某款柴油车整车燃油消耗优化浅析

周坚，刘军，周列新，惠周朋

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230000）

某款柴油车整车燃油消耗优化浅析

周坚，刘军，周列新，惠周朋

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230000）

在车辆开发过程中，整车动力性和燃油消耗是设计人员需要关注的两个方面，文章旨在介绍通过发动机万有特性曲线的优化和传动系速比的匹配优化，来实现整车动力性能变化不大、整车油耗明显优化的目标。

发动机万有特性优化；传动系速比匹配优化

CLC NO.: U467.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)19-53-03

1 概述

根据开发指令，进行某款柴油车的开发，搭载的发动机为2.0L柴油发动机、变速箱为6档手动变速箱，依据指令给定的开发目标、进行动力传动系统匹配分析，最后进行实车搭载验证，与开发指标略有差距，同时与竞品车进行对比，动力性能占优，但油耗略高。

针对以上问题，进行整车油耗偏高问题分析，并反馈给相关模块，最终通过对发动机万有特性和传动系速比的优化，确保了整车动力性和油耗相对竞品整体有优势。

2 整车动力性经济性计算和试验结果

2.1 车辆基本参数

表1 整车基本参数

2.2 试验结果

从表2计算结果和试验结果来看：

①计算结果与试验结果较为吻合，仅百公里加速换档加速时间略有差距，考虑到车辆换档加速性能与发动机的瞬态扭矩关联性较大，而目前计算过程可以使用的仅为发动机稳态扭矩，故该差异可以接受；

②车辆的动力性满足开发目标，与竞品车相比，有一定优势，其中超车加速性能优势明显；

③车辆的综合油耗未达到开发目标，且与竞品车存在较大差距。

表2

3 整车油耗优化分析

3.1 整车油耗工况点分布分析

图1 发动机万有特性曲线及NEDC循环工况点分布

根据当前匹配的6MT变速箱、主减速比及轮胎，可知：

①NEDC循环综合油耗工况点主要分布在发动机转速2800转以内、发动机扭矩100N.m以下，离燃油经济区较远，不利于整车油耗；

②可以通过循环工况点的燃油消耗率优化或传动系速比的匹配优化，使循环工况点靠近燃油经济区分布，以实现油耗的降低。

3.2 发动机燃油消耗优化

3.2.1 对影响燃油消耗的关键系统进行分析

表3 燃烧系统排查

3.2.2 优化发动机燃烧系统进气道

图2 NOx与燃油消耗率曲线

图3 发动机万有特性曲线

如上图所示，使用优化后的气道进行测试，由于气道更顺畅，油气混合得到加强，燃油消耗率得到一定优化，最终优化的万有特性曲线如图3所示，在低转速中、低负荷区域，燃油消耗率得到较明显的优化，平均约优化7%。

3.2.3 匹配优化后发动机万有特性数据计算

表4 匹配优化发动机数据计算

从上表可知，匹配发动机优化数据，整车油耗节省0.16L/100km，相对竞品车仍有一定差距。

3.3 整车传动系速比匹配优化

3.3.1 当前整车传动系速比分析

表5 传动系速比对比

注：各档终速比=变速箱各档速比*主减速比/轮胎滚动半径。

如上表所示，开发车型的终速比相比于竞品车型偏大，各档终速比平均高19%，易使发动机运行在高转速、低扭矩的工况点，使燃油消耗增加。

3.3.2 匹配新开发变速箱分析

表6 开发车匹配新开发变速箱终速比对比

如上表所示，若匹配当前新开发的一款6档手动变速箱，终速比相对原状态有所降低，相对竞品平均高10%；

根据理论分析，在匹配新开发的6档变速箱基础上，若再匹配3.727主减，开发车的各档终速比整体与竞品相当，但不建议选择小速比——根据商品性评价情况，开发车匹配老变速箱和4.1主减的加速性能、爬坡性能在山区路况相对竞品车基本相当，若减小主减，易导致动力性能变差明显，故不建议再减小主减速比。

3.3.3 匹配新开发变速箱分析动力性经济性仿真计算

表7 匹配不同变速箱计算结果

从上表计算可知，匹配新开发变速箱，由于终速比减小，最高档超车加速性能相对旧变速箱有所下降，但仍优于竞品车，综合油耗有0.25L下降，但仍劣于竞品车；

若匹配竞品车变速箱，百公里加速和超车加速性能有所下降，但仍略优于竞品车，油耗与竞品车相当——但竞品车变速箱不在我司供应商体系，不能借用，此方案不可行。

3.4 整车传动系速比优化、发动机万有特性曲线优化

表8 匹配不同变速箱计算结果

从上表可知，方案三的节油效果最佳、节油约0.5L/100 km，此时开发车的动力性相对竞品车仍略有优势，建议采用方案三。

4 整车油耗优化试验

从上表试验结果可知，计算值与试验值基本一致（百公里加速时间差异略大，后期可通过标定进一步优化），优化后的动力性能略优于竞品车，油耗略劣于竞品车；开发车优化后的动力性经济性试验结果基本达到开发目标。

5 结论

（1）车辆开发之初，需要充分调查竞品车的相关整车参数，以利于车型开发的相关部件选型，如变速箱、后桥主减等；

（2）通过对整车燃油消耗的原因分析，通过发动机万有特性曲线的优化和传动系速比的匹配优化，最终达成了开发目标。

[1] 余志生.汽车理论.[M]北京:机械工业出版社,2000.

The Fuel Economy Optimization and Analysis Of one diesel vehicle

Zhou Jian, Liu Jun, Zhou Liexin, Hui Zhoupeng
( Anhui JiangHuai AutoMobile group CO., LTD, Anhui Hefei 230000 )

During the research and development of one vehicle, the power performance and fuel economy are two aspects that engineers concern. This paper is aimed at introducing the optimization of engine universal performance characteristics map and the matching of transmission ratio which helps to achieve the goal of reducing fuel consumption of one disel vehicle, while the power performance stlightly changes.

optimization of engine universal performance characteristics map; optimization of the matching of transmission ratio

U467.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)19-53-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.19.019

周坚，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。