关于车用发动机动力匹配若干问题

罗锋

摘 要：车用发动机的匹配是一项系统的工作，需要综合考虑。其中对发动机动力系参数优化匹配分析计算是很重要的，也是车辆设计的核心技术之一;利用AVL CRUISE计算软件，能满足车辆动力系参数优化匹配的分析要求。

关键词：发动机;动力;匹配

0 引言

整车的动力性和经济性既取决于发动机自身的性能，又依赖于发动机与汽车的合理匹配。故车用发动机的动力匹配，旨在解决车辆的动力性能与燃油消耗的经济性，同时也兼顾发动机的负荷率，给发动机以一个合理的工作负荷，以求改善发动机的工作条件，提高其工作的可靠程度。

1 整车动力性评价

1.1 动力因数

动力因数是一个包括驱动力、车辆总重和空气阻力的综合参数。

式中：Pk是从发动机使用外特性曲线上的扭矩求得的，即：;Fw为汽车空气阻力，即：;W为汽车总重。

不论汽车的重量等参数有什么不同，只要有相等的动力因数，便能克服同样的道路阻力和坡度阻力，同时拥有同样的加速度能力（假如两车的相同的条件下），因此动力因数作为表征汽车动力特性的重要指标。

1.2 最高车速

汽车行驶速度可以用如下公式计算：

最高车速是指在良好的水平路面上汽车能达到的最大速度，表征了汽车的速度特性。

1.3 最大爬坡度

爬坡能力是指汽车在行驶中克服道路坡度的能力。在等速行驶下，=0。

式中：α为相对坡度倾斜角;Me为发动机的扭矩，Nm;η为传动系统的平均总机械效率;W为车辆总重，N;f为滚动阻力系数;CD为空气阻力系数;A为迎风面积（m2）。

根据tgαmax=imax换算成最大坡度。

2 底盘状况合理匹配

2.1 汽车行驶工况的研究

汽车在运行中的工况是很复杂的，由于道路条件、交通状况、上坡下坡、加速减速、怠速、刹车、滑行、起步换档加速等等，油门开度变化频繁，这都严重影响燃料消耗量。所以针对具体车辆的实际行使工况进行个性化的动力匹配是非常必要的工作。

2.2 底盘参数匹配计算

汽车发动机与传动系匹配不合理，犹如小马拉大车或大马拉小车。

应用AVL CRUISE计算软件对某车辆底盘参数进行优化，下图为发动机工况点工作频率分布图。分析发动机工况点分布图可知，优化后发动机工况点明显向最经济区移动，各档等速百公里油耗以及循環工况油耗均有不同程度的降低，整车经济性得到明显改善，动力性又不至于降低很多。

（a）优化前 （b）优化后

图1 优化前后NEDC循环下发动机工况点工作频率分布图

3 其他系统匹配要求

对于一般非电控发动机：

（1）系统最大进气阻力对自然吸气发动机不超过5kPa;对增压和增压中冷发动机不超过6kPa;

（2）中冷器在额定流量下的压力降应不超过6kPa，为满足使用要求，中冷器的额定流量一般按发动机标定工况下进气量的1.1倍来确定;

（3）输油泵最大进油阻力不超过13kPa;

（4）燃油箱必须通气，通气口流量不小于340L/h，阻力不超过5kPa;

（5）排气系统的主要作用是降低排气噪声，防止排气泄漏，保持排气畅通，最大排气阻力不得超过10kPa。

4 总结

车用发动机的动力匹配是一项系统的工作，需要根据实际配套情况，采用计算与试验相结合的方法对各个系统进行优化。从而达到满意的整车经济性、动力性效果。

参考文献：

[1]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，1996.

[2]许洪国.汽车运用工程[M].北京：清华大学出版社，2003.