基于Cruise軟件的一款專(zhuān)用車(chē)動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性仿真分析

李婷

(江蘇悅達(dá)專(zhuān)用車(chē)有限公司，江蘇鹽城 224002)

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基于Cruise軟件的一款專(zhuān)用車(chē)動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性仿真分析

李婷

(江蘇悅達(dá)專(zhuān)用車(chē)有限公司，江蘇鹽城 224002)

摘要：動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性既是評(píng)價(jià)車(chē)輛性能的重要指標(biāo)，又是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中需重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。針對(duì)一款專(zhuān)用車(chē)的開(kāi)發(fā)，利用Cruise軟件進(jìn)行整車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性仿真計(jì)算，通過(guò)分析仿真結(jié)果提出一種比初始方案更合適的方案。

關(guān)鍵詞：專(zhuān)用車(chē)；動(dòng)力性 ；經(jīng)濟(jì)性；仿真計(jì)算

0引言

整車(chē)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性一直是汽車(chē)工程技術(shù)人員研究關(guān)注的重點(diǎn)項(xiàng)目，國(guó)外在這方面起步早，基礎(chǔ)研究實(shí)力強(qiáng)，已經(jīng)建立起一套完整的設(shè)計(jì)與理論分析和驗(yàn)證流程。國(guó)內(nèi)起步較晚，配套的基礎(chǔ)研究能力較差，尚處于追隨跟蹤階段，通常在整車(chē)的開(kāi)發(fā)中應(yīng)用比較多一點(diǎn)，通過(guò)特定的軟件，對(duì)整車(chē)的設(shè)計(jì)狀態(tài)進(jìn)行理論分析和計(jì)算，以達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)。但是在汽車(chē)改裝行業(yè)，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性還沒(méi)引起相關(guān)企業(yè)的重視。隨著專(zhuān)用車(chē)在各行各業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越多的作用，如何減少排放、節(jié)約能源已越來(lái)越多地被關(guān)注，但在后續(xù)拓展領(lǐng)域中的應(yīng)用還比較少。專(zhuān)用車(chē)的改裝及其使用成本關(guān)系到最終客戶的經(jīng)濟(jì)效益，如何使整車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性發(fā)揮至最佳狀態(tài)，還取決于發(fā)動(dòng)機(jī)及后橋等相關(guān)參數(shù)的合理選擇。文中通過(guò)AVL-Cruise軟件，針對(duì)一款專(zhuān)用車(chē)的配置情況，進(jìn)行動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性仿真運(yùn)算，從而找出更為優(yōu)化的匹配方案，開(kāi)發(fā)出更適合市場(chǎng)的商用車(chē)產(chǎn)品，從而取得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1商用車(chē)整車(chē)配置基本參數(shù)

整車(chē)型號(hào)為YD5162TXSDFE4；

外形尺寸為8 700 mm×2 500 mm×2 980 mm(長(zhǎng)×寬×高);

整備質(zhì)量為10 700 kg，最大總質(zhì)量16 000 kg，裝載質(zhì)量5 300 kg;

發(fā)動(dòng)機(jī)為東風(fēng)康明斯ISDe210 40；

變速箱型號(hào)為DF6S900，速比有如下幾組可供選擇：

(1)7.967/4.589/2.664/1.715/1.000/0.875/R7.105；

(2)6.938/3.996/2.511/1.757/1.306/1.000/R6.188；

(3)6.529/3.76/2.184/1.405/1.000/0.839/R5.823；

(4)6.134/3.533/2.220/1.433/1.000/0.789/R5.471。

后橋主減速比有以下幾個(gè)可供選擇：5.286、4.875、4.33、5.857；

輪胎型號(hào)為9.00R20，輪胎滾動(dòng)半徑494 mm；

底盤(pán)型號(hào)為DFL1160BX5；

用途為城市道路路面清洗車(chē)。

2仿真計(jì)算及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

將上述數(shù)據(jù)輸入計(jì)算分析軟件，得出的YD5162TXSDFE4計(jì)算結(jié)果說(shuō)明如下：

由于備選的變速箱速比與驅(qū)動(dòng)橋速比狀態(tài)比較多，為方便計(jì)算與說(shuō)明，依據(jù)整車(chē)提供的參數(shù)及配置，仿真計(jì)算過(guò)程中設(shè)定的相關(guān)配置名稱(chēng)見(jiàn)表1。

2.1路譜曲線和油耗仿真結(jié)果

因?yàn)檐?chē)輛作為城市道路路面清洗車(chē)，每一個(gè)城市道路與使用情況都不盡相同，同時(shí)各個(gè)城市還具備一定的特殊性，為方便對(duì)比分析，在路譜上采用統(tǒng)一的狀態(tài)，此次計(jì)算按C-WTVC路譜作為仿真依據(jù)，將該路譜劃分為城市工況、城郊工況和高速3種工況，平均車(chē)速取39.95 km/h，路譜曲線見(jiàn)圖1。

油耗仿真結(jié)果見(jiàn)圖2，發(fā)動(dòng)機(jī)平均轉(zhuǎn)速見(jiàn)圖3。

從圖2—3可以初步分析出：在變速箱速比為7.967-0.875且匹配后橋4.33速比情況下，油耗低于其他配置，其經(jīng)濟(jì)性處于最佳狀態(tài)。

2.2動(dòng)力性計(jì)算結(jié)果

因?yàn)榕渲枚噙_(dá)16種組合，限于篇幅不再具體列出對(duì)比情況，僅分析出結(jié)論如下：

(1)動(dòng)力性結(jié)果基本都滿足26%最大爬坡度要求。

(2)配置5.86后橋速比時(shí)的爬坡度見(jiàn)圖4，此狀態(tài)爬坡度較好，但是整車(chē)最高車(chē)速只有100 km/h左右，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行平均轉(zhuǎn)速1 664 r/min，是非經(jīng)濟(jì)油耗區(qū)域，考慮整車(chē)油耗，不建議使用該配置。

(3)配置后橋速比4.33和變速箱6.938-1.00直接擋變速箱，該狀態(tài)爬坡度見(jiàn)圖5，此時(shí)整車(chē)最高車(chē)速107 km/h，發(fā)動(dòng)機(jī)平均轉(zhuǎn)速約1 468 r/min，考慮到高車(chē)速工況的油耗問(wèn)題，是需要謹(jǐn)慎使用的方案，當(dāng)車(chē)輛使用環(huán)境較好、運(yùn)行速度較高的情況下才能有所考慮。

(4)配置變速箱速比7.967-0.875和后橋速比5.286時(shí)的爬坡度見(jiàn)圖6。此時(shí)爬坡度較好，發(fā)動(dòng)機(jī)平均轉(zhuǎn)速1 496 r/min，理論油耗25.92 L/(102km)，理論油耗偏高。

(5)配置變速箱速比7.967-0.875和后橋速比4.33時(shí)的爬坡度見(jiàn)圖7。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)平均運(yùn)行速度1 411 r/min，理論油耗24.18 L/(102km)，最大爬坡度36%。此配置屬于動(dòng)力性良好、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)秀的配置。

通過(guò)上述數(shù)據(jù)對(duì)比分析：建議使用的方案是7.967-0.875變速箱速比加4.33后橋速比的配置，該配置油耗較為優(yōu)越，是經(jīng)濟(jì)性較為突出、動(dòng)力性良好的選型。所以7.967-0.875變速箱速比加4.33后橋速比的配置，比7.967-0.875變速箱速比加5.286后橋速比等配置在經(jīng)濟(jì)性上更為優(yōu)越，動(dòng)力性同樣滿足使用要求，是值得推廣使用的優(yōu)選配置。

3結(jié)論

通過(guò)理論計(jì)算和分析，選用合適的變速箱和后橋速比，可進(jìn)一步提高整車(chē)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，最大限度地滿足經(jīng)濟(jì)與環(huán)保的要求，對(duì)節(jié)能減排起到一定的推動(dòng)作用，同時(shí)更加有利于環(huán)衛(wèi)事業(yè)的健康良性發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

【1】劉惟信.汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.

【2】余志生.汽車(chē)?yán)碚揫M].北京：清華大學(xué)出版社，2001.

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Simulation Analysis of Dynamic Performance and Fuel Economy of a Special Vehicle Based on Cruise Software

LI Ting

(Jiangsu Yueda Special Vehicle Co.,Ltd.，Yancheng Jiangsu 224002,China)

Keywords:Special vehicle; Dynamic performance; Fuel economy; Simulation calculation

Abstract:Dynamic performance and fuel economy are not only important indicators of vehicle performance,but also focus in product development process. Aiming at development of a special vehicle，Cruise software was used for vehicle power，fuel economic simulation calculation. Through analyzing simulation results, a scheme was put forward，which was more suitable than the initial scheme.

收稿日期：2015-10-25

作者簡(jiǎn)介：李婷(1973—),女， 本科，研究方向?yàn)槠?chē)設(shè)計(jì)。E-mail：lting555@163.com。

中圖分類(lèi)號(hào):U461

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1674-1986(2016)03-056-03