某款柴油車整車燃油消耗優化淺析

周堅，劉軍，周列新，惠周朋

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230000）

某款柴油車整車燃油消耗優化淺析

周堅，劉軍，周列新，惠周朋

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230000）

在車輛開發過程中，整車動力性和燃油消耗是設計人員需要關注的兩個方面，文章旨在介紹通過發動機萬有特性曲線的優化和傳動系速比的匹配優化，來實現整車動力性能變化不大、整車油耗明顯優化的目標。

發動機萬有特性優化；傳動系速比匹配優化

CLC NO.: U467.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)19-53-03

1 概述

根據開發指令，進行某款柴油車的開發，搭載的發動機為2.0L柴油發動機、變速箱為6檔手動變速箱，依據指令給定的開發目標、進行動力傳動系統匹配分析，最后進行實車搭載驗證，與開發指標略有差距，同時與競品車進行對比，動力性能占優，但油耗略高。

針對以上問題，進行整車油耗偏高問題分析，并反饋給相關模塊，最終通過對發動機萬有特性和傳動系速比的優化，確保了整車動力性和油耗相對競品整體有優勢。

2 整車動力性經濟性計算和試驗結果

2.1 車輛基本參數

表1 整車基本參數

2.2 試驗結果

從表2計算結果和試驗結果來看：

①計算結果與試驗結果較為吻合，僅百公里加速換檔加速時間略有差距，考慮到車輛換檔加速性能與發動機的瞬態扭矩關聯性較大，而目前計算過程可以使用的僅為發動機穩態扭矩，故該差異可以接受；

②車輛的動力性滿足開發目標，與競品車相比，有一定優勢，其中超車加速性能優勢明顯；

③車輛的綜合油耗未達到開發目標，且與競品車存在較大差距。

表2

3 整車油耗優化分析

3.1 整車油耗工況點分布分析

圖1 發動機萬有特性曲線及NEDC循環工況點分布

根據當前匹配的6MT變速箱、主減速比及輪胎，可知：

①NEDC循環綜合油耗工況點主要分布在發動機轉速2800轉以內、發動機扭矩100N.m以下，離燃油經濟區較遠，不利于整車油耗；

②可以通過循環工況點的燃油消耗率優化或傳動系速比的匹配優化，使循環工況點靠近燃油經濟區分布，以實現油耗的降低。

3.2 發動機燃油消耗優化

3.2.1 對影響燃油消耗的關鍵系統進行分析

表3 燃燒系統排查

3.2.2 優化發動機燃燒系統進氣道

圖2 NOx與燃油消耗率曲線

圖3 發動機萬有特性曲線

如上圖所示，使用優化后的氣道進行測試，由于氣道更順暢，油氣混合得到加強，燃油消耗率得到一定優化，最終優化的萬有特性曲線如圖3所示，在低轉速中、低負荷區域，燃油消耗率得到較明顯的優化，平均約優化7%。

3.2.3 匹配優化后發動機萬有特性數據計算

表4 匹配優化發動機數據計算

從上表可知，匹配發動機優化數據，整車油耗節省0.16L/100km，相對競品車仍有一定差距。

3.3 整車傳動系速比匹配優化

3.3.1 當前整車傳動系速比分析

表5 傳動系速比對比

注：各檔終速比=變速箱各檔速比*主減速比/輪胎滾動半徑。

如上表所示，開發車型的終速比相比于競品車型偏大，各檔終速比平均高19%，易使發動機運行在高轉速、低扭矩的工況點，使燃油消耗增加。

3.3.2 匹配新開發變速箱分析

表6 開發車匹配新開發變速箱終速比對比

如上表所示，若匹配當前新開發的一款6檔手動變速箱，終速比相對原狀態有所降低，相對競品平均高10%；

根據理論分析，在匹配新開發的6檔變速箱基礎上，若再匹配3.727主減，開發車的各檔終速比整體與競品相當，但不建議選擇小速比——根據商品性評價情況，開發車匹配老變速箱和4.1主減的加速性能、爬坡性能在山區路況相對競品車基本相當，若減小主減，易導致動力性能變差明顯，故不建議再減小主減速比。

3.3.3 匹配新開發變速箱分析動力性經濟性仿真計算

表7 匹配不同變速箱計算結果

從上表計算可知，匹配新開發變速箱，由于終速比減小，最高檔超車加速性能相對舊變速箱有所下降，但仍優于競品車，綜合油耗有0.25L下降，但仍劣于競品車；

若匹配競品車變速箱，百公里加速和超車加速性能有所下降，但仍略優于競品車，油耗與競品車相當——但競品車變速箱不在我司供應商體系，不能借用，此方案不可行。

3.4 整車傳動系速比優化、發動機萬有特性曲線優化

表8 匹配不同變速箱計算結果

從上表可知，方案三的節油效果最佳、節油約0.5L/100 km，此時開發車的動力性相對競品車仍略有優勢，建議采用方案三。

4 整車油耗優化試驗

從上表試驗結果可知，計算值與試驗值基本一致（百公里加速時間差異略大，后期可通過標定進一步優化），優化后的動力性能略優于競品車，油耗略劣于競品車；開發車優化后的動力性經濟性試驗結果基本達到開發目標。

5 結論

（1）車輛開發之初，需要充分調查競品車的相關整車參數，以利于車型開發的相關部件選型，如變速箱、后橋主減等；

（2）通過對整車燃油消耗的原因分析，通過發動機萬有特性曲線的優化和傳動系速比的匹配優化，最終達成了開發目標。

[1] 余志生.汽車理論.[M]北京:機械工業出版社,2000.

The Fuel Economy Optimization and Analysis Of one diesel vehicle

Zhou Jian, Liu Jun, Zhou Liexin, Hui Zhoupeng
( Anhui JiangHuai AutoMobile group CO., LTD, Anhui Hefei 230000 )

During the research and development of one vehicle, the power performance and fuel economy are two aspects that engineers concern. This paper is aimed at introducing the optimization of engine universal performance characteristics map and the matching of transmission ratio which helps to achieve the goal of reducing fuel consumption of one disel vehicle, while the power performance stlightly changes.

optimization of engine universal performance characteristics map; optimization of the matching of transmission ratio

U467.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)19-53-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.19.019

周堅，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。