基于GT—SUITE分析NEDC循環(huán)下的油耗特性

【摘要】利用GT-SUITE仿真工具建立配置某2.5L柴油機(jī)的汽車性能仿真模型。然后，根據(jù)向后仿真方法，使車輛速度遵循NEDC循環(huán)，反推發(fā)動機(jī)負(fù)荷，從而計算汽車的油耗特性。最后，運用GT-POST定制動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性曲線和表格。

【關(guān)鍵詞】NEDC；柴油機(jī)；油耗特性；運動學(xué)

0.前言

由于節(jié)約燃料、保護(hù)環(huán)境已成為全球關(guān)注的重大事件，汽車燃油經(jīng)濟(jì)性受到各國政府、汽車制造業(yè)與汽車使用者進(jìn)一步的重視。燃油經(jīng)濟(jì)性好，可以降低汽車的使用費用、減少國家對進(jìn)口石油的依賴性、節(jié)省石油資源；同時也降低了發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的CO2（溫室效應(yīng)氣體）的排放量，起到防止地球變暖的作用。發(fā)動機(jī)的燃油消耗率與排放污染是有密切關(guān)系的，只能在保證排放達(dá)到有關(guān)法規(guī)要求的前提下來降低發(fā)動機(jī)的燃油消耗率，提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。

在我國，燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的單位為L/100km，即行駛100km所消耗的燃油升數(shù)。其數(shù)值越大，汽車燃油經(jīng)濟(jì)性越差。等速行駛百公里燃油消耗量是常用的一種評價指標(biāo)，指汽車在一定載荷（國標(biāo)規(guī)定轎車為半載、貨車為滿載）下，以最高檔在水平良好路面上等速行駛100km的燃油消耗量。但是，等速行駛工況并沒有全面反映汽車的實際運行情況，特別是在市區(qū)行駛中頻繁出現(xiàn)的加速、減速、怠速停車等行駛工況。因此，在對實際行駛車輛進(jìn)行跟蹤測試統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，制定一些典型的循環(huán)行駛試驗工況（本文采用NEDC循環(huán)）來模擬實際汽車運行狀況，并以其百公里燃油消耗量來評定相應(yīng)行駛工況的燃油經(jīng)濟(jì)性。

循環(huán)工況規(guī)定了車速-時間行駛規(guī)范，例如，何時換擋、何時制動以及行車的速度和加速度等數(shù)值，因此，實際道路操作比較困難，本文采用GT-SUITE仿真軟件，將給出確切的理論數(shù)值，以指導(dǎo)日后的優(yōu)化工作。

1.仿真模型的建立

所研究的對象為配置了某2.5L柴油發(fā)動機(jī)的后驅(qū)車，整車模型如下：

在Kine-Analysis模塊（即運動學(xué)控制模塊），進(jìn)行如下設(shè)置：

在Transmission模塊（即變速箱模塊），進(jìn)行如下設(shè)置：

以上設(shè)置中的NEDC和NEDCGearShiftTimes是系統(tǒng)自帶的兩個引用文件。NEDC文件規(guī)定了NEDC循環(huán)工況的車速-時間行駛規(guī)范，NEDCGearShiftTimes文件則規(guī)定了換擋規(guī)律。如需嘗試其他標(biāo)準(zhǔn)的循環(huán)工況，可在這兩處進(jìn)行定義。

2.設(shè)置并進(jìn)行仿真

此次仿真是向后仿真，即車輛速度遵循NEDC循環(huán)下，反推發(fā)動機(jī)負(fù)荷，因此在發(fā)動機(jī)狀態(tài)設(shè)置里，要將發(fā)動機(jī)負(fù)荷設(shè)置為ign（即忽略）。

仿真建立的設(shè)置如下：

設(shè)置完后，開始仿真，過程圖如下：

3.仿真結(jié)果處理

首先，是NEDC規(guī)定的車速與時間的關(guān)系，見下圖：

然后，NEDCGearShiftTimes文件規(guī)定的換擋規(guī)律，見上圖：

最后，百公里油耗情況，見下圖：

4.結(jié)束語

發(fā)動機(jī)的燃油消耗率，一方面取決于發(fā)動機(jī)的種類、設(shè)計制造水平；另一方面又與汽車行駛時發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率有關(guān)。還與加速、減速、制動、怠速停車等工況以及汽車附件（如空調(diào)）的適用有關(guān)。在本文模型的基礎(chǔ)上，這些參數(shù)都可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，為整車的燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化提供一個途徑。

【參考文獻(xiàn)】

[1]余志生.汽車?yán)碚?機(jī)械工業(yè)出版社，2000.