基于CRUISE的整车燃油经济性对比仿真分析

宋文福，闫立君，赵长明，张兆奎，王君

（哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心，黑龙江 哈尔滨 150060）

基于CRUISE的整车燃油经济性对比仿真分析

宋文福，闫立君，赵长明，张兆奎，王君

（哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心，黑龙江 哈尔滨 150060）

通过试验获得某乘用车的动力性及燃油经济性数据，拟研究该车型搭载另外一款同平台开发的发动机后的燃油经济性。文章利用AVL CRUISE 软件建立整车仿真模型，进行动力性、经济性仿真，通过对比来分析冷却EGR技术对整车燃油经济性的影响。

燃油经济性；动力性；EGR

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.12.023

CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-66-02

引言

燃油经济性属于汽车各种性能中最基本、最重要的性能之一，它不仅关系到开发过程中发动机的选择、变速器各档传动比等参数的确定，更决定了汽车运输过程中的经济成本[1]。

为了降低整车的综合油耗，各个厂家纷纷通过改进发动机的办法来实现。然而，改进设计的发动机虽然一般会提高整车性能，但对整车综合油耗的具体贡献数值却往往需要通过试验来验证，所需的试验周期长，成本高。若能在实验验证之前通过仿真分析来预测改进后的发动机对整车性能的影响，将无疑大大降低费用及时间。

本文选取CRUISE软件进行动力系统建模仿真，对同一系列两款发动机（压缩比为9且不带冷却EGR与压缩比为10且带冷却EGR的基本结构参数相同的两款发动机）匹配同一车辆的燃油经济性进行了对比分析。

1、整车参数及性能指标

1.1 原车主要结构参数

本文所需的整车基本参数如表1所示：

表1 原车主要结构参数

1.2 原车主要性能指标

由道路试验所得原车的性能参数如表2所示：

表2 原车性能指标参数

2、仿真计算与结果分析

2.1 利用Cruise建立整车模型

根据该车前置前驱的传动系布置方式，利用CRUISE建立如图1所示的整车仿真模型[2]。

图1 整车仿真模型

2.2 仿真结果分析

原车匹配两款发动机的性能仿真结果如表3所示：

这两台发动机的万有特性对比如图2所示，从图中可以看出，采用压缩比为10且带冷却EGR的技术后，油耗水平整体改善，250g/kW.h的等油耗圈基本覆盖压缩比为9且不带冷却EGR发动机260g/kW.h的等油耗圈；这主要是由于采用冷却EGR的技术后，能够在一定程度上抑制了发动机的爆震，可以增大点火提前角以及提高压缩比的原因。

虽然万有特性的对比图可以在定性方面反映这两款发动机经济性的优劣，但对整车NEDC循环的燃油经济性却无法给出定量的对比，而运用CRUISE软件的仿真模拟弥补了这方面的不足。

计算结果显示，在动力性相当的情况下，当匹配压缩比为10且带冷却EGR的发动机时，整车NEDC循环综合性油耗为7.65 L/100km，当匹配压缩比为9且不带冷却EGR的发动机时，整车NEDC循环综合性油耗为7.8 L/100km。

表3 原车性能指标参数

从结果可以看出，与压缩比为9且不带冷却EGR的发动机相比，采用压缩比为10且带冷却EGR的发动机在NEDC循环油耗方面能够节省燃油0.15 L/100km，基本上节约了1.9%的燃油。

图2 发动机万有特性对比图

3、结论

利用Cruise软件进行整车动力学计算，不仅计算结果与实际测量结果十分相近，而且整车建模便捷、仿真时间较短、整车和部件的参数配置清晰直观。可见，采用CRUISE软件对整车燃油经济性可以起到较好的预测效果。

[1] 余志生.汽车理论（第三版）[M].北京:机械工业出版社,2000.

[2] AVL-Cruisemanuals.

Simulation analysis of comparison about vehicle fuel economy based on CRUISE

Song Wenfu, Yan Lijun, Zhao Changming, Zhang Zhaokui, Wang Jun
（Center of Technology, Harbin DongAn Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd, Heilongjiang Harbin 150060）

the power energy and fuel economy of a car is obtained based on experiment. The fuel economy of the car with a engine which is designed based on the same basal structure parameters of original engine is analyzed. In this article, the vehicle simulation model is constructed based on AVL CRUISE, and the power energy and fuel economy is simulated. The action of EGR for fuel economy is analyzed.

fuel economy; power energy; EGR

U467

A

1671-7988 (2016)12-66-02

宋文福（1979-），男，工程师，就职于哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司技术中心，研究方向汽车动力总成性能CAE分析方面。