汽車發動機匹配技術研究

劉科銘（1.云南交通職業技術學院，云南昆明　650101；2.職業技能培訓鑒定中心，云南昆明　650101）

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汽車發動機匹配技術研究

劉科銘1，2
（1.云南交通職業技術學院，云南昆明650101；2.職業技能培訓鑒定中心，云南昆明650101）

【摘 要】汽車是當前人們生活中常見的工具，隨著人們對汽車的需求越來越大，在汽車生產過程中也會越來越多地使用各種新技術。本文給出了汽車匹配技術的定義和發動機匹配的應用場合，從機械匹配和電氣匹配兩個方面介紹了發動機匹配項目中涉及的技術。其中，機械匹配還包括了發動機與變速器的選擇與匹配。

【關鍵詞】汽車發動機匹配技術機械匹配電氣匹配

發動機是汽車的關鍵部位，在汽車發動機的研究過程中，發動機匹配技術是一個關鍵內容，發動機匹配技術指的是在汽車生產過程中能夠合理地選擇發動機，從而使得發動機與其他部件之間的更加協調，能夠更好地發揮出發動機的性能，提高整個汽車的性能。

1　汽車發動機的匹配技術

在汽車設計中，汽車的各個部件發揮了不同的功能，所有的部件之間的相互協調是保持汽車穩定性和基本性能的一個重要前提。匹配指的是在汽車生產過程中合理地選擇發動機、變速箱等部件的類型以及參數，從而使得整個汽車的各個部件可以實現良好的組合，并且可以通過計算、仿真、實驗等手段來預估整個汽車的性能，使得整個車的動力、排放等各種指標能夠得到提升。

發動機和變速器的選型和匹配是汽車匹配技術應用的工作重點。發動機匹配指的是在發動機的選擇和安裝過程中可以根據發動機的基本情況實現各種參數的有效配置，從而使得發動機的性能得到優化，提高整個車輛的動力性能。一般來講，要進行發動機匹配主要是在兩個場合，一個是在設計新車型的時候，要開發新的動力系統，一個是對已有車型更換發動機或發動機國產化的時候需要對發動機技術進行匹配。發動機的匹配技術包括機械匹配與電氣匹配兩個部分。

2　發動機的機械匹配技術

2.1匹配計算

在匹配過程中必須要進行相應地計算，對各種參數進行確定，在發動機的機械匹配過程中，計算各種參數一般有三種方式，一種是手工計算，指的是根據汽車的驅動力以及行駛阻力的平衡圖來確定汽車在不同的檔位中的車速、加速能力、爬坡能力等，從而對變速器的不同傳動比對汽車性能的影響進行評價，確定各種參數。第二種是仿真計算，指的是在對汽車以及各個部件的模型進行設計的基礎上，將發動機以及變速箱等部件的性能參數輸入模擬軟件中，最后計算出汽車的動力性、經濟性、排放性能和制動性能等各種參數。這種方法可以在計算機上顯示出分析的報告以及各種結果的圖表顯示形式，反映出汽車中的任何一個參數對整個汽車系統以及性能的影響。當前在模擬過程中能夠使用較多的是CRUISE軟件。第三中是參數優化。指的是將汽車的動力、經濟性、排放性、制動性等參數作為目標函數，將發動機的功率、汽車變量、變速器的傳動比等參數作為變量，進行組合的過程，從而使得汽車能夠達到最優的性價比。

2.2設計與分析

第一，進行CAD設計。在現代汽車設計和開發的過程中，一般都需要經過模擬，會采用CAD軟件來設計汽車和部件的數字模型，從而對汽車的各種性能進行模擬。當前在汽車開發過程中常用的CAD軟件有UG、Pro/ENGINEER、CATIA等，CAD建模的方法主要有特征造型、用三坐標測量機進行逆向掃描等步驟。

第二，CAE分析。汽車CAE分析指的是借助專業軟件對汽車的各個參數進行測量的過程，主要分析的內容有發動機的噪聲、發動機的支撐分析、發動機的熱力學分析等內容。

第三，對主要的實驗項目進行確定。在對發動機進行匹配設計的時候，需要對幾個主要的項目進行確定，比如發動機和汽車臺架試驗；發動機噪聲與振動實驗，發動機處于懸置狀態時的振動頻率測量試驗、排氣系統的耐久性實驗等。

第四，開發裝配及維修工具和設計制造工藝。一般對于各種新設計的發動機和變速箱，都會配備夾具工具，針對一些新設計的發動機，也會開發各種對應的維修工具，比如OBD車載診斷儀器及其軟件，這些工具都可以在發動機中實現完美地配置，從而使得發動機的性能得到完善，用戶在使用汽車的時候能夠更好地掌握發動機的情況。

3　發動機的電氣匹配技術

3.1發動機管理系統

發動機管理系統指的是對發動機進行統一全面管理的系統，以發動機電子點火和電控汽油噴射系統為基礎，集合了發動機的電子控制噴射、排放控制、電子點火、起動 、防盜等各種功能，由于電子技術的快速發展，使得人們對發動機的性能的要求也不斷提高，比如發動機需要具備方便性、舒適性、高效性、經濟性等多種性能，因此也對應地產生了發動機管理系統，改善了發動機的各項性能指標。發動機管理系統包括多個部分，比如微處理器、傳感器、執行器等，通過傳感器對發動機的各個部分的狀態進行了解，然后經過微處理器進行計算、分析以及判斷，并且產生各種指令，使得發動機能夠完成各種操作。當前關于汽車發動機的管理系統各個國家也在加強研究，比較常見的有博世、西門子、德爾福、豐田等。

3.2發動機管理系統開發技術

發動機管理系統開發技術對于發動機的工作以及維護也有十分重要的作用，涉及多種新技術，比如計算機、自動控制、嵌入式系統等多個領域，在汽車的電氣控制系統中是最復雜的一種系統。當前很多汽車開發商在進行發動機匹配的時候，一般都不需要進行發動機管理系統的開發工作，因為很多發動機本身就已經帶有現成的發動機管理系統。進行發動機管理系統開發的過程主要包括以下幾個步驟。第一，在仿真計算平臺上采用可視化以及模塊化的方法建立相應的控制模型，然后進行相應的調試，調試結束之后可以將其編譯成為各種機械的執行代碼，將執行代碼下載到汽車電子控制單元中，就可以對汽車進行驅動和控制。

3.3車載網絡系統的開發

當前汽車的電氣系統的數量以及功能都不斷增多，電氣線束系統的復雜度越來越高，在工作過程中產生的損耗也越來越大，在汽車發動機的匹配過程中還應該要加強對車載網絡系統以及總線系統的開發，可以有效地降低汽車電氣系統的復雜程度。

4　結語

綜上所述，當前人們對汽車的需求越來越大，汽車開發也越來越多，在汽車開發過程中應該要加強各種匹配技術的應用，比如發動機匹配、變速箱匹配等，發動機匹配技術是汽車開發的重要部分，包括機械匹配與電氣匹配兩個部分，在開發的時候要加強模擬和計算分析，從而使得汽車的發動機性能得到提升。

參考文獻：

［1］張翔.汽車發動機匹配技術的研究［J］.上海汽車，2006（01）.

［2］嵇震宇，馬俊，田青，朱定芳.車載隨機振動隔離系統的優化設計［J］.安徽工學院學報，1989（04）.

［3］張翔，王佳，楊建中，蔡志標.發動機標定項目管理技術的研究（續2）［J］.天津汽車，2008（10）.