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以降油耗为目标的动力传动系统设计优化

CO2排放的降低是当代汽车技术发展的重中之重。只有全面地了解汽车所有零部件,子系统以及系统的特征和相互作用才能够制定燃油经济性优化的切实可行的实施方案。基于模型的优化开发过程可以帮助决策者进行多种方案的对比选择,多尺度的建模理念也使得不同部门使用基于同一个模型但是细节程度不同的建模方式实现数据的共享和可比较性。

 

 

 

 

Solution Description
优化燃油经济性的措施和限制

车辆的燃油经济性几乎与车辆动力传动系所有的零部件,子系统的性能密切相关,并与车辆的行驶条件,驾驶员驾驶习惯也密切相关,所以节能措施的制定不能仅仅进行单一的局部优化某个零部件的性能,还要在整个能量传递的路径上进行能量流动和分配的全局分析,另外燃油经济性的优化同时要兼顾车辆的动力性能和驾驶舒适性。这使得前期使用基于仿真模型的零部件优化和部件子系统的匹配过程显得尤为重要和意义深远。

实例演示:

右上图中显示了一乘用车动力燃油经济性改善的逐步实施过程。图中显示了其动力性能(牵引力),阴影部分为发动机比油耗小于240g/kwh的发动机工作区域,在本例中称为燃油经济区。黑色的圆圈代表在WLTC测试循环条件下,发动机的实际运行工况点的分布

变速箱的匹配选择 AVL CRUISE

在原始设计即自然吸气,4AT配置下,只有很少的发动机运行工况出现在燃油经济区。当采用了9AT的变速箱后,车辆的动力性能保持不变的前提下,由于档位的增多,发动机运行的工况点的分布虽然没有变化,但是更多的点落入了燃油经济区内。另外档位的增加对驾驶舒适性也起到了改善作用

增压系统的匹配  AVL BOOST & AVL Cruise

自然吸气发动机进行增压系统的改进,可以实现发动机小型化,有效的扩展其燃油经济区,如红色图,但是与自然吸气发动机相比,增压发动机最佳燃油经济性出现在较高转速和负荷区域,此时在WLTC驾驶循环下发动机运行的工况点只有少部分落入燃油经济区内。

发动机先进技术的应用AVL BOOST EXCITE FIRE Cruise

使用先进的发动机降油耗技术,例如缸内直喷,米勒循环,降摩擦技术的应用会进一步有效地扩展发动机的燃油经济区,图中箭头所指的第四幅图显示,大部分测试循环下的发动机工况点已落入燃油经济区内。

混合动力的应用 AVL CRUISE

已经充分优化的传统动力系统进一步加入混合动力技术,通过向电池充电,一定工况下电机单独运行等策略避免发动机出现低转速低负荷的高油耗区域,从而完美的实现了在不牺牲车辆动力学和驾驶舒适性的前提下,在特定测试循环条件下,发动机始终运行在小于240g/kwh的油耗设计目标。

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