整個平臺的時候，不僅僅需要充分了解發(fā)動機的電控系統(tǒng)，同時還需要了解汽車的運行保障系統(tǒng)。除此之外，對于汽車的電控輔助方面也需要進行重新構(gòu)建。

4 對整車研發(fā)中動力總成匹配的具體優(yōu)化方案

汽車整體的性能主要是通過動力性以及經(jīng)濟性表現(xiàn)出來的，其表現(xiàn)的方式也非常的直觀，動力經(jīng)濟性的優(yōu)化理論需要通過公式表現(xiàn)出來，具體的計算方法主要就是針對汽車行駛過程當(dāng)中的方程式以及油耗理論來確定。

在針對動力性以及經(jīng)濟性的技術(shù)路線進行優(yōu)化的時候，主要就是從以下兩個方面入手：整車以及動力總成。整車方面首先是通過實現(xiàn)發(fā)動機的輕量化，使迎風(fēng)面積得到優(yōu)化;其次是在降低風(fēng)阻的基礎(chǔ)上，還能夠優(yōu)化輪胎;最后就是降低滾阻，使汽車的底盤零件能夠得到優(yōu)化，在提高傳動速率的基礎(chǔ)上，還能夠大大降低摩擦系數(shù)。而動力總成方面則主要是確保發(fā)動機以及變速器的性能可以得到更進一步的優(yōu)化，使動力總成的匹配得到優(yōu)化，進而提高汽車的燃油效率以及傳動效率等等。

4.1 針對發(fā)動機進行優(yōu)化

在針對整車進行研發(fā)的時候，首先需要選擇一個最為合適的發(fā)動機，這是非常重要的一步，同時也是整車動力總成匹配的基礎(chǔ)性工作。而且，對汽車的發(fā)動機進行優(yōu)化，也就是對汽車整體的動力性以及經(jīng)濟性進行優(yōu)化。在針對整車的動力總成匹配進行研究的時候，發(fā)動機的功率以及扭矩必須和汽車整體的重量相匹配，同時還要滿足汽車動力性方面的相關(guān)要求，避免出現(xiàn)發(fā)動機與汽車整體不匹配的情況出現(xiàn)，對于發(fā)動機的功率以及扭矩必須兼顧。汽車在實際行駛的過程當(dāng)中，發(fā)動機的工作范圍通常處于3000rpm以下，因此在對其進行匹配的時候，一定要對3000rpm以下的發(fā)動機性能進行重點的關(guān)注。

一開始在針對動力總成匹配進行開發(fā)的時候，通常都是先使用軟件進行模擬計算分析，在填寫數(shù)據(jù)的過程當(dāng)中，需要把萬有特性曲線數(shù)據(jù)填入到發(fā)動機模塊當(dāng)中，這些數(shù)據(jù)會直接影響到計算的結(jié)果，因此必須要保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在應(yīng)用發(fā)動機的數(shù)據(jù)之前，首先需要對發(fā)動機的狀態(tài)進行確認(rèn)，比如對發(fā)動機進行環(huán)境測試，對樣機的狀態(tài)進行檢查以及發(fā)動機都使用了哪些比較先進的技術(shù)等等。為了能夠使內(nèi)燃機的性能得到優(yōu)化，就需要對內(nèi)燃機進氣、燃燒以及做功這三個環(huán)節(jié)的技術(shù)進行完善，在提高熱效率的基礎(chǔ)上，使能耗不斷降低。在優(yōu)化發(fā)動機的過程當(dāng)中，主要就是采用一些新技術(shù)使熱效率得到提高，同時使發(fā)動機的附件損失降到最低。

4.2 針對變速器進行優(yōu)化

汽車整體的動力性以及經(jīng)濟性同時還受到變速器的影響，具體的影響因素主要就是以下四個：變速器的類型，變速器的傳遞效率，變速器的速比以及它的換擋規(guī)律。

變速器的類型與傳遞效率是緊密聯(lián)系在一起的，變速器的類型決定了它具體的傳遞效率，而傳遞效率又離不開變速器的硬件結(jié)構(gòu)。如果傳遞效率比較低的話，那么扭矩和能量就會受到影響，最終影響的就是汽車整體的動力性以及經(jīng)濟性。通常情況下，和手動變速器相比，自動變速器更加費油，但是根據(jù)相應(yīng)的研究結(jié)果表明，汽車的車型以及級別不同，變速器的耗油情況也鹽酸不一樣，相對而言，最省油的變速器是DTC。在針對整車進行開發(fā)的時候，通常是針對速比以及換擋規(guī)律進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)對變速器的優(yōu)化，最終使汽車的動力性以及經(jīng)濟性得到改善。

4.3 針對速比進行優(yōu)化

速比的組成部分主要包括三個，分別是各檔速比、輪胎的滾動半徑以及主減速，這三個因素當(dāng)中的任何一個發(fā)生改變，那么總速比的大小就會受到影響，進而汽車的動力性以及經(jīng)濟性也會產(chǎn)生變化。因此，在調(diào)整速比的時候，一定要更加地謹(jǐn)慎小心，優(yōu)化速比的前提一定是為了滿足汽車的動力性要求，如果是為了滿足汽車的經(jīng)濟性而降低速比的話，那么這種方式是堅決不可取的。因為通過這種方式來使油耗得到優(yōu)化的話，那么汽車整體的動力性就會受到非常嚴(yán)重的影響。而且速比一旦降低，那么汽車的各方面性能都會受到影響，比如離合器的使用壽命，換擋沖擊等等。通常情況下，汽車的檔位數(shù)不一樣，那么汽車的動力性以及經(jīng)濟性也就不一樣，檔位越多，對于汽車的動力性以及經(jīng)濟性來說就越有利，但是在選擇多檔位變速器的時候，資金成本和匹配的難度會成為巨大的阻力。

在優(yōu)化速比的時候，可以選擇兩種方式，分別是手動配湊以及DOE自動優(yōu)化。手動配湊速比優(yōu)化主要是根據(jù)離合器的滑磨功以及相關(guān)車型的總速比情況，先確定下來一組總速比，然后再計算出汽車的最優(yōu)速比值，最終對速比進行工程化的分析。

5 結(jié)束語

整車的動力總成匹配過程比較復(fù)雜，這主要是因為它涉及到的技術(shù)非常多，而且技術(shù)的難度也相對較高。動力總成匹配不僅僅要使汽車各方面的技術(shù)目標(biāo)能夠得到滿足，同時也要滿足客戶們的相關(guān)需求。除此之外，針對汽車的動力總成匹配進行研究，能夠在促進汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上，為低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)，為汽車行業(yè)的技術(shù)改進帶來一個全新的方向，從而使汽車產(chǎn)業(yè)能夠向低耗能、高性能的方面進行更加有效地發(fā)展。

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