汽车发动机匹配技术研究

刘科铭（1.云南交通职业技术学院，云南昆明　650101；2.职业技能培训鉴定中心，云南昆明　650101）



汽车发动机匹配技术研究

刘科铭1，2
（1.云南交通职业技术学院，云南昆明650101；2.职业技能培训鉴定中心，云南昆明650101）

【摘 要】汽车是当前人们生活中常见的工具，随着人们对汽车的需求越来越大，在汽车生产过程中也会越来越多地使用各种新技术。本文给出了汽车匹配技术的定义和发动机匹配的应用场合，从机械匹配和电气匹配两个方面介绍了发动机匹配项目中涉及的技术。其中，机械匹配还包括了发动机与变速器的选择与匹配。

【关键词】汽车发动机匹配技术机械匹配电气匹配

发动机是汽车的关键部位，在汽车发动机的研究过程中，发动机匹配技术是一个关键内容，发动机匹配技术指的是在汽车生产过程中能够合理地选择发动机，从而使得发动机与其他部件之间的更加协调，能够更好地发挥出发动机的性能，提高整个汽车的性能。

1　汽车发动机的匹配技术

在汽车设计中，汽车的各个部件发挥了不同的功能，所有的部件之间的相互协调是保持汽车稳定性和基本性能的一个重要前提。匹配指的是在汽车生产过程中合理地选择发动机、变速箱等部件的类型以及参数，从而使得整个汽车的各个部件可以实现良好的组合，并且可以通过计算、仿真、实验等手段来预估整个汽车的性能，使得整个车的动力、排放等各种指标能够得到提升。

发动机和变速器的选型和匹配是汽车匹配技术应用的工作重点。发动机匹配指的是在发动机的选择和安装过程中可以根据发动机的基本情况实现各种参数的有效配置，从而使得发动机的性能得到优化，提高整个车辆的动力性能。一般来讲，要进行发动机匹配主要是在两个场合，一个是在设计新车型的时候，要开发新的动力系统，一个是对已有车型更换发动机或发动机国产化的时候需要对发动机技术进行匹配。发动机的匹配技术包括机械匹配与电气匹配两个部分。

2　发动机的机械匹配技术

2.1匹配计算

在匹配过程中必须要进行相应地计算，对各种参数进行确定，在发动机的机械匹配过程中，计算各种参数一般有三种方式，一种是手工计算，指的是根据汽车的驱动力以及行驶阻力的平衡图来确定汽车在不同的档位中的车速、加速能力、爬坡能力等，从而对变速器的不同传动比对汽车性能的影响进行评价，确定各种参数。第二种是仿真计算，指的是在对汽车以及各个部件的模型进行设计的基础上，将发动机以及变速箱等部件的性能参数输入模拟软件中，最后计算出汽车的动力性、经济性、排放性能和制动性能等各种参数。这种方法可以在计算机上显示出分析的报告以及各种结果的图表显示形式，反映出汽车中的任何一个参数对整个汽车系统以及性能的影响。当前在模拟过程中能够使用较多的是CRUISE软件。第三中是参数优化。指的是将汽车的动力、经济性、排放性、制动性等参数作为目标函数，将发动机的功率、汽车变量、变速器的传动比等参数作为变量，进行组合的过程，从而使得汽车能够达到最优的性价比。

2.2设计与分析

第一，进行CAD设计。在现代汽车设计和开发的过程中，一般都需要经过模拟，会采用CAD软件来设计汽车和部件的数字模型，从而对汽车的各种性能进行模拟。当前在汽车开发过程中常用的CAD软件有UG、Pro/ENGINEER、CATIA等，CAD建模的方法主要有特征造型、用三坐标测量机进行逆向扫描等步骤。

第二，CAE分析。汽车CAE分析指的是借助专业软件对汽车的各个参数进行测量的过程，主要分析的内容有发动机的噪声、发动机的支撑分析、发动机的热力学分析等内容。

第三，对主要的实验项目进行确定。在对发动机进行匹配设计的时候，需要对几个主要的项目进行确定，比如发动机和汽车台架试验；发动机噪声与振动实验，发动机处于悬置状态时的振动频率测量试验、排气系统的耐久性实验等。

第四，开发装配及维修工具和设计制造工艺。一般对于各种新设计的发动机和变速箱，都会配备夹具工具，针对一些新设计的发动机，也会开发各种对应的维修工具，比如OBD车载诊断仪器及其软件，这些工具都可以在发动机中实现完美地配置，从而使得发动机的性能得到完善，用户在使用汽车的时候能够更好地掌握发动机的情况。

3　发动机的电气匹配技术

3.1发动机管理系统

发动机管理系统指的是对发动机进行统一全面管理的系统，以发动机电子点火和电控汽油喷射系统为基础，集合了发动机的电子控制喷射、排放控制、电子点火、起动 、防盗等各种功能，由于电子技术的快速发展，使得人们对发动机的性能的要求也不断提高，比如发动机需要具备方便性、舒适性、高效性、经济性等多种性能，因此也对应地产生了发动机管理系统，改善了发动机的各项性能指标。发动机管理系统包括多个部分，比如微处理器、传感器、执行器等，通过传感器对发动机的各个部分的状态进行了解，然后经过微处理器进行计算、分析以及判断，并且产生各种指令，使得发动机能够完成各种操作。当前关于汽车发动机的管理系统各个国家也在加强研究，比较常见的有博世、西门子、德尔福、丰田等。

3.2发动机管理系统开发技术

发动机管理系统开发技术对于发动机的工作以及维护也有十分重要的作用，涉及多种新技术，比如计算机、自动控制、嵌入式系统等多个领域，在汽车的电气控制系统中是最复杂的一种系统。当前很多汽车开发商在进行发动机匹配的时候，一般都不需要进行发动机管理系统的开发工作，因为很多发动机本身就已经带有现成的发动机管理系统。进行发动机管理系统开发的过程主要包括以下几个步骤。第一，在仿真计算平台上采用可视化以及模块化的方法建立相应的控制模型，然后进行相应的调试，调试结束之后可以将其编译成为各种机械的执行代码，将执行代码下载到汽车电子控制单元中，就可以对汽车进行驱动和控制。

3.3车载网络系统的开发

当前汽车的电气系统的数量以及功能都不断增多，电气线束系统的复杂度越来越高，在工作过程中产生的损耗也越来越大，在汽车发动机的匹配过程中还应该要加强对车载网络系统以及总线系统的开发，可以有效地降低汽车电气系统的复杂程度。

4　结语

综上所述，当前人们对汽车的需求越来越大，汽车开发也越来越多，在汽车开发过程中应该要加强各种匹配技术的应用，比如发动机匹配、变速箱匹配等，发动机匹配技术是汽车开发的重要部分，包括机械匹配与电气匹配两个部分，在开发的时候要加强模拟和计算分析，从而使得汽车的发动机性能得到提升。

参考文献：

［1］张翔.汽车发动机匹配技术的研究［J］.上海汽车，2006（01）.

［2］嵇震宇，马俊，田青，朱定芳.车载随机振动隔离系统的优化设计［J］.安徽工学院学报，1989（04）.

［3］张翔，王佳，杨建中，蔡志标.发动机标定项目管理技术的研究（续2）［J］.天津汽车，2008（10）.