關于車用發動機動力匹配若干問題

羅鋒

摘 要：車用發動機的匹配是一項系統的工作，需要綜合考慮。其中對發動機動力系參數優化匹配分析計算是很重要的，也是車輛設計的核心技術之一;利用AVL CRUISE計算軟件，能滿足車輛動力系參數優化匹配的分析要求。

關鍵詞：發動機;動力;匹配

0 引言

整車的動力性和經濟性既取決于發動機自身的性能，又依賴于發動機與汽車的合理匹配。故車用發動機的動力匹配，旨在解決車輛的動力性能與燃油消耗的經濟性，同時也兼顧發動機的負荷率，給發動機以一個合理的工作負荷，以求改善發動機的工作條件，提高其工作的可靠程度。

1 整車動力性評價

1.1 動力因數

動力因數是一個包括驅動力、車輛總重和空氣阻力的綜合參數。

式中：Pk是從發動機使用外特性曲線上的扭矩求得的，即：;Fw為汽車空氣阻力，即：;W為汽車總重。

不論汽車的重量等參數有什么不同，只要有相等的動力因數，便能克服同樣的道路阻力和坡度阻力，同時擁有同樣的加速度能力（假如兩車的相同的條件下），因此動力因數作為表征汽車動力特性的重要指標。

1.2 最高車速

汽車行駛速度可以用如下公式計算：

最高車速是指在良好的水平路面上汽車能達到的最大速度，表征了汽車的速度特性。

1.3 最大爬坡度

爬坡能力是指汽車在行駛中克服道路坡度的能力。在等速行駛下，=0。

式中：α為相對坡度傾斜角;Me為發動機的扭矩，Nm;η為傳動系統的平均總機械效率;W為車輛總重，N;f為滾動阻力系數;CD為空氣阻力系數;A為迎風面積（m2）。

根據tgαmax=imax換算成最大坡度。

2 底盤狀況合理匹配

2.1 汽車行駛工況的研究

汽車在運行中的工況是很復雜的，由于道路條件、交通狀況、上坡下坡、加速減速、怠速、剎車、滑行、起步換檔加速等等，油門開度變化頻繁，這都嚴重影響燃料消耗量。所以針對具體車輛的實際行使工況進行個性化的動力匹配是非常必要的工作。

2.2 底盤參數匹配計算

汽車發動機與傳動系匹配不合理，猶如小馬拉大車或大馬拉小車。

應用AVL CRUISE計算軟件對某車輛底盤參數進行優化，下圖為發動機工況點工作頻率分布圖。分析發動機工況點分布圖可知，優化后發動機工況點明顯向最經濟區移動，各檔等速百公里油耗以及循環工況油耗均有不同程度的降低，整車經濟性得到明顯改善，動力性又不至于降低很多。

（a）優化前 （b）優化后

圖1 優化前后NEDC循環下發動機工況點工作頻率分布圖

3 其他系統匹配要求

對于一般非電控發動機：

（1）系統最大進氣阻力對自然吸氣發動機不超過5kPa;對增壓和增壓中冷發動機不超過6kPa;

（2）中冷器在額定流量下的壓力降應不超過6kPa，為滿足使用要求，中冷器的額定流量一般按發動機標定工況下進氣量的1.1倍來確定;

（3）輸油泵最大進油阻力不超過13kPa;

（4）燃油箱必須通氣，通氣口流量不小于340L/h，阻力不超過5kPa;

（5）排氣系統的主要作用是降低排氣噪聲，防止排氣泄漏，保持排氣暢通，最大排氣阻力不得超過10kPa。

4 總結

車用發動機的動力匹配是一項系統的工作，需要根據實際配套情況，采用計算與試驗相結合的方法對各個系統進行優化。從而達到滿意的整車經濟性、動力性效果。

參考文獻：

[1]余志生.汽車理論[M].北京：機械工業出版社，1996.

[2]許洪國.汽車運用工程[M].北京：清華大學出版社，2003.