基于Cruise軟件的某款汽油車動力性經(jīng)濟性淺析

周 堅（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

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基于Cruise軟件的某款汽油車動力性經(jīng)濟性淺析

周 堅
（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

通過Cruise軟件仿真計算某款待開發(fā)汽油車的動力性和經(jīng)濟性，可以為該款車傳動系速比的選擇提供指導(dǎo)；當(dāng)樣車搭載完成，進行試驗摸底，得到試驗數(shù)據(jù)，并對比計算值，找出差異，進而修正計算模型，可以使得計算值與試驗值更加吻合，為后期類似車型的開發(fā)提供更準(zhǔn)確的參考。

Cruise 軟件；計算模型

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.052

CLC NO.: U463.5Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)08-158-03

1、概述

車輛開發(fā)之初，需要通過軟件仿真計算車輛在不同傳動系匹配方案下的動力性和經(jīng)濟性，從而為選擇哪一種傳動系匹配方案提供指導(dǎo)。后期，進行車輛的實車動力性經(jīng)濟性摸底，可以進一步的驗證計算結(jié)果的準(zhǔn)確程度。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)的對比分析，找到兩者差異的原因，并對計算模型進行調(diào)整，可以為類似車型的開發(fā)提供更好的參考。

2、整車模型建立

2.1車輛基本參數(shù)

表1　整車基本參數(shù)

2.2仿真模型建立

根據(jù)設(shè)計車的配置狀態(tài)，在Cruise軟件計算界面，添加相應(yīng)的模塊，如發(fā)動機、離合器、變速箱、輪胎等，建立計算模型如圖1所示：

2.3整車參數(shù)輸入

將設(shè)計車的整車參數(shù)（包括發(fā)動機扭矩、變速箱各檔速比、輪胎半徑等）輸入Cruise軟件，因樣車未搭載、無實車滑行數(shù)據(jù)，根據(jù)參考車的滑行結(jié)果來設(shè)置計算阻力，計算阻力如圖2。

2.4后橋速比選擇確認(rèn)

表2　滿載狀態(tài)（關(guān)空調(diào)）下動力性計算結(jié)果

表3　空載狀態(tài)（關(guān)空調(diào)）下燃油經(jīng)濟性計算結(jié)果

根據(jù)競品車和標(biāo)桿車的試驗數(shù)據(jù)，暫定動力性和經(jīng)濟性目標(biāo)值如表2.2、表2.3所示，從當(dāng)前可選的后橋主減速比中，主減為3.273和3.909不能滿足I擋30%爬坡性能要求，不予考慮，選擇主減速比4.875可以滿足暫定目標(biāo)，此時，設(shè)計車的動力性能劣于標(biāo)桿車，百公里加速性能（額定轉(zhuǎn)速換擋）優(yōu)于競品車，超車加速性能劣于競品車，設(shè)計車的經(jīng)濟性整體上優(yōu)于標(biāo)桿車和競品車。

理論上，匹配大于4.875的后橋主減，動力性會更進一步提升，但會涉及到后橋橋包外輪廓加大，從而使整車的最小離地間隙不滿足設(shè)計要求，故目前按照后橋主減速比4.875進行匹配和開發(fā)。

3、設(shè)計車性能試驗結(jié)果及分析

3.1動力性試驗結(jié)果

表4　設(shè)計車動力性試驗結(jié)果

3.2經(jīng)濟性試驗結(jié)果

表5　設(shè)計車經(jīng)濟性試驗結(jié)果

3.3動力性經(jīng)濟性分析

從以上計算數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)可知，動力性計算中僅 IV檔（80-120）超車加速時間差值百分比較小，其余幾項較大，經(jīng)濟性中僅城市工況油耗差值百分比較大，其余幾項較小。

3.4動力性差異分析

表6　設(shè)計車計算值與試驗值差異

通過使用汽油樣車的實際滑行阻力得到的動力性計算值與使用參考車阻力得到的計算值相差較小。同時，通過比較0-100km/h額定轉(zhuǎn)速換擋加速及計算的各擋及換擋所用時間的差異，可知，模型中默認(rèn)的換擋時間偏低。將模型中的換擋時間調(diào)整為0.8s、發(fā)動機響應(yīng)時間調(diào)整為0.5s（模型中默認(rèn)的為0.1s），計算的結(jié)果與試驗值差距減小、兩者較為接近，但0-100km/h額定轉(zhuǎn)速換擋加速時間差距仍然差距較大。

對于 0-100km/h額定轉(zhuǎn)速換擋加速計算與試驗偏差較大，初步認(rèn)為試驗時的發(fā)動機扭矩為瞬態(tài)而Cruise軟件計算時的為穩(wěn)態(tài)是主要因素。目前計算使用的發(fā)動機外特性和萬有特性數(shù)據(jù)，都是通過發(fā)動機臺架反拖得到的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，瞬態(tài)數(shù)據(jù)不可得。其次，變速箱的傳動效率、后橋的傳動效率，使用的是定值而非隨工況變化的MAP圖，對計算結(jié)果也存在一定影響。

3.5經(jīng)濟性差異分析

油耗計算值與試驗值僅NEDC城市循環(huán)工況差值百分比較大，為6.5%，其余幾項油耗差值百分比均在4%以內(nèi)。通過對比NEDC城市工況下的噴油量對比，可知試驗時的噴油時刻相對于軟件仿真的有所遲滯，噴油量也比軟件仿真的波動要大，如圖3所示。在NEDC城市工況時，車速和檔位的頻繁切換，發(fā)動機大部份時間處于瞬態(tài)工況，與使用發(fā)動機穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)得到的計算值會有較大差距；而在NEDC城郊工況中,車速和檔位切換頻次較低，試驗的噴油時刻與計算的噴油時刻差別較小，同時噴油量存在的波動也相對NEDC城市工況的要小，如圖4所示。

4、結(jié)論

（1）參考車輛試驗的換擋時間及發(fā)動機的真實響應(yīng)時間，來設(shè)置仿真計算模型，可以提高計算的準(zhǔn)確度；

（2）車輛的超車加速時間、最高車速試驗值與計算值較為接近，而0-100km加速時間相差稍大，初步判定為換擋加速過程發(fā)動機扭矩響應(yīng)較慢造成；

（3）車輛的試驗油耗與計算油耗較為吻合，僅NEDC城市工況（車速和檔位頻繁切換）油耗偏差較大。

[1]余志生.汽車?yán)碚揫J].北京：機械工業(yè)出版社.2000.

ThePower Performance And Fuel Economy Analysis Of one gasoline vehicle Based on Cruise

Zhou Jian
（Anhui Jianghuai Automotive Co.,Ltd.,Anhui Hefei 230601）

By using the simulation software of Cruise to get the power performance and fuel consumption of one gasoline vehicle which is ready for development,we could make a wise choice from several powertrain projects available.When the sample vehicle is assembled,we make an initial power performance and fuel economy experiment of it,then we have the test data.Comparing the simulational result with the data mentioned above,we can find out the difference between the simulation result and experiment result,which could give the direction to verificate the Computational model.Thus,we can more accurately forecast the performance of similar vehicles developing later with the verificated Computational model.

Cruise software; Computational model

U463.5

A

1671-7988（2016）08-158-03

周堅，男，就職于安徽江淮汽車股份有限公司。