基于CRUISE的整車燃油經濟性對比仿真分析

宋文福，閆立君，趙長明，張兆奎，王君

（哈爾濱東安汽車發動機制造有限公司技術中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

基于CRUISE的整車燃油經濟性對比仿真分析

宋文福，閆立君，趙長明，張兆奎，王君

（哈爾濱東安汽車發動機制造有限公司技術中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

通過試驗獲得某乘用車的動力性及燃油經濟性數據，擬研究該車型搭載另外一款同平臺開發的發動機后的燃油經濟性。文章利用AVL CRUISE 軟件建立整車仿真模型，進行動力性、經濟性仿真，通過對比來分析冷卻EGR技術對整車燃油經濟性的影響。

燃油經濟性；動力性；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

燃油經濟性屬于汽車各種性能中最基本、最重要的性能之一，它不僅關系到開發過程中發動機的選擇、變速器各檔傳動比等參數的確定，更決定了汽車運輸過程中的經濟成本[1]。

為了降低整車的綜合油耗，各個廠家紛紛通過改進發動機的辦法來實現。然而，改進設計的發動機雖然一般會提高整車性能，但對整車綜合油耗的具體貢獻數值卻往往需要通過試驗來驗證，所需的試驗周期長，成本高。若能在實驗驗證之前通過仿真分析來預測改進后的發動機對整車性能的影響，將無疑大大降低費用及時間。

本文選取CRUISE軟件進行動力系統建模仿真，對同一系列兩款發動機（壓縮比為9且不帶冷卻EGR與壓縮比為10且帶冷卻EGR的基本結構參數相同的兩款發動機）匹配同一車輛的燃油經濟性進行了對比分析。

1、整車參數及性能指標

1.1 原車主要結構參數

本文所需的整車基本參數如表1所示：

表1 原車主要結構參數

1.2 原車主要性能指標

由道路試驗所得原車的性能參數如表2所示：

表2 原車性能指標參數

2、仿真計算與結果分析

2.1 利用Cruise建立整車模型

根據該車前置前驅的傳動系布置方式，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 仿真結果分析

原車匹配兩款發動機的性能仿真結果如表3所示：

這兩臺發動機的萬有特性對比如圖2所示，從圖中可以看出，采用壓縮比為10且帶冷卻EGR的技術后，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發動機260g/kW.h的等油耗圈；這主要是由于采用冷卻EGR的技術后，能夠在一定程度上抑制了發動機的爆震，可以增大點火提前角以及提高壓縮比的原因。

雖然萬有特性的對比圖可以在定性方面反映這兩款發動機經濟性的優劣，但對整車NEDC循環的燃油經濟性卻無法給出定量的對比，而運用CRUISE軟件的仿真模擬彌補了這方面的不足。

計算結果顯示，在動力性相當的情況下，當匹配壓縮比為10且帶冷卻EGR的發動機時，整車NEDC循環綜合性油耗為7.65 L/100km，當匹配壓縮比為9且不帶冷卻EGR的發動機時，整車NEDC循環綜合性油耗為7.8 L/100km。

表3 原車性能指標參數

從結果可以看出，與壓縮比為9且不帶冷卻EGR的發動機相比，采用壓縮比為10且帶冷卻EGR的發動機在NEDC循環油耗方面能夠節省燃油0.15 L/100km，基本上節約了1.9%的燃油。

圖2 發動機萬有特性對比圖

3、結論

利用Cruise軟件進行整車動力學計算，不僅計算結果與實際測量結果十分相近，而且整車建模便捷、仿真時間較短、整車和部件的參數配置清晰直觀。可見，采用CRUISE軟件對整車燃油經濟性可以起到較好的預測效果。

[1] 余志生.汽車理論（第三版）[M].北京:機械工業出版社,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動機制造有限公司技術中心，研究方向汽車動力總成性能CAE分析方面。