汽车动力性经济性性能开发ppt课件.pptx

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1、,汽车动力性经济性性能开发,汽车性能是指汽车能够适应各种使用条件、满足顾客使用需求及社会环境需求的能力；市场竞争以及技术水平的提升必然对产品性能提出更高要求；顾客、自然环境和社会环境等的需求，要求必须引入性能开发的概念；性能开发涵盖了传统意义上的试验、CAE分析和设计。,性能开发的概念,性能开发的概念,性能开发的概念,汽车性能开发思路,二,汽车性能指标介绍,一,汽车性能指标介绍,经济性,动力性,驾驶性,NVH,EMC,热管理,操稳性能,制动性能,气候适应性,1、汽车性能概览,汽车性能指标介绍,2、汽车性能分类由前面汽车性能的定义不难看出，在各种使用条件下汽车均应满足顾客与社会环境的需求，因此，

2、从顾客与社会环境需求角度出发，将汽车性能划分为以下18项：,汽车性能指标介绍,平顺性,操稳性,环保性能,电子电器性能,感知质量,汽车性能指标介绍,汽车性能开发思路,整车性能指标：对用户需求及法规要求的体现，产品策略（技术竞争力）的表现，整车设计必须控制的指标，以指导后期的工程开发（VTS：Vehicle Technical Specification，整车技术规范）。目标分解：为达到整车性能指标，根据系统匹配分析，对总成及部件提出性能指标要求，该转化及控制过程称为AT&C。是整车指标和总成指标之间的控制环节，是性能模块设计必须控制及分析的项目，用以指导总成及部件指标的设定。总成性能指标：是总成

3、及部件的指标，是对整车性能指标的保证和支撑，是总成及部件设计必须控制的指标，在系统匹配计算分析报告进行体现，以指导和控制零部件的工程开发，并最终验收零部件开发质量。零部件性能指标：根据需要，是对总成性能指标的再分解和细化，该层指标是否有，可酌情考虑。,1、性能开发思路,以目标区域标准法规为基本要求，通过对市场顾客语言研究与benchmark研究，以竞争策略为指导，结合公司技术生产能力设定整车性能目标。,汽车性能开发思路,要保证性能指标的真正实现，必须将性能分解指标体现在相关系统部件结构设计上，并在系统及部件中最终体现，作为系统及部件性能指标验收的依据。同时整车对各系统及零部件选型报告进行确认，

4、各系统模块按目标分解要求对零部件进行质量特性控制，保证满足整车及系统要求。,2、目标分解,汽车性能开发思路,性能分解示例,u指标逐级分解,汽车性能开发思路,各性能模块依据整车目标将分解后的系统目标输出至各相关结构系统，结构设计依据这些性能目标制定适宜的系统方案，并形成零部件特性清单，同时在二维/三维设计中落实，最终以实物设计符合性能目标为验收依据。,3、结构实现,动力性经济性目标,目标分解到系统,各系统的结构方案,3D&2D图纸,制造产品,零部件结构方案,汽车性能开发思路,4、性能验证,DVP：设计验证计划（Design Verification Plan）；FMEA：潜在失效模式与后果分析（

5、Failure Mode and Effects Analysis）；PV：生产认证（Production Validation）。,FMEA,FMEA,汽车性能开发思路,5、性能与结构业务关联,汽车性能开发思路,性能开发案例,汽车性能开发思路,国内外行业性能开发案例1u动力学性能业务组织及业务开展方式,通用-（泛亚）,汽车性能开发思路,国内外行业性能开发案例2,采用项目矩阵式管理，以整车性能工程师牵头，以跨部门团队PAT（Process Analytical Technology，过程分析技术）方式进行性能开发工作，以系统工程师牵头，成立PMT（Project Management Team

6、，工程项目组）团队进行系统及部件开发工作；以整车集成人员为主体，进行整车项目技术协调管理；整车集成人员牵头，进行产品技术定义，开展整车性能的开发；整车性能CAE由整车开发&控制中心负责，部分系统及部件CAE由相关专业所负责。,动力总成,1.标定2.尾气后处理3.排放及油耗4.燃油系统5.动力电控,产品战略规划,1.前期开发策略2.竞争力研究3.市场研究及预测4.计划管理5.生命周期管理,先进技术及研究,1.环境、自然科学及安全技术研究2.汽车制造及设计工程3.动力系统设计研究4.SustainableMobility Technologies,整车开发工程控制,1.整车集成2.NVH3.热适应

7、性4.车辆动力学5.总布置6.人机工程7.CAE,车身工程,1.内外饰设计2.白车身3.碰撞安全性4.CAE,底盘工程,1.车架2.悬架3.转向4.制动5.车轮6.CAE,整车评价及验证,1.车身/底盘/整车试验2.排放试验3.发动机试验4.燃料子系统试验5.安全试验6.风洞试验,电子电器系统工程,1.电子电器构建及系统2.网络通信3.CAE4.技术开发及应用5.电源6.多媒体7.驱动程序信息,材料测试研究及标准化,1.防腐保护2.紧固件工程测试3.全球技术标准4.材料工程&测试,FORD产品研发,性能开发主要工作,标杆车型基础信息研究,标杆样车研究,法规标准研究,性能开发的主要工作,标杆车型

8、基础信息研究主机厂信息：官方网站/资料等第三方评价信息：JD POWER等网站其他信息：论坛评价等用户调研信息：专业调研咨询公司信息市场样车调研：了解样车基本结构及技术等,技术路线研究性能初步评估,形成了产品平台方案制定 竞品分析数据库,性能开发的主要工作,标杆样车研究 竞标分析内容比非常丰富，完整的一份整车竞标分析大概需要5个月。例：赛欧燃油经济性研究策划,性能开发的主要工作,3.法规标准研究依据目标市场对开发产品的技术法规要求，结合国内标准，进行有针对性的目标区域法规解读与适应性分析，确保产品符合当地法规要求。例：燃油消耗量法规,3.1油耗法规制定背景,1、竞争环境：合资品牌投入技术将国外

9、先进的发动机投入国产，以达到节能、减排；自主企业也纷纷推出低排量增压发动机等以控制油耗；以及各个主机厂对新能源开始重视。2、第三阶段限值对企业的平均油耗和新认证车型有对应的指标要求；第四阶段燃料消耗量评价方法及指标于2014年12月发布，该标准对2016-2020年的油耗指标进行了限定。3、基于以上政策法规相关部委或将联合出台一系列油耗方面的惩罚措施。,企业平均燃料消耗量实际值,企业平均燃料消耗量目标值,公式（1）,公式（2）,3.2乘用车企业平均燃料消耗量计算方法,3.3第四阶段车型燃料消耗量的确定对能够燃用汽油、柴油燃料的乘用车，应按GB/T 19233 测定车型燃料消耗量。对压缩天然气乘

10、用车，应按GB/T 29125 模拟城市、市郊和综合循环燃料消耗量试验，测定气体燃料消耗量并换算为汽油燃料消耗量。对插电式混合动力乘用车，应按GB/T 19753 测定车型燃料消耗量及电能消耗量；其电能消耗量应折算成对应的汽油或柴油燃料消耗量。1)，2)对纯电动乘用车，应按GB/T 18386 测定电能消耗量2），并折算成对应的汽油燃料消耗量。对燃料电池乘用车，其能源消耗量按零计算。对安装有如下所示一种或多种装置的车辆，车型燃料消耗量可相应减去一定额度3),但最多不超过0.5 L/100km：高效空调、怠速起停装置、换档提醒装置等。,注：1）燃用汽油的插电式混合动力乘用车，对应转换为汽油燃料消

11、耗量；燃用柴油的插电式混合动力乘用车，对应转换为柴油燃料消耗量。2）2020 年及以前，暂不考虑汽油、柴油燃料以外的能源消耗量。,三阶段法规乘用车燃料消耗量评价方法及指标（GB27999-2011）该标准定义2012年至2015年的企业平均油耗值。乘用车企业平均燃料消耗量核算办法（2013年）办法自2013年5月1日开始实施。四阶段法规乘用车燃料消耗量限值（GB 19578-2014替代GB 19578-2004）该标准定义2016年至2020年的单车准入限值；对新认证车，执行日期为2016年1月1日；对在生产车，执行日期为2018年1月1 日。乘用车燃料消耗量评价方法及指标（GB 27999

12、-2014替代GB 27999-2011）该标准定义2016年至2020年的企业平均油耗值。,3.4乘用车燃料消耗量核算法规,注：1）第三阶段的企业平均油耗从2012年至2015年逐年递减，其2015年最终目标值为第四阶段单车准入限值。,第三阶段与第四阶段油耗法规对比,第四阶段油耗法规,强制性法规,2020年目标值,性能开发的主要工作,4.性能目标设计,性能开发的主要工作,5.设计验证策划（DVP）,PRPD,CHKD,动力性经济性指标评价方法,主观评价,动力性经济性指标评价方法,汽车主观评价方法评分标准,评价路面,评价一般在试验场或普通道路上进行，主要包括：平滑路面：高速、国道粗糙路面：二级

13、公路单项路面：减速带、异响路、坡道等,动力性经济性指标评价方法,汽车主观评价方法评价属性,包括：乘坐性能、转向性能操纵性能、制动性能路噪和轮胎NVH底盘噪声、动力系统NVH车体噪声、风噪异响、电子/机械NVH动力性能、驾驶平顺性传动系统性能,动力性经济性指标评价方法,动力性经济性指标评价方法,汽车主观评价方法评价车辆要求评价车辆需满足基本安全要求并通过安全检查，配备基本安全保障设备如安全带、头枕、灭火器等；评价需要提供相应参考车作为评价基准对比进行；评价车辆必须满足相关的性能评价需求，以保证相关联属性评价的可持续性。如：在评价NVH时，必须保证空调能够在正常状态，才能对空调启动的NVH等关联项

14、目进行评价。评价安全条件评价全部涉及内容应在国家法律及法规允许范围内进行。评价应在可确保安全驾驶的天气、场地、路况等条件下进行。评价应在驾评人员身体状况良好、心理状态稳定等条件下进行。,动力性经济性指标评价方法,动力性能主观评价方法起步性能以1/3油门，从静止加速，在发动机转速达到3000rpm换档到50kph。评估部分节气门开度起步性能；以全油门，从静止加速，在发动机转速达到3000rpm换档到100kph。评估全油门起步性能；蠕行动力性从第一档，蠕行驾驶，以1/3油门加速，在发动机转速达到3000rpm时换档，并且加速到50kph，评估行进中蠕行启动时部分油门响应。从第一档，蠕行驾驶，以全

15、油门加速，在发动机转速达到3000rpm时换档，并且加速到50kph，评估行进中蠕行启动时全油门响应。,动力性经济性指标评价方法,动力性能主观评价方法城市工况动力性以部分节气门开度(1/3开度)，从30kph加速，在发动机转速达到3000rpm时换档到80kph，评估部分油门时城市工况下30到80kph的加速性能；全油门开度，从30kph加速，在发动机转速达到3000rpm时换档到80kph，评估全油门时城市工况下30到80kph的加速性能；高速工况动力性以部分节气门开度，5档从80kph加速到120kph，评估部分油门时高速工况下80到120kph的加速性能；全油门开度，5档从80kph加速

16、到120kph，评估全油门时高速工况下80到120kph的加速性能；,动力性经济性指标评价方法,动力性能主观评价方法爬坡性能上坡路以部分节气门开度，从怠速驾驶加速，发动机转速达到3000rpm时换档到60kph，评估部分油门爬坡性能；上坡路以全油门，从怠速驾驶加速，发动机转速达到3000rpm时换档到60kph，评估全油门爬坡性能；油门踏板节气门全开，在第三档，从50kph加速仅1到2秒。评估油门踏板的感觉(行程，力，人机工程学)；在第三档，从50kph，在油门踏板总行程的1/4到3/4范围内以一定幅度踩油门踏板仅1到2秒。评估油门踏板响应(加速度增加，加速度是否线性增加，死行程)；,动力性经

17、济性指标评价方法,客观评价,动力性经济性指标评价方法,动力性能客观评价方法最高车速 由于测试车辆的最高车速绝大多数均超过国家高速公路规定的120KPH要求。所以，该项测试必须在试验场中完成。根据GB 12544-2012标准，规定了最高车速的测试方法。,动力性经济性指标评价方法,动力性能客观评价方法车辆最高车速的一般规律,动力性经济性指标评价方法,动力性能客观评价方法最高车速陆地汽车速度的记录北美之鹰：1370KM/h。,动力性经济性指标评价方法,动力性能客观评价方法加速时间0-100kph加速时间：,动力性经济性指标评价方法,动力性能客观评价方法加速时间换档加速(MT)：3档40-80kph

18、4档60-100kph5档80-120kph换档加速(AT):D档40-80kphD档60-100kphD档80-120kph动力性VPI综合评价指标(Vehicle Power Identification)根据公式：VPI=t(0-100kph)+t(40-80kph)+t(60-100kph)+t(80-120)kph,动力性经济性指标评价方法,动力性能客观评价方法最大爬坡度 坡度的概念：路的坡度用正切表示，就是高度与水平距离之比，铁路用千分之几()表示,公路用百分之几(%)表示。而不是大家通常理解的角度。,注：二级城市道路纵坡不超过5%，高速公路平原3%，山区5%，最差的山区道路约为1

19、0%。汽车一般能轻松爬上15%的坡度;一般道路上碰到最大的坡是地下停车场的坡，范围是10%-15%，一般是12%；Timothy C.Moore:在EPA（Environmental Protection Agency）试验规定的质量下，车辆能以104km/h的速度通过6%的坡道，满载时车速不得低于80km/h，096km/h加速时间不应大于20s。,i=tan=Y/X,动力性能客观评价方法,坡起性能要求来源,部分南美国家有许多山区道路，城区也有很多长距离的陡坡，车辆是否具有良好的坡道驻车启动能力显得至关重要。(如：哥伦比亚、智力等国)国内重庆、云贵等地也有类似要求。,重庆地区公路最大坡度20

20、%上海某超市停车场最大坡度16%国家各级公路最大坡度9%国家高速公路最大坡度5%,51,动力性经济性指标评价方法,动力性经济性指标评价方法,动力性能客观评价方法最大爬坡度 轿车及城市SUV要求在35%以上，偏越野SUV要求在45%左右。纯越野车可达55%以上。,动力性能客观评价方法,爬坡性能（俗称“冲坡性能”）GB/T 12539-90汽车爬陡坡试验方法：坡道长不小于25m，坡前应有810m的平直路段，试验车使用最低档，将试验车停于接近坡道的平直路段上。（国内要求）坡起性能（又叫“坡道驻车启动能力”）汽车坡道起步性能是指汽车停止在一定角度的坡道上，从静止加速到正常行驶的能力。坡道起步性能的好坏

21、为用户直接感知，如果坡道起步能力不足将导致严重的顾客抱怨。（部分外国要求）,以上两种试验主要区别在于：试验开始前，前者是将车辆停在坡道之前的平直路面上，而后者是将车辆停在试验坡道上。后者更为严格！,53,动力性经济性指标评价方法,燃油经济性必要性资源问题过去十年我国汽车保有量迅速增长，2013年末达到13741万辆，相比上年增长12%：作为全球最大石油消费国，我国能源储量与结构先天不足，2014年我国石油进口依赖度68.4%。随着中国汽车产销量的迅速增长，石油进口的依赖度将会继续攀高，直接威胁我国的能源战略。,55,动力性经济性指标评价方法,燃油经济性必要性国内法规要求新开发车型，从2005年

22、7月1日开始执行第一阶段限值要求，2008年1月1日起执行第二阶段限值要求：第三阶段油耗原计划2015年开始实施，但随着能源形势的日益严峻，国家于2010年开始对提前达到第三阶段油耗标准的车型给予补贴，2012年1月1日开始执行第三阶段目标要求；第四阶段油耗标准新开发车型为2016年1月1日。,56,动力性经济性指标评价方法,57,动力性经济性指标评价方法,燃油经济性必要性目前国内油耗水平2014年中国乘用车企业平均燃料消耗量核算情况已正式公布：乘用车行业平均整车整备质量为1340公斤，行业平均燃料消耗量实际值为7.12升/100公里；,58,动力性经济性指标评价方法,燃油经济性必要性国际法规

23、要求,59,动力性经济性指标评价方法,燃油经济性必要性国际法规要求欧、美、日基本或已经完成2020乘用车燃料消耗量标准的制定；2025年及以后标准研究与制定启动或列入规划。美国在燃料消耗量标准方面推进力度明显加大，超过欧盟和日本。基于特定参数设定车型燃料消耗量目标值，并以企业作为考核对象是共同选择。各国都将新能源汽车重点考虑，但是否纳入核算范畴及如何核算并不一致。技术要求与配套政策措施通常稍后或一并出台。,60,动力性经济性指标评价方法,燃油经济性评价方法,等速油耗等速行驶是汽车在公路上运行的一种基本工况，加上这种油耗容易测定，所以得到广泛采用。不过，由于汽车在实际行驶中经常出现加速、减速、制

24、动和发动几怠速等多种工作情况，因此等速油耗往往偏低，与实际油耗有较大差别。特别对经常在城市中作短途行驶的汽车，差别就更大。,61,动力性经济性指标评价方法,燃油经济性评价方法,循环工况油耗国内法规要求根据GB 18352.3-2005进行，规定在模拟城市和市郊的运转循环下，用碳平衡法计算出燃料消耗量。试验在专用的底盘测功机上进行。测出排气中以g/km(克每千米)计的二氧化碳、一氧化碳及碳氢的排放量，用碳平衡法求得燃油消耗量。碳平衡法依据的基本原理是质量守恒定律：汽(柴)油经过发动机燃烧后，排气中碳质量的总和与燃烧前燃油中碳质量的总和应该相等。,引自汽车动力总成匹配与优化技术培训,62,动力性经

25、济性指标评价方法,燃油经济性评价方法,循环工况油耗国内法规要求车辆行驶速度规定如下，分为市区循环和市郊循环两部分。变速器档位的选取对燃油消耗有显著影响，MT变速器档位也有明确规定；,63,动力性经济性指标评价方法,燃油经济性评价方法,循环工况油耗(FTP75)美国环境保护局 整个运转循环分为三个部分，第一部分为冷启动阶段，耗时505s；第二部分为瞬态阶段，耗时864s；随后熄火浸车911min，再进行进行第三部分，热启动阶段，耗时505s，全程时长约为2474s,64,动力性经济性指标评价方法,动力性经济性指标评价方法,燃油经济性能评价方法商用车评价方法工信部规定：中重型商用车燃油消耗量检测方

26、法以新车型上公告为限制措施，主要在底盘测功机上测试，工况以世界统一的重型商用车瞬态车辆循环WTVC为基础制定的C-WTVC；可以采用质量法或碳平衡法测定燃油消耗量；,燃油经济性评价方法,商用车评价方法交通部规定：营运客/货车燃料消耗量限值及测量方法08年公布，以营运准入为限制措施；与老国家标准类似，采用在试验场道路上测试等速油耗的方法，速度权重k如图：以车重分级设定了两阶段油耗限值；,引自汽车动力总成匹配与优化技术培训,66,动力性经济性指标评价方法,动力经济性指标汇总,动力经济性一级指标（VTS）,67,动力性经济性指标评价方法,试验方法,动力性经济性试验方法,试验方法分类道路试验，包括：最

27、高车速试验。0-100kph加速试验。超车加速试验。爬陡坡试验。等速燃油消耗量试验。滑行试验。台架试验，最好在环境风洞中进行：用底盘测功机构成汽车行驶状态模拟系统；在室内模拟各种道路试验工况；用测量仪器测定汽车的燃油消耗量；用迎面风模拟发动机冷却状况；用环境模拟系统保证试验环境；,70,动力性经济性试验和分析方法,试验环境及设备介绍道路试验场（目前国内资源）,71,动力性经济性试验和分析方法,动力性经济性试验方法,引自汽车动力总成匹配与优化技术培训,试验环境及设备介绍道路试验环境要求封闭的试验场。试验场地应平整(纵向在0.1%以内)，路面干燥，用沥青或混凝土铺装的道路上进行。加速试验需在直线长

28、度不小于2km，宽度不小于8m的道路上进行。最高车速试验使用环形道路试验时应是无雨、无雾天气。气温040C，相对湿度小于95%。风速不大于3m/s。,72,动力性经济性试验和分析方法,动力性经济性试验方法,引自汽车动力总成匹配与优化技术培训,试验环境及设备介绍爬坡试验坡道要求应有一系列不同坡度的坡道；坡道长度不小于25m；小于30%的坡道可用沥青铺装；大于30%的坡道应为水泥路面；,73,动力性经济性试验和分析方法,动力性经济性试验方法,试验环境及设备介绍转鼓试验台（环境舱）环境舱可提供一个稳定标准的气候环境，用于标准化动力性经济性试验；以泛亚环境舱为例，其主要设备包括：底盘测功机，用于提供车

29、速及道路载荷模拟，其结构如下图；预试验舱，用于浸车及静态试验；新风系统，将干燥处理后的空气送入主试验舱；主风机，送风及风速控制,74,动力性经济性试验和分析方法,动力性经济性试验方法,试验环境及设备介绍VBox测试系统：基本信息：VBox 3i是英国Racelogic公司第三代GPS数据采集系统；采集频率100Hz，速度测量范围0-1600km/h，操作温度范围-2070，速度测量精度0.1km/h；油耗仪的温度范围-2080，可承受的最大压力5barVBox动力性经济性测试设备的主要配置：,75,动力性经济性试验和分析方法,动力性经济性试验方法,76,动力性经济性试验和分析方法,动力性经济性

30、试验方法,道路试验最高车速性能试验（GB/T12544-2012）：试验车辆准备：1】检测汽车各参数符合设计要求2】试验车辆半载状态，前后轴荷符合设计要求试验规程：1】选择中间200m为测量路段。2】选定充足的加速区间，在加速区间以最佳的加速状态行驶；3】使汽车以最高的稳定车速通过测量路段4】选择接近的两次，并取平均值。,道路试验加速性能试验：试验车辆准备：1】试验前要效准试验仪器，试验前车辆的预热：60-80km/h行驶10分钟。根据试验要求对车辆进行磨合2】在试验道路上，选取合适长度的路段，作为加速性能试验路段，在两端各放置标杆作为记号试验规程：1】关闭所有车门和车窗，将空调开关处于关状态

31、2】分别测试各档的最低稳定车速，并记录该速度值3】汽车在变速器预定档位，以预定的车速作等速行驶，用车速仪监测初速度，但车速稳定后(1km/h)，驶入试验路段，迅速将油门踏板踩到底，当车速达到规定的值时，结束测试；4】用车速仪记录汽车的初速度和加速行驶的全过程，试验往返各进行三次，往返加速试验的路段应重回，若一次试验发生问题，则该往返试验均应重做。,77,动力性经济性试验和分析方法,动力性经济性试验方法,道路试验等速油耗性能试验：试验车辆准备：1】试验车轮胎气压按照半载气压要求校正(只有空载、满载气压时按照空载气压校正)2】测试100米路段，用仪器进行测试，误差不超过0.5%3】正式开始试验前，

32、以60-80km/h的车速行驶10分钟试验规程：1】在足够长的试验路段上选取长度2000m做为测试路段。测试路段前后应留有足够的距离以供加速到测试车速；2】对于MT车需要做第3、4、5档；对于全自动或手自一体的车辆只做经济模式档位下的等速油耗；3】记录在通过测试路段时的速度、燃油消耗量、发动机转速、距离；4】同一车速往返各进行一次。车速误差始终控制在1km/h之内；修正公式为：,78,动力性经济性试验和分析方法,动力性经济性试验方法,道路试验滑行试验：试验车辆准备：1】试验车辆为满载载荷状态，前后轴荷符合设计要求；2】试验前车辆和轮胎需要进行正常磨合3000km；3】正式开始试验前，以60-8

33、0km/h的车速行驶10分钟；4】若80%最高车速120km/h，则试验初速度为120km/h，反之试验初速度取最高车速的80%；试验规程：1】在足够长的试验路段两端立上标杆作为滑行区段，进入滑行区间前车速需大于试验初速度；2】进入滑行区间前，驾驶员将变速器放入空档(AT车使用N档)。3】当车速为120km/h时进行记录，直至车辆完全停住；4】记录滑行初速度(应为1200.3km/h)、滑行距离、滑行时间；5】试验至少往返各滑行6次，往返区段尽量重合；,79,动力性经济性试验和分析方法,动力性经济性试验方法,道路试验滑行试验：数据分析及处理：每5km/h取一点，如120km/h、115km/h

34、、110km/h一直到0km/h；取与6组数据平均值误差小于5%的4组数据，计算其平均滑行时间；计算时间差，计算加速度：加速度=5km/h*(1000/3600)/时间差计算阻力=试验质量*加速度，并绘制车速-阻力曲线，如上图所示相关公式及修正方法详见GB 18352.3-2005。,引自汽车动力总成匹配与优化技术培训,80,动力性经济性试验和分析方法,动力性经济性试验方法,台架试验动力性试验：试验条件：温度：2030；相对湿度：50%5%试验设备底盘测功机、环境风洞或者环境舱系统、司机助试验准备车辆准备：冷却液、燃油、机油、轮胎气压检查，磨合3000km且机械状况良好；实验室准备：驱动轮对中

35、、试验车辆固定、连接排气管，开启环境舱系统，底盘测功机暖机；车辆负荷设置：若有车辆阻力修正曲线，则直接调用；如无，则将其滑行数据及满载质量输入控制计算机，用车辆在底盘测功机进行修正，完成后调用；再将底盘测功机设定到道路模拟状态然后调好司机助；暖车至水温油温超过80；,81,动力性经济性试验和分析方法,动力性经济性试验方法,台架试验燃油消耗量试验：GBT19233-2008轻型汽车燃料消耗量试验方法：,82,动力性经济性试验和分析方法,动力性经济性试验方法,分析方法,动力经济性分析方法,分析软件,84,动力性经济性试验和分析方法,测试工具,MT车型的分析介绍分析的意义实现动力传动系统优化匹配；预

36、测汽车的动力性、燃油经济性；提高设计质量，缩短研制周期，减少开发成本；数据输入和建模取得仿真输入数据，如发动机特性数据，整车质量参数等。具体的仿真输入数据需求应根据所进行的任务选择，如发动机的输入选择：,85,动力性经济性试验和分析方法,动力经济性分析方法,MT车型的分析介绍分析数据处理发动机万有特性由发动机万有特性试验得到。仿真用数据由发动机转速、发动机输出扭矩/功率/平均有效压力、发动机燃油消耗表征量三部分组成，通常使用的是发动机转速、输出扭矩、燃油消耗量；,86,动力性经济性试验和分析方法,动力经济性分析方法,MT车型的分析介绍分析数据处理发动机万有特性软件在使用发动机万有特性数据时，根

37、据输入数据插值得到所需点的数据进行计算。那么，输入数据的规律性，直接影响仿真分析结果的准确度。故需对实测发动机万有特性进行处理后，才能用于软件计算；发动机转速整理：万有特性试验时，发动机转速会有一定波动，数据处理需要将波动范围小于10rpm的发动机转速更改为同一转速；而对于转速差异较大的点，建议删除；如果试验数据存在较多转速差异大的点，建议重新进行发动机万有特性试验；,87,动力性经济性试验和分析方法,动力经济性分析方法,MT车型的分析介绍分析数据处理发动机万有特性异常点处理：对于由发动机转速、发动机扭矩、燃油消耗量组成的发动机万有特性数据而言，应满足以下规律：在同一转速下，燃油消耗量随发动机

38、扭矩增大而增加，尤其是中低扭矩区域线性度较好；在同一扭矩，燃油消耗量会随发动机转速升高而增加；万有特性的等转速线应为一组互不相交的近似直线，但由于某些原因，测试数据会有异常点的出现，为保证软件进行油耗计算时不发生插值油耗异常，需要对发动机万有特性数据中的异常点进行处理；,88,动力性经济性试验和分析方法,动力经济性分析方法,MT车型的分析介绍分析数据处理发动机万有特性零点插值：根据发动机万有特性规律，发动机0Nm扭矩点对应的燃油消耗量应满足等转速扭矩-燃油消耗量线的线性规律。为避免软件在不同算法下的不同插值方法引起的插值点油耗差异，须对万有特性数据进行零点插值的处理。插值方法为小扭矩线性插值。

39、插入0Nm点油耗值应满足随转速增大而增大的特性，对于个别不满足此规律的值，可手动修改为合适的大小；,89,动力性经济性试验和分析方法,动力经济性分析方法,MT车型的分析介绍分析步骤 1、获取输入数据，建立仿真分析模型根据车辆动力传动系统型式建立仿真模型，建模应保证能量、信号的正确传递/传输途径，注意各模块之间的连接端口；根据计算任务的特点选择适当的计算模式，如在GT-Suite中的运动学模式和动力学模式，或是AVL Cruise中准静态模式和仿真模式。（如有相应试验结果，应对仿真模型进行标定）2、确定分析项目，计算车辆动力性、燃油经济性指标 1）0-100kph加速时间，最高车速，60-100

40、kph加速时间 2）UDC(市区循环）、EUDC（市郊循环）、NEDC（综合循环）3、分析计算结果，编写分析报告，提出建议,90,动力性经济性试验和分析方法,动力经济性分析方法,AT车型的分析介绍液力变矩器简介：变矩比K：液力变矩器涡轮(输出)扭矩Tt与泵轮输入扭矩Tp的比值,91,动力性经济性试验和分析方法,动力经济性分析方法,AT车型的分析介绍AT工作原理：自动变速器的工作原理可以概括为：液力变矩器利用液体的流动的特点，把来自发动机的扭矩增大后传给其后的行星齿轮结构；同时，控制系统根据驾驶的需求(车速、油门踏板行程)来操纵行星齿轮系统，使系统获得不同的传动比和旋转方向，实现升档、降档、前进

41、或后退,92,动力性经济性试验和分析方法,动力经济性分析方法,AT车型的分析介绍分析输入数据：发动机Load Signal Map：表征发动机负荷率的油门踏板行程百分比(或节气门开度)是自动变速器控制信号之一，为了准确获取各种工况下油门踏板行程百分比，准确进行换档判断，描述发动机转速、输出扭矩(或BMEP)以及油门踏板行程百分比之间关系的Map数据是必需的,93,动力性经济性试验和分析方法,动力经济性分析方法,AT车型的分析介绍分析输入数据：发动机Load Signal Map：该数据处理一般包括两个内容：一是使发动机节气门特性数据的中小扭矩区域基本满足线性规律；二是保证各转速下均有满油门点数

42、据；,94,动力性经济性试验和分析方法,动力经济性分析方法,AT车型的分析介绍分析输入数据：液力变矩器特性数据：液力变矩器特性通常用其无因次特性来表示，无因次特性给出了变矩比K、传动效率和能容系数随速比变化的规律此外，还需提供液力变矩器输入端/输出端的转动惯量以及其锁止离合器最大锁止扭矩,95,动力性经济性试验和分析方法,动力经济性分析方法,AT车型的分析介绍分析输入数据：自动变速器换档规律以及液力变矩器锁止规律：自动换档规律是自动变速的核心，关系到传动系统各总成整体潜力的挖掘与发挥。自动换挡规律是指两排档间自动换档时刻随控制参数变化的关系。一般变速器是按车速与油门踏板行程百分比两参数的变化控

43、制换档。为了适应不同的工况，通常还提供了不同的换档规律供驾驶员选择，如经济性规律、动力性规律、上下坡规律以及冬季雪地规律等。另外，液力变矩器的锁止离合器也是有相应的参数控制；,96,动力性经济性试验和分析方法,动力经济性分析方法,AT车型的分析介绍仿真模型要点：自动变速器车型仿真模型中，液力变矩器模块取代MT模型中的摩擦片式离合器，但行星齿轮系统仍然可以沿用MT模型中的变速器模块，另外还需增加对应自动变速器控制的换档控制模块、换档规律模块以及液力变矩器锁止模块。,97,动力性经济性试验和分析方法,动力经济性分析方法,AT车型的分析介绍仿真模型要点：传动系形式需设定为“standard auto

44、matic”在Cruise界面中，需将“Project”目录树下的“Vehicle”中的“Drive Train Model”设定为“standard automatic”需要注意的几个模块间的信号传递连接模块之间的信号传递联结需特别注意，否则模型不能计算或者得到错误的分析结果，这里列出需要特别注意的几个模块间的信号联结关系,98,动力性经济性试验和分析方法,动力经济性分析方法,各大公司对比,100,动力性经济性开发流程,整车开发流程,参考2,引自汽车动力总成匹配与优化技术培训,101,动力性经济性开发流程,整车开发流程举例,流程图-动力性经济性,参考2,引自汽车动力总成匹配与优化技术培训,1

45、02,动力性经济性开发流程,流程图-动力性经济性,参考2,103,动力性经济性开发流程,流程图-动力性经济性,参考1,104,动力性经济性开发流程,速比优化匹配方法,速比优化匹配方法,优化前提及过程概述进行速比优化分析之前，需对当前车型的动力性经济性水平进行评估，计算结果与性能目标差距，并据此判定是否需进行速比优化；速比优化流程如下图。首先确定速比的边界条件和整车需要达到的性能目标，然后以边界条件和性能目标为限制进行优化，可得到多组优化速比。若始终无法满足性能目标，则需重新界定边界条件或修正性能目标。之后通过评审确定一组合适的速比，由设计部门进行工程化分析；最后对设计部门的反馈的工程化速比进行

46、验证分析；若提供的优化速比无法工程化或工程化速比无法满足目标，则需重新进行优化；,107,动力性经济性性能优化,边界条件离合器选型、换档平顺性要求以及起步性能等均隐含有对传动系统参数的限制因素，即为速比优化的边界条件：离合器选型确定以后，根据离合器自身结构及性能参数，结合整车参数确定满足离合器最大滑磨功要求的一档最小总传动比a；为了避免整车起步尤其是爬坡时易熄火问题，需根据传动参数结合发动机怠速转速，确定一档最小总传动比b；(取ab较大值)变速器各档档间比需处于合理的范围内以保证换档平顺性；为保证良好的NVH性能，需要保证最高档某固定车速对应的发动机转速处于合理范围；性能目标速比优化工作必须结

47、合整车性能目标来进行，要求整车在优化速比下各项性能指标需达到或超过目标；如性能目标过高，可能无法得到一个优化速比同时满足所有限制因素，此时需根据项目具体情况讨论修改性能目标或边界条件；,108,动力性经济性性能优化,速比优化匹配方法,速比优化过程遵循原则根据最大爬坡度确定一档速比；根据3、4、5档超车加速性能分别确定3、4、5档速比；根据档间比同时结合1、3档速比确定2档速比；确定速比后续验证高档位下发动机低转速段的提速性能；若速比较小，四档的最高车速对应的发动机转速不是发动机断油保护转速，则需考虑匹配该速比在极限工况的性能表现(如高温开空调最高车速)；,109,动力性经济性性能优化,速比优化

48、匹配方法,速比优化过程软件优化指利用数值优化平台iSIGHT与性能仿真软件Cruise耦合，在设定的边界条件下，iSIGHT根据选择算法的规则，自动确定各档速比，同时自动计算并记录各速比下的性能指标；iSIGHT是一个多学科集成优化设计平台，可以将数字技术、推理技术和设计探索技术有效融合，并将大量的需要人工完成的工作由软件实现自动化处理；利用iSIGHT进行速比优化主要用到的命令处于常用命令菜单栏左边部分，各命令的图标如下；,110,动力性经济性性能优化,速比优化匹配方法,速比优化过程软件优化 iSIGHT与Cruise耦合建模步骤第一步，点击iSIGHT主界面“Edit”下拉菜单或快捷菜单里

49、单击过程集成命令，调出过程集成窗口，进行iSIGHT与Cruise耦合过程集成建模：注意：在进行耦合集成建模前，Cruise模型必须运行一次以生成可用的输入、解算及输出文件；,111,动力性经济性性能优化,速比优化匹配方法,速比优化过程软件优化 iSIGHT与Cruise耦合建模步骤第二步，在耦合集成建模完成后退出过程集成窗口，iSIGHT主界面的“Edit”下拉菜单或快捷菜单里单击“Parameters”命令，调出参数管理器进行设计目标及边界条件设定；,112,动力性经济性性能优化,速比优化匹配方法,速比优化过程软件优化 iSIGHT与Cruise耦合建模步骤第三步，在iSIGHT主界面“E

50、dit”下拉菜单或快捷菜单里单击“TaskPlan”命令，调出任务设置窗口选择仿真类型和解算算法，并定义仿真步长；,113,动力性经济性性能优化,速比优化匹配方法,速比优化过程软件优化 iSIGHT与Cruise耦合建模步骤第四步，在iSIGHT主界面“Edit”下拉菜单或快捷菜单里单击“Database”命令，调出数据库窗口进行优化结果文件设置；,114,动力性经济性性能优化,速比优化匹配方法,速比优化过程软件优化 iSIGHT与Cruise耦合建模步骤第五步，在iSIGHT主界面“Edit”下拉菜单或快捷菜单里单击“Monitor”命令，调出监视器窗口，进行必要设置后，监视每一步仿真各优化