轻型客车动力性、燃油经济性匹配设计与工程计算文献综述

 2021-10-14 20:52:44

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1. 研究的意义

近年来,随着汽车工业的不断发展以及人们生活水平的逐步提高,汽车已经成为了大多人家庭的代步工具。但随着全球能源问题日趋紧张,对汽车燃油经济性的要求也日趋严格,根据我国轻型汽车的排放标准,GB18352.3Ⅻ2005《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ阶段)》,部分等同于欧Ⅳ,于2010年实施。如何让汽车在满足必要的动力性的同时又具有良好的燃油经济性成为当今汽车研究领域的热点。然而,汽车的动力性和经济性在很大程度上取决于发动机和整车动力系统的匹配是否合理。因此,在汽车设计过程中,动力性与燃油经济性的匹配计算与设计成为一个至关重要的问题。

2. 经济性与动力性匹配国内外研究现状

随着近几年汽车工业新型技术的诞生与发展,汽车燃油经济性与动力性都有了很大的进步,然而,汽车动力性与燃油经济性是汽车最重要、最基本的性能,动力系统良好的匹配对于提高动力性、改善燃油经济性和降低排放污染物具有显著的效果。根据市场资讯公司(J.D.Power亚太公司)发布的2013年中国汽车销售满意度研究SM(SSI)报告显示,在销售过程中提供优良燃油经济性和动力性的产品有助于汽车厂商和经销商提升成交率并推进销售业绩。

以前由于测试手段和计算工具的限制,一直都是采用定性分析和简单的定量计算,靠大量积累的实验数据和经验进行设计,如对BJ212吉普的动力匹配研究,这不仅需要大量的试验费用,还需要很长的研制周期,局限性也很大。随着计算机技术的不断完善,越多越多的研究是通过计算机辅助进行的,如吉林大学对搭载YX471柴油机的威乐轿车传动匹配的优化研究,北京汽车集团对于汽车整体动力匹配的问题,以及对于一些仿真软件,如CRUISE、GT-DRIVE的运用,更是加大了汽车动力匹配中的可靠性及真实程度。

国外对于汽车动力匹配的研究较早,1972年美国通用汽车公司首先开发了汽车动力性与燃油经济性的通用测试程序GPSIM,该程序可以模拟汽车在任何工况下的瞬时油耗,累计油耗,行驶时间和距离等。初次之外,还有美国的FORD公司的TPFEP系统,美国康明斯公司的VMS等系统。使用这些程序,可以在样车制造之前就能准确对汽车动力性燃油经济性进行预测,并根据几种传动系速比的变化引起整车的变化。

国内目前研究的模拟程序,所依据的汽车运行工况模式是公路循环六工况和A31城市工况,但与现在汽车的实际运行情况相差很大。

3.汽车动力性与经济性概述

3.1 汽车动力性

汽车是一种高效率的运输工具,运输效率之高低在很大程度上取决于汽车的动力性。所以,动力性是汽车各种性能中最基本的,最重要的性能。汽车动力性系是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的,所能达到的平均行驶速度。主要包括以下三个方面:

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