發(fā)動機(jī)與整車匹配技術(shù)要點.ppt

,發(fā)動機(jī)與整車匹配技術(shù)要點,蔣宇翔 汽車工程研究院 發(fā)動機(jī)技術(shù)中心總工程師 2006-4-8,發(fā)動機(jī)與整車匹配技術(shù)要點,進(jìn)排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng) 發(fā)動機(jī)與整車性能 發(fā)動機(jī)與整車駕駛性 發(fā)動機(jī)與整車匹配（標(biāo)定）,進(jìn)排氣系統(tǒng)和 冷卻系統(tǒng),進(jìn)氣系統(tǒng),主要部件： 節(jié)氣門 - ECU控制進(jìn)氣量。 節(jié)氣門閥傳感器 - 為ECU提供閥門開啟位置。 進(jìn)氣管 - 穩(wěn)壓，導(dǎo)流。 VIM (可變進(jìn)氣) - 不同轉(zhuǎn)速時，改變進(jìn)氣行程。 增壓器 - ECU控制增加進(jìn)氣量。 中冷器 - 冷卻進(jìn)氣，增加進(jìn)氣量。,排氣系統(tǒng)簡圖,排氣歧管,諧振器,消音器,三元催化器,尾管,氧傳感器,排氣系統(tǒng),主要部件： 排氣歧管 - 收集廢氣，加熱快。 三元催化器 - 控制排放。 消音器 - 消除由于熱氣膨脹引起的噪音。 氧傳感器 - 用于排放和燃油控制。 懸置 - 用于固定整個系統(tǒng)。注意NVH。 隔熱擋板 - 防止輻射熱影響熱敏感部件。,冷卻系統(tǒng)簡圖,溢流灌,加熱器,水套,水泵,散熱器,控溫器,水管,水管,冷卻系統(tǒng),主要部件： 水泵 - 推動冷卻液。 水套 - 冷卻發(fā)動機(jī)缸體和缸蓋。 散熱器 - 將冷卻液的熱散到空氣中。 控溫器 - 控制冷卻液溫度。 壓力蓋 - 維持冷卻系統(tǒng)內(nèi)的壓(1517psi)。 加熱器 - 利用冷卻液的熱量供暖。 溢流罐 - 允許冷卻液的收縮和膨脹。,發(fā)動機(jī)與整車性能,車輛性能定義,車輛性能包括以下幾個方面： (1) 車輛加速性能 (2) 換擋性能 (3) 聲音質(zhì)量 (NVH) (4) 加速器控制特性 以上四項是對車輛性能進(jìn)行評價的重要指標(biāo). 改善這些指標(biāo)對顧客滿意度有決定性影響.,車輛加速性能,傳統(tǒng)的性能被定義為加速性能： 車輛從一個速度加速到另一個速度的快慢。比如從 0 到 60 英里/小時的時間。 例如: Viper 4.6 秒. 裝備 491 的車輛: 20 秒. 0 到 60 英里/小時的時間是在節(jié)氣門全開時測得的.,衡量加速性能的四個最重要方面,四個衡量加速性能的指標(biāo): (1) 超車時好的加速性能。 (2) 并入高速公路時的加速性能。 (3) 進(jìn)入主街時的加速性能。 (4) 從靜止開始的加速性能。,超車 (55mph 75mph),并入高速公路 (35mph55mph),進(jìn)入主街,從靜止開始加速,停車場,顧客關(guān)心的性能,和發(fā)動機(jī)有關(guān)的 (1) 加速遲緩，速度急變。 (2) 性能不良，缺乏動力。 和自動變速箱有關(guān)的 (1) 駕駛時換擋過早。 (2) 換擋時間太長。,車輛性能模型,加速 重量, 道路負(fù)載, 牽引力 加速控制 踏板力, 踏板工效學(xué), 踏板行程 換擋特性 換擋反應(yīng), 換擋質(zhì)量, 換擋時間進(jìn)程 聲音特性 噪聲級, 聲音質(zhì)量,加速控制,腳的轉(zhuǎn)角與節(jié)氣門閥的開度的關(guān)系影響顧客滿意度。 小轉(zhuǎn)角對大開度 車速急變。 大轉(zhuǎn)角對小開度 難于控制，缺乏動力。 如果大部分節(jié)氣門閥的開度在踏板運(yùn)動的前期被用完，剩下的開度將無法滿足以后更多的加速要求。從而使顧客感到加速緩慢。,發(fā)動機(jī)扭矩和功率,汽車制造商通過以下手段持續(xù)改進(jìn)發(fā)動機(jī)功率和燃油經(jīng)濟(jì)性 (1) 增加排量 (2) 增加壓縮比 (3) 在每個汽缸注入更多空氣和燃油，如渦輪增壓 (4) 冷卻進(jìn)氣 (5) 進(jìn)氣更容易 (6) 出氣更容易 (7) 降低車身重量 (8) 改進(jìn)燃油控制,換擋特性,換擋反應(yīng) 換擋延遲和延續(xù) 換擋質(zhì)量/感覺 發(fā)動機(jī)速度改變時扭矩擾動能夠平穩(wěn)地傳遞。 換擋進(jìn)程 提供平穩(wěn)的，連續(xù)的和可預(yù)見的發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。匹配動力系統(tǒng)的動力輸出和加速要求。進(jìn)程是由電控單元控制的。,聲音特性 - NVH,駕駛員聽到和感覺到的噪音，振動，刺耳聲由以下因素組成： (1) 風(fēng)噪聲 (2) 路面噪聲 (3) 動力系統(tǒng) NVH 動力系統(tǒng) NVH 顧客對振動和源自動力系統(tǒng)的聲音的感知。 會給顧客一種有力和省勁的感覺。 可以調(diào)到與所希望的品牌特性一致。,來自發(fā)動機(jī)艙的噪音,發(fā)動機(jī)噪音 變速箱噪音 進(jìn)氣管噪音 排氣管噪音 附件噪音 例如：風(fēng)扇，水泵等,發(fā)動機(jī)與整車駕駛性,什么是駕駛性,是動力系統(tǒng)，車輛和顧客之間互相作用的結(jié)果。 駕駛性所關(guān)注的運(yùn)行狀態(tài)： 啟動，怠速，加速，巡航，或減速。 一個共同關(guān)注的焦點是發(fā)動機(jī)的扭矩和速度的變化所帶來的影響。 瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)時的加速反應(yīng)和平順性。 車輛對駕駛員的踏板輸入和鑰匙啟動的反映。,駕駛性和 NVH,噪聲和振動是傳給駕駛員的關(guān)于駕駛性的重要信息。 傳播的媒介是空氣和車體。 噪聲源包括 (1) 發(fā)動機(jī): 進(jìn)氣, 燃燒, 排氣 (2) 發(fā)動機(jī)前端附件: 風(fēng)扇, 壓縮機(jī), 發(fā)電機(jī), 水泵等。 (3) 變速箱: 齒輪, 檔位選擇器, 閥。 (4) 外部環(huán)境: 風(fēng), 過往車輛, 輪胎/路面條件。,顧客聽到和感覺到了什么?,靜止時 - 難于啟動或失速（死機(jī)）。 - 怠速太高，太低或不平穩(wěn)。 - 停車熄火而引起的振動。 運(yùn)動時 - 加速遲緩。 - 加速不穩(wěn)（忽快忽慢）。 - 穩(wěn)態(tài)時的喘振。 - 減速不穩(wěn)（忽快忽慢）。,什么引起對駕駛性的擾動?,發(fā)動機(jī)扭矩的增加和減少引起對駕駛性的擾動。 扭矩的變化是由發(fā)動機(jī)速度或進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣量的變化而引起的。 動力系和車輛其它系統(tǒng)對扭矩擾動增加的反應(yīng)是振動和噪音的增加。,發(fā)動機(jī)懸置,剛度小(軟)對隔離和衰減高頻振動和高頻扭矩事件(20 Hz)較好。 剛度大(硬)對動力系統(tǒng)的操作管理較好，例如換檔(20 Hz)。如果懸置太軟，動力系統(tǒng)在換檔過程中將會有低頻高幅振動。 懸置的自然(固有)頻率必須不同于鄰接的系統(tǒng)或部件。合適的頻率錯位可以避免振動的疊加倍增并使振動衰減。,發(fā)動機(jī)懸置實例（C2項目）,右,左,左,右,左,右,(1),(2),(3),后,3點懸置,2點懸置,4點懸置 NVH好,橫拉桿,中橫梁,后,后,NVH評估,設(shè)計 1 需要非常硬的懸置來控制扭矩和側(cè)傾。部分載荷和怠速時，NVH不好。 懸置上承載較大，影響耐久性。 設(shè)計 2 NVH一般。 垂直方向的剛度只來自左右懸置，影響耐久性。 (垂直方向須承受三個重力加速度)。 設(shè)計 3 允許用較軟的懸置， NVH好。,三種降低NVH的方法,通過改變重量來改變系統(tǒng)和部件的自然頻率。使諧振頻率落在顧客注意不到的范圍。不同于與其它部件或動力系轉(zhuǎn)動部件的旋轉(zhuǎn)頻率。 例如：懸架采用不同的鋼材。 加阻尼 例如：在排氣管上和機(jī)油盤上加重量。 阻止擾動從一個部件傳到另一個部件。 (1) 采用較軟的連接 例如：發(fā)動機(jī)和排氣管的軟連接可以隔離來自發(fā)動機(jī)的扭矩擾動。 (2) 可能需要增加間隙以防止零部件相碰。,底盤和車體,是噪聲和振動通過的路徑，從傳動系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)到駕駛員。 底盤有四條路徑可讓擾動傳到駕駛員 (1) 椅背的振動 (2) 方向盤的振動 (3) 車身板的振動 (4) 通過車內(nèi)空間和部件傳遞的聲音和壓力波,實例 發(fā)動機(jī)和變速箱匹配錯誤,一卡車裝備有一發(fā)動機(jī)和一自動變速箱。 發(fā)動機(jī)滿負(fù)荷時，變速箱無法掛第四檔。 車輛加速性能差。 液力變矩器打滑過度。 變速箱油溫超常。 變速箱壽命減少。 原因：發(fā)動機(jī)應(yīng)配手動變速箱而非自動變速箱。,收集顧客滿意度信息數(shù)值,分析保修系統(tǒng) (AWS) 一個用于收集保修和車輛維修信息的數(shù)據(jù)庫。 全球質(zhì)量研究系統(tǒng) (GQRS) 通過調(diào)查和跟蹤，收集顧客反饋意見。全球質(zhì)量研究系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是和TGW(Things Gone Wrong)結(jié)合在一起用的。 TGW(Things Gone Wrong) 對設(shè)計和生產(chǎn)過程中出了問題的事件進(jìn)行分析和存檔。,發(fā)動機(jī)與整車匹配,發(fā)動機(jī)與整車匹配開發(fā),對整車匹配時所使用的發(fā)動機(jī)，進(jìn)排氣系統(tǒng)需要與在發(fā)動機(jī)匹配時一致，否則發(fā)動機(jī)試驗必須重新進(jìn)行。 發(fā)動機(jī)的功率和扭矩必須滿足整車的要求。 第一階段：歐IV匹配。 內(nèi)容：基本匹配，粗調(diào)，精調(diào)，環(huán)境試驗，車隊試驗。 第二階段：EOBD匹配。 內(nèi)容：電路連接檢查，合理性檢查，燃油系統(tǒng)檢查，氧