基于某款车型综合油耗敏感度分析

潘文章，孔传宝



基于某款车型综合油耗敏感度分析

潘文章，孔传宝

文章基于某款正在开发的车型，利用AVL Cruise软件对其进行建模，仿真此款车型在NEDC工况下的综合油耗。同时利用该模型，计算了此款车型在不同的整备质量、滑动阻力以及风阻系数参数下综合油耗的变化量，从而分析综合油耗对于整备质量、滑动阻力以及风阻系数的敏感度。

AVL CRUIE；综合油耗；整备质量；滑动阻力；风阻系数

引言

随着经济的发展，人们消费水平的提高，汽车的销售量与持有量都处于一个快速增长的阶段，随之而来的结果就是对于能源的大量消耗，导致国家对于汽车油耗的控制也是越来越严格。因此在开发一款新车型的时候，就必须使其在保证其它性能的条件下拥有一个最低的油耗。本文就是利用AVL Cruise软件对于某款正在开发的车型进行建模与仿真，通过分析综合油耗对于整备质量、滑动阻力以及风阻系数的敏感度，从而使开发者在车型的开发阶段能够制定最合适的开发方案，拥有最低的综合油耗。

1 利用AVL Cruise对某款正在开发的车型建模过程简介

该试验将利用AVL Cruise软件，并基于某款正在开发的车型，建立所需模型。该模型主要参数如下表所示：

表1 所建模型基本参数

下面将对模型创建过程进行简单介绍：

（1）建立基本模型，先将需要的模块拖入到界面，主要为整车、发动机、变速器、主减、轮胎等模块；

（2）将所建的模块用信号线连接；

（3）为每个模块输入数据，同时创建信号连接；

（4）检测所建模型无误；

（5）建立综合油耗仿真环境，开始仿真。

所建模型如下图所示：

图1 某款车型CRUISE模型

2 模型仿真及油耗敏感度分析

2.1 模型仿真及误差计算

对所建模型进行综合油耗仿真，在NEDC工况下仿真结果为7.09L/100km。同时，对测得该基本参数的实体试验车进行转鼓试验（NEDC工况），测得实际综合油耗为6.93L/100km，故：

仿真误差=(7.09-6.93)/6.93*100%=2.31%

仿真误差2.31%＜5%，说明该模型的仿真结果在合理的偏差范围内，从而可利用该模型的仿真结果来分析综合油耗对于整备质量、滑动阻力以及风阻系数的敏感度。

2.2 整备质量

在汽车开发之初，定义一个合理的整备质量对于车型的定义、法规的要求和油耗都有很重要的意义。因此基于上述所建模型，通过修改模型中整备质量参数，进行多次仿真，得到不同整备质量参数下的综合油耗，从而来研究综合油耗对于整备质量变化的敏感度，能够给予轻量化以及各模块在设计时一点借鉴。计算结果如表2和图2所示。

表2 综合油耗随整备质量变化表

由上表3和图3数据可知：当整备质量减少50kg时，综合油耗平均变化-0.08 L/100km，平均变化率为-1.13%。

2.3 滑动阻力

汽车传动系统的性能优劣即滑动阻力的大小对汽车的运行状况和能量利用率有着显著影响[1]。因此在上述模型的基础上，将通过调整滑行阻力的大小即调整该模型的滑行曲线，得到不同滑行阻力下的综合油耗，从而分析综合油耗对于滑行阻力变化的敏感度，为传动系统的调校提供一些参考。计算结果如表3和图3所示。

表3 综合油耗随滑动阻力变化表

由上表3和图3数据分析可知：每当整车的滑行阻力降低10N时，综合油耗平均变化-0.07L/100km（最后一组数据偏差过大舍弃），平均变化率为-0.814%。

2.4 风阻系数

表4 综合油耗随风阻系数变化表

世界汽车造型的发展基本与降低风阻系数的技术研究同步，从箱型、流线型、船型到鱼型和契型，每一次造型风格的变化都带来了风阻系数的大幅降低[2]。风阻系数的降低对于汽车的油耗以及动力性都有很大的改善。因此在上述模型的基础上，计算不同风阻系数下整车的综合油耗，从而分析综合油耗对于风阻系数的敏感度，为产品开发阶段制定合理的风阻系数目标提供思考方向。计算结果如上。

由上表4和图4数据可知：每当风阻系数降低0.005时，综合油耗平均变化-0.01 L/100km，平均变化率为-0.38%。

3 计算结果分析

通过对表2-表4以及油耗仿真结果的分析，可以得到以下结论：

（1）依据此款车型建立的该模型具有较高的精确度。利用该模型仿真得到的仿真油耗结果7.09L/100km与实车试验得到的实际油耗结果6.93L/100km误差为2.31%，在正常误差范围内，故该模型的仿真具有一定的研究价值；

（2）通过该模型分析得到综合油耗对于整备质量、滑动阻力和风阻系数变化的敏感度，见下表所示：

表5 综合油耗对于整备质量、滑动阻力和风阻系数变化的敏感度分析

4 结论

通过利用CRUISE软件建立某款车型的整车模型，利用该模型分析了在整备质量、滑动阻力、风阻系数改变的情况下，综合油耗的变化量。在新车型开发时，给予开发者一点参考，从而达到实现降低油耗的目的。

主要工作如下：

（1）基于某款正在开发的车型，利用CRUISE软件建立整车模型；

（2）基于实车数据，调整模型结构，使仿真结果在合理误差范围内；

（3）利用建立的模型，分析综合油耗对于整备质量、滑动阻力和风阻系数变化的敏感度。

[1] 陈寅.基于转鼓试验的微型汽车传动系统阻力测试与研究[D].武汉:武汉理工大学,2012.

[2] 刘全有,浅析汽车风阻系数[J],农业装备与车辆工程,2012,11:59- 62.

[3] 余志生.汽车理论[M].北京,机械工业出版社,2015.

[4] 乔向华.关于降低汽车综合工况油耗的研究[J].汽车与配件,2016, 6:58-61.

[5] 陆昌年.基于AVL Cruise的轿车综合循环工况油耗的改善[J].汽车工程师,2013,05:43-46.

Sensitivity Analysis of Comprehensive Fuel Consumption Based on a Type of Vehicle

Pan Wenzhang, Kong Chuanbao

Based on a developing model, this paper uses AVL Cruise software to model it, and simulates the comprehensive fuel consumption of this model under NEDC conditions. At the same time, the model is used to calculate the variation of the comprehensive fuel consumption of this under different parameters of the vehicle's overall quality, sliding resistance and wind resistance coefficient, so as to analyze the sensitivity of the comprehensive fuel consumption to the overall quality, sliding resistance and wind resistance coefficient.

AVL CRUIE; Comprehensive Fuel Consumption; Vehicle's Overall Quality; Sliding Resistance; Wind Re -sistance Coefficient

U467

A

1671-7988(2019)07-57-03

潘文章 (1994-)，助理工程师，从事整车性能、整车动力性经济性研究工作。

U467

A

1671-7988(2019)07-57-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.07.019