高速柴油机与某SUV车传动系统匹配研究

【摘要】能源紧缺和环境恶化问题是当下全球最棘手的问题之一，各行各业都在努力探索，寻求缓解之计。对于庞大的汽车行业，最主要的表现就是各国政府对能源法规和排放法规的不断推进。这些法规则形成一支无形的指挥棒，促使汽车行业将节能减排的目标摆在最突出位置。目前，国内外围绕着汽车节能减排技术的研究有很多，涉及汽车的方方面面，汽车动力传动系统匹配就是其中之一。汽车动力传动系统包括动力系统和传动系统，汽车动力传动系统匹配优化就是根据车型特点，对发动机性能及其与传动系统的匹配进行优化，达到改善整车性能的目的。本文研究的主要内容是柴油机与SUV车传动系统的匹配问题。以汽车行驶基本理论为指导，考虑到SUV车型的特点，结合课题组的2.0TCI高压共轨柴油机新型燃烧系统开发及标定的项目，确定了匹配目标和方法，进行了相关试验和仿真研究，最终改善了整车性能。本文首先通过相关台架试验对选定的发动机进行性能改进，主要包括改善发动机的外特性和万有特性两个方面。柴油发动机的性能取决于缸内燃烧过程，而在运转条件一定时，影响柴油机燃烧过程的因素主要是燃油的喷雾特性与燃烧室内气流的匹配情况。所以，通过不同燃烧室形状、不同喷油器、不同喷油器垫片厚度以及不同增压器等对比试验，对燃烧系统参数进行协调，使喷雾特性与进入燃烧室内的气流匹配良好，综合提高了发动机性能。为了进一步改善发动机外特性，以VNT替代原普通增压器，从而兼顾了发动机高低速转矩特性，提高了整车的加速能力；为了进一步改善发动机万有特性，对发动机实施有效的EGR，实现EGR与VNT的协调控制，从而大幅降低了NOX排放。在此基础上，以某SUV底盘为参考，借助GT-DRIVE仿真软件进行整车性能仿真，考查匹配改进后的发动机的整车性能。仿真结果表明，发动机改进后，在经济性变化不大的前提下整车动力性和排放性均有改善，。发动机性能优化后，研究底盘传动比参数对整车各性能的影响，并利用GT-DRIVE自带的DOE优化模块对底盘参数进行了优化，选取市面上同类车型常用的现有传动系统中与DOE结果最接近的传动比参数作为优化后底盘参数，使整车在保证一定动力性的前提下尽量改善燃油经济性，同时兼顾一定的排放性，最终达到改善整车性能的目的。
【作者】张淼淼；
【导师】林学东；
【作者基本信息】吉林大学，动力工程，2014，硕士
【关键词】柴油机；动力传动系统匹配；仿真；DOE；优化；

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