某整车动力匹配设计分析研究

张红梅，李启良

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

某整车动力匹配设计分析研究

张红梅，李启良

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

以某轻型载货车为研究对象，借用CATIA 软件分析整车三维空间布置可行性，同时利用某软件建立性能仿真模型并对其传动系匹配进行计算分析，以及结合动力总成的成本和重量等因素，综合分析在产品立项之前如何全面做好动力匹配技术可行性分析研究工作。

动力总成传动系匹配仿真模型油耗限值

CLC NO.: U461.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)01-82-04

前言

汽车的性能不仅取决于发动机的优劣，还与动力总成选型及传动系统的匹配密切相关，汽车动力传动系统是汽车最重要的装置之一，它的匹配是否合理直接决定了整车动力性和经济性的优劣。因此，动力总成的选型及传动系统的匹配方案在整车研发过程中尤为重要。

本文结合公司某轻型载货汽车实际研发过程，分析其在产品立项开发之初如何做好动力总成匹配设计分析研究工作。

1、开发背景

根据公司现有发动机平台，考虑动力水平的差异化及产品多元化，结合主销目标市场的输入，初步分析2.8L、2.0CTI及2.7CTI 三款柴油机可搭载即将开发的某轻型载货汽车，同时根据公司产品规划，变速器只匹配某款6MT。

本文重点从这三款动力总成的布置、性能、成本及重量等方面进行对比，分析如何选择较合适的动力总成及其传动系匹配方案。其中，随着计算机CAE 技术的逐步成熟，利用计算机仿真实现整车传动系统的优化匹配已经成为了一种高效的整车研发方式。本文即利用了某款仿真软件对该款整车进行动力性经济性计算分析，以支持技术可行性分析中的传动系匹配方案，最终做好该轻型载货汽车动力匹配设计工作。

2、同级别车

首先，对同级别车型的动力总成匹配状况进行调查，收集相关资料，主要竞品信息统计如表1：

从上表以及结合市场输入信息得出，同级别车型搭载的发动机以2.5L和2.8L为主，兼有2.0L、2.2L、2.4L及3.0L等发动机。其中2.8L为黄金排量，变速箱以手动档5MT为主，占据市场份额最大。

表1 车辆基本参数

同级别车型整备质量一般集中在1500-1820kg，同级别车型比扭矩集中在70-100N·m/t，比功率集中在25-40kW/t。标杆车型整备质量在同级别车型中处于中等水平，比扭矩处于偏低水平，比功率处于偏低水平。

3、动力匹配

根据公司产品规划，初步可选择的动力总成有2.8L+ 6MT、2.0CTI+6MT 及2.7CTI+6MT 三款。

表2 动力总成坐标及角度

3.1 动力总成布置

3.1.1 动力总成布置位置

运用CATIA软件对上述三款动力总成进行空间布置分析，最终三款发动机曲轴中心线与飞轮挡板交点在整车上的坐标及发动机曲轴中心线与水平面夹角如表2。

3.1.2 动力总成布置问题

3.1.2.1 2.8L+6MT动力总成布置

此款动力总成布置主要问题有发动机油底壳与转向器干涉，需要修改油底壳；增压器出气管需改为朝前，发动机进气歧管需改为朝前。布置问题较少，需要修改的有三处，修改工作量不大。

3.1.2.2 2.0CTI+6MT动力总成布置

此款动力总成布置主要问题有发动机油底壳与转向器干涉，需要修改油底壳；DPF与车身前围板干涉，需要修改；风扇与散热器的最小距离为47mm，距离偏小，需调整散热器位置；发动机右侧张紧轮与风扇护风罩最小距离为4mm，距离太小，需修改张紧轮；变速箱与DPF最小距离为20mm，距离太小, 需修改DPF；进气接口需修改为朝前，排气口需修改朝后等。布置问题较多，需要修改的有七处，修改工作量较大。

3.1.2.3 2.7CTI+6MT动力总成布置

此款动力总成布置主要问题有发动机油底壳与转向器干涉，需要修改油底壳；发动机风扇与水箱距离近，不满足设计要求，需要修改发动机位置，或加长前悬移动水箱位置；发动机机油滤清器与转向器干涉，需要修改机油滤清器位置；增压器进气口需改为朝前，排气口方向需改为朝后等。布置问题较多，需要修改的有五处，修改工作量较大，且上述第二处问题点因不考虑加长前悬方案而无可行性。

综合以上，从布置可行性方面分析，搭载2.7CTI+6MT动力总成因前悬无法加长而不可行，其余两款发动机布置均可行，相关布置问题需进一步确认；其中，搭载2.8L+6MT动力总成修改量最小，建议优先选择。

3.2 匹配性能分析

3.2.1 车辆基本参数

文中的仿真车型为轻型载货车，其基本参数如表3所示。

表3 车辆基本参数

3.2.2 仿真模型建立

根据车辆传动系统、总体结构利用某款软件建立整车仿真模型，如图9 所示，该模型主要由以下模块组成：车辆模块（Vehicle）、发动机模块（Engine）、离合器模块（Clutch）、变速器模块（GearBox）、主减速器模块（SingleRatio）等，各模块之间用机械连接和数据总线连接。

3.2.3 滑行目标阻力

经分析，拟开发整车的道路滑行动力性（满载）和经济性（空载）阻力目标曲线如下：

3.2.4 传动系匹配根据仿真模型，设定使用的轮胎型号相同等，计算三款柴油机动力总成匹配不同的后桥主减速比的动力性经济性数据，以标杆车型试验值为基准，将每组动力总成中的较优传动系匹配方案选出，分别从起步换档加速、直接档加速、最高档加速、最高车速、最高档等速油耗及NEDC 综合油耗六个方面进行数据对比，形成如下对比表：

A vehicle power matching design analysis

Zhang Hongmei, Li Qiliang
(AnHui JiangHuai AutoMobile Co.,Ltd., Anhui HeFei 230601)

In order to carry a light trucks as the research object,to borrow CATIA analysis software vehicle 3 d space decorate feasibility,as well as using software can set up a simulation model and its transmission system matching calculated analysis,and in combination with the power and the cost of assembly factors such as weight,comprehensive analysis item in the product and set it up in an all-round way before how to do a good match power technology feasibility analysis research work.

power assembly transmission system match simulation model linit fuel consumption

U461.2

A

1671-7988(2015)01-82-04

张红梅，就职于安徽江淮汽车股份有限公司技术中心。