第5期（总第232期） 2017年10月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No 5 (Serial No 232)
Oct2017
整车循环工况模拟计算中的瞬态问题研究
杨靖”，米林’，李洋涛
(1重庆理工大学车辆工程学院，重庆400054;2滑铁卢大学机械与机电工程学院，加拿大滑铁卢N2L3G1）摘要；送用商业软件计算整车循环工况燃油消耗时，计算值与道露实测值之间存在较大的偏差，通过对软件的
功能原理进行分析，指出了软件计算中存在不足的原因，并提出了将麟态数据纳入计算以减少计算误差的方法。分别用基于发动机万有特性数据和稳态万有特性结合瞬态特性数据的两种方法，对整车循环工况燃油消耗进行了数值模拟计算，并与整车道路测试数据进行比较。结果表明，采用发动机瞬态特性与整车循环工况计算关联的方法，可减小模拟计算结果与实测结果间的偏差。
关键词：稳态工况；瞬态工况；燃油消耗；数值模拟 DOI: 10 3969/j issn 1001-2222 2017 05 016
中图分类号：TK4112文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2017)05-0083-05
目前，我国处于最新汽车排放和经济性法规实施阶段，为了降低整车燃油消耗，生产厂家和研究机构纷纷采取新的技术和研究手段以实现节能减排的目的"-3]。其中低成本、高效率的数值模拟手段被广泛地采用,并由此出现了一些较为成熟的整车性能数值模拟商业软件，国内外应用最多的有GT-Drive 和Cruise软件等Lt-5」。上述商业软件在计算和优化整车油耗的过程中，通常用整车和传动系统的相关参数及发动机万有特性导人并标定后进行计算[6-8]。众所周知，应用软件建模后首先都要对模型进行标定，其标定数据通常是稳态测量所得，并且模型中导人的发动机方有特性也是稳态测得，以此为依据来计算循环工况时便会出现较大的偏差。为了减小此偏差，可能的办法则是通过修正一些边界条件或计算系数等，使得循环工况计算值与实测值接近9 之前在多款车型的性能模拟计算过程中发现，计算值与实测值总是存在偏差，采用不同的循环工况或不同的车型计算则偏差的大小也不同，自计算值普遍小于实测值。说明计算误差不是简单的模型标定能够彻底消除的，应该从其他方面找出问题，采取适当的方法加以解决
1模拟计算中的瞬态问题分析
变工况时发动机工作点移动路径分析
1.1
发动机方有特性的获取均在稳态工况测得，以收稿日期：2017-04-18；修回日期：2017-06-25
此计算整车等速100km燃油消耗量时能够得到较为准确的结果，因为车辆等速等负荷运行时变速器的挡位不变，发动机的输出也不变，即发动机在稳态条件下工作，所以计算时直接用万有特性数据是没有问题的。而当整车以循环工况运行时，发动机的工况点也随之而变，用商业软件计算循环工汤 100km燃油消耗量时，首先需要知道发动机工况点的变化路径，才可以根据路径上对应的发动机参数或插值进行计算。工况点变化路径判断错误，将给计算带来较大的误差。
整车在循环工况下需要按照规定进行加、减速或恒速运行，现仅以最简单的等加速工况为例（见图1)。图1中T为发动机扭矩、n为发动机转速、 V为车速，车速与发动机转速之间是线性关系，可以通过工，Ⅱ，血挡位线关联起来，而在发动机万有特性区域中的I，，Ⅱ，，Ⅲ"则为整车勾速行驶时各挡变速比下的挡位线，它决定了某挡位下发动机所对应的扭矩所在点。此图也称之为整车方有特性图，它可以清楚地表达车速、挡位、发动机转速与扭矩和油耗率等之间的关系。
由图1可知，若整车初始速度为V1时变速器在 Ⅱ挡上，发动机则在万有特性的a点工作；当整车从初始速度V1等加速到车速V：时，发动机的工作点也随之发生变化，但此时对应车速V2的发动机工作点6点却不是唯一的。在加速过程中若不换挡，仅
作者简介：杨请（1957一），女，教授，主要研究方向为内燃机性能开发及动力匹配搭载syangjing1o@vipsina com