基于ADVISOR的汽車動力性仿真研究

姜銀煥

（江蘇安全技術職業學院，江蘇 徐州 221011）

0 引言

ADVISOR又稱高級車輛仿真模擬軟件（Advanced vehicle simulatorOR），該軟件是由德國汽車性能研究實驗室KHBVF開發設計的，其主要是用于對汽車各種性能仿真測試，ADVISOR可以針對汽車發動機、變速器、車輪軸承、減速器等多個部件建立相應的仿真模塊，能精準的對汽車整車性能參數進行仿真模擬，具有精度高、建模快、參數計算速度快等優點，已經被廣泛應用在汽車開發仿真中[1]。近年來，隨著汽車產業的迅速發展，人們的生活水平逐漸提高，對汽車的各種性能也有了更高的要求，比如節能性能、動力性能、經濟性能、操控穩定性能等，其中最關鍵的就是汽車的動力性能，因為動力性能可以提高汽車用戶的駕駛體驗感，也是汽車開發設計過程中最重要的性能指標，為此提出基于ADVISOR的汽車動力性仿真研究，對提高汽車動力性能具有重要意義。

1 基于ADVISOR建立汽車仿真模型

在對汽車動力性仿真之前，首先需要根據汽車的各種參數，利用ADVISOR建立一個汽車仿真模型，參數包括汽車行駛、汽車驅動力、行駛阻力、傳動比、發動機額定功率等[2]。在ADVISOR仿真軟件中設定汽車行駛方程式如下：

公式（1）中，Gt為汽車驅動力；表示作用在汽車驅動軸承上的轉矩；r表示汽車車輪的半徑[3]。汽車在行駛過程中會受到多種阻力，其計算公式為：

公式（4）中，α為汽車發動機額定功率；l為汽車傳動系效率；bg為汽車總重量；g為汽車重力加速度；f為汽車滾動阻力系數；Gs為汽車阻力系數；A為汽車最高車速[5]。

基于ADVISOR的汽車爬坡性能分析，以汽車滿載狀態下，行駛在正常路面上，不計加速阻力時，最大爬坡度為：

f表示最大坡度，F為一定檔位下的汽車驅動力，FI表示汽車行駛狀態下所受的滾動阻力，FW表示汽車行駛狀態下所受的空氣阻力。

汽車的動力性能還包括加速性能，加速時間又可細化為起步時的加速時間和超車狀態下的加速時間，公式如下：

公式（6）中，ut表示加速度，δ表示汽車旋轉質量換算系數，表示車輛行駛時的加速度，單位為m/s2。

利用上述公式計算出汽車的實際參數，并將其輸入到ADVISOR模擬軟件相應的參數設定欄中，建立汽車仿真模型，下表1為ADVISOR汽車整車參數輸入表。

表1 ADVISOR汽車整車參數輸入表

根據上表輸入到ADVISOR仿真軟件中，即可建立一個完整的汽車仿真模型，然后根據模擬汽車的市場定位，設定一個汽車動力性能目標，此次針對汽車的動力性仿真需求，重點對汽車的加速性能和爬坡性能進行分析，所以汽車動力性能目標為汽車最大爬坡度和最大加速速度。

2 汽車動力性仿真與結果分析

ADVISOR軟件內設置有整車模型等關于汽車的各種模型，并可以進行相關計算與數據整理，只需要將汽車內各零部件的參數輸入ADVISOR軟件，即可獲得汽車的模型，并根據需要選擇道路運行路況，在一段時間的模擬后，獲取汽車的動力性能數據，得到仿真結果。

2.1 汽車動力性仿真

此次根據《國際標準循環汽車動力性工況》，設定汽車仿真模型步長為1s，循環次數為3次，并利用ADVISOR模擬出汽車行駛道路環境，將風阻系數設定為0.55，汽車行駛環境溫度設定為15℃，汽車的換擋時間為0.85s，對仿真汽車模型進行測試，分別測試10-70min汽車加速成績[6]。測試前，需對實驗參數進行設置，明確汽車的整體性能。

圖1 汽車仿真實驗參數設置

在對汽車仿真模型進行循環工況下測試后，ADVISOR會自動記錄汽車的速度數據，并根據汽車速度數據智能繪制出汽車速度變化曲線，根據汽車的速度變化情況即可得到汽車的最高車速以及汽車的爬坡度，將其與事先設定的汽車動力性目標進行對比，進而得到汽車的動力性能，以此完成基于ADVISOR的汽車動力性仿真。

2.2 汽車動力性能分析

通過汽車動力性能仿真發現，汽車仿真測試中，實際最高車速為147km/h，預計目標為120km/h，仿真結果達到了預計目標，最大爬坡度為25.3%，預計最大爬坡度為25%，測試值沒有達到預期標準，續駛里程為112km，預期目標為110km，在該性能上，達到了預期目標。通過汽車動力性能仿真研究，明確汽車的真實動力性能，為汽車性能優化做基礎。如表2所示。

表2 汽車動力性能測試數據

3 結語

此次結合相關文獻資料，利用ADVISOR對汽車動力性進行了仿真研究，有利于汽車設計開發后期動力性能參數優化，提高汽車動力性能，對研究基于ADVISOR的汽車動力性仿真具有重要的借鑒價值，同時此次研究也具有良好的社會價值和經濟價值。由于此次研究時間有限，雖然取得了一定的研究成果，但此次僅對汽車動力性能進行了仿真研究，在研究內容上還存在一些不足之處，今后會對汽車經濟性能以及節能性能進行研究，促進汽車產業的不斷發展。