发动机与整车匹配技术要点

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,*,*,发动机与整车匹配技术要点,蒋宇翔,汽车工程研究院,发动机技术中心总工程师,2006-4-8,发动机与整车匹配技术要点,进排气系统和冷却系统,发动机与整车性能,发动机与整车驾驶性,发动机与整车匹配（标定）,进排气系统和,冷却系统,进气系统,主要部件：,节气门 -,ECU,控制进气量。,节气门阀传感器 - 为,ECU,提供阀门开启位置。,进气管 - 稳压，导流。,VIM (,可变进气) - 不同转速时，改变进气行程。,增压器 -,ECU,控制增加进气量。,中冷器 - 冷却进气，增加进气量。,排气系统简图,排气歧管,谐振器,消音器,三元催化器,尾管,悬置,氧传感器,排气系统,主要部件：,排气歧管 - 收集废气，加热快。,三元催化器 - 控制排放。,消音器 - 消除由于热气膨胀引起的噪音。,氧传感器 - 用于排放和燃油控制。,悬置 - 用于固定整个系统。注意,NVH。,隔热挡板 - 防止辐射热影响热敏感部件。,冷却系统简图,溢流灌,加热器,水套,水泵,散热器,控温器,水管,水管,冷却系统,主要部件：,水泵 - 推动冷却液。,水套 - 冷却发动机缸体和缸盖。,散热器 - 将冷却液的热散到空气中。,控温器 - 控制冷却液温度。,压力盖 - 维持冷却系统内的压(1517,psi,)。,加热器 - 利用冷却液的热量供暖。,溢流罐 - 允许冷却液的收缩和膨胀。,发动机与整车性能,车辆性能定义,车辆性能包括以下几个方面：,(1) 车辆加速性能,(2) 换挡性能,(3) 声音质量,(NVH),(4),加速器控制特性,以上四项是对车辆性能进行评价的重要指标.,改善这些指标对顾客满意度有决定性影响,.,车辆加速性能,传统的性能被定义为加速性能：,车辆从一个速度加速到另一个速度的快慢。比如从,0,到 60 英里/小时的时间。,例如:,Viper 4.6,秒.,装备 491 的车辆: 20 秒,.,0,到 60 英里/小时的时间是在节气门全开时测得的,.,衡量加速性能的四个最重要方面,四个衡量加速性能的指标,:,(1),超车时好的加速性能。,(2),并入高速公路时的加速性能。,(3),进入主街时的加速性能。,(4),从静止开始的加速性能。,超车,(55mph,75mph),并入高速公路,(35mph,55mph),进入主街,从静止开始加速,停车场,顾客关心的性能,和发动机有关的,(1),加速迟缓，速度急变。,(2) 性能不良，缺乏动力。,和自动变速箱有关的,(1),驾驶时换挡过早。,(2),换挡时间太长。,车辆性能模型,加速,重量,道路负载,牵引力,加速控制,踏板力,踏板工效学,踏板行程,换挡特性,换挡反应,换挡质量,换挡时间进程,声音特性,噪声级,声音质量,加速控制,脚的转角与节气门阀的开度的关系影响顾客满意度。,小转角对大开度,车速,急变。,大转角对小开度,难于控制，缺乏动力。,如果大部分,节气门阀的开度在踏板运动的前期被用完，剩下的开度将无法满足以后更多的加速要求。从而使顾客感到加速,缓慢。,发动机扭矩和功率,汽车制造商通过以下手段持续改进发动机功率和燃油经济性,(1),增加排量,(2) 增加压缩比,(3) 在每个汽缸注入更多空气和燃油，如涡轮增压,(4),冷却进气,(5),进气更容易,(6),出气更容易,(7),降低车身重量,(8),改进燃油控制,换挡特性,换挡反应,换挡延迟和延续,换挡质量/感觉,发动机速度改变时扭矩扰动能够平稳地传递。,换挡进程,提供平稳的，连续的和可预见的发动机运行状态。匹配动力系统的动力输出和加速要求。进程是由电控单元控制的。,声音特性,-,NVH,驾驶员听到和感觉到的噪音，振动，刺耳声由以下因素组成：,(1),风噪声,(2) 路面噪声,(3) 动力系统,NVH,动力系统,NVH,顾客对振动和源自动力系统的声音的感知。,会给顾客一种有力和省劲的感觉。,可以调到与所希望的品牌特性一致。,来自发动机舱的噪音,发动机噪音,变速箱噪音,进气管噪音,排气管噪音,附件噪音,例如：风扇，水泵等,发动机与整车驾驶性,什么是驾驶性,是动力系统，车辆和顾客之间互相作用的结果。,驾驶性所关注的运行状态：,启动，怠速，加速，巡航，或减速。,一个共同关注的焦点是发动机的扭矩和速度的变化所带来的影响。,瞬态和稳态时的加速反应和平顺性。,车辆对驾驶员的踏板输入和钥匙启动的反映。,驾驶性和,NVH,噪声和振动是传给驾驶员的关于驾驶性的重要信息。,传播的媒介是空气和车体。,噪声源包括,(1),发动机,: 进气,燃烧, 排气,(2),发动机前端附件,:,风扇, 压缩机,发电机, 水泵等。,(3),变速箱,: 齿轮,档位选择器, 阀。,(4),外部环境,: 风,过往车辆, 轮胎,/,路面条件。,顾客听到和感觉到了什么?,静止时,-,难于启动或失速（死机）。,-,怠速太高，太低或不平稳。,-,停车熄火而引起的振动。,运动时,-,加速迟缓。,-,加速不稳（忽快忽慢）。,-,稳态时的喘振。,-,减速不稳（忽快忽慢）。,什么引起对驾驶性的扰动,?,发动机扭矩的增加和减少引起对驾驶性的扰动。,扭矩的变化是由发动机速度或进入发动机的空气量的变化而引起的。,动力系和车辆其它系统对扭矩扰动增加的反应是振动和噪音的增加。,发动机悬置,刚度小(软)对隔离和衰减高频振动和高频扭矩事件,(20 Hz),较好。,刚度大(硬)对动力系统的操作管理较好，例如换档,(20 Hz)。,如果悬置太软，动力系统在换档过程中将会有低频高幅振动。,悬置的自然(固有)频率必须不同于邻接的系统或部件。合适的频率错位可以避免振动的叠加倍增并使振动衰减。,发动机悬置实例（,C2,项目）,右,左,左,右,左,右,(1),(2),(3),后,3点悬置,2点悬置,4点悬置,NVH,好,横拉杆,中横梁,后,后,NVH,评估,设计 1,需要非常硬的悬置来控制扭矩和侧倾。部分载荷和怠速时，,NVH,不好。,悬置上承载较大，影响耐久性。,设计 2,NVH,一般。,垂直方向的刚度只来自左右悬置，影响耐久性。 (垂直方向须承受三个重力加速度)。,设计 3,允许用较软的悬置，,NVH,好。,三种降低,NVH,的方法,通过改变重量来改变系统和部件的自然频率。使谐振频率落在顾客注意不到的范围。不同于与其它部件或动力系转动部件的旋转频率。,例如：悬架采用不同的钢材。,加阻尼,例如：在排气管上和机油盘上加重量。,阻止扰动从一个部件传到另一个部件。,(1),采用较软的连接,例如：发动机和排气管的软连接可以隔离来自发动机的扭矩扰动。,(2),可能需要增加间隙以防止零部件相碰。,底盘和车体,是噪声和振动通过的路径，从传动系统和排气系统到驾驶员。,底盘有四条路径可让扰动传到驾驶员,(1),椅背的振动,(2),方向盘的振动,(3),车身板的振动,(4),通过车内空间和部件传递的声音和压力波,实例 发动机和变速箱匹配错误,一卡车装备有一发动机和一自动变速箱。,发动机满负荷时，变速箱无法挂第四档。,车辆加速性能差。,液力变矩器打滑过度。,变速箱油温超常。,变速箱寿命减少。,原因：发动机应配手动变速箱而非自动变速箱。,收集顾客满意度信息数值,分析保修系统 (,AWS),一个用于收集保修和车辆维修信息的数据库。,全球质量研究系统,(GQRS),通过调查和跟踪，收集顾客反馈意见。全球质量研究系统的数据是和,TGW(Things Gone Wrong),结合在一起用的。,TGW(Things Gone Wrong),对设计和生产过程中出了问题的事件进行分析和存档。,发动机与整车匹配,发动机与整车匹配开发,对整车匹配时所使用的发动机，进排气系统需要与在发动机匹配时一致，否则发动机试验必须重新进行。,发动机的功率和扭矩必须满足整车的要求。,第一阶段：欧,IV,匹配。,内容：基本匹配，粗调，精调，环境试验，车队试验。,第二阶段：,EOBD,匹配。,内容：电路连接检查，合理性检查，燃油系统检查，氧传感器老化，催化器老化检测，失火检查，故障码管理，检测工具界面检查。,整车匹配,时间：18个月。,欧,IV,匹配费用：30,0,万（不含,OBD,）。,主要标定工作：,发动机台架基础标定（1个月）,整车驾驶性综合标定（道路试验）,车辆环境适应性标定（三高环境）,整车各种工况排放调试,欧,IV,工况排放标定,OBD,标定（6个月）,OBD,匹配费用：280万。,