基于CRUISE的冷起动条件下的燃油经济性仿真分析

作者:贺子龙 刘闪闪 韩震 文章来源:安徽江淮汽车股份有限公司 发布时间:2014-03-06
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以某款轿车为例,在热机循环模型基础上通过添加策略,从而实现冷机循环模型的搭建,且按此计算获得的冷机循环油耗与试验结果比较吻合。

Cruise是一款可模拟车辆动力性、燃油经济性和排放等整车性能的仿真软件。其计算时所用的发动机性能数据经台架标定获得,而台架标定试验条件为热机状态,按照NEDC工况计算获得的结果因此为热机油耗。这与GB18352.3-2005规定的测试循环中发动机的工作状态是不同的。本文以某款轿车为例,结合整车标定在冷起动和暖机阶段对燃油的修正策略,在热机循环模型的基础上实现冷机循环的油耗仿真及分析。

热机循环性能确认

1. 热机循环仿真模型搭建

在Cruise中添加车辆、发动机、变速器、主减速器和轮胎等部件,并设置相应的总线连接,建立手动前置前驱(FF)模型(见图1)。

2. 热机循环仿真结果修正

在各部件中输入相关参数,设置油耗计算任务,将计算结果与试验值对比,通过对部分参数,如传动系效率等进行调整,实现对模型的修正。计算结果相比试验值误差在±3%范围内,满足精度要求(见表1)。

冷机循环性能分析

1.冷机油耗计算原理

车辆在起动和暖机过程中,为了使发动机维持运转而不出现停机,并且迅速提高排气温度,使催化转化器和氧传感器尽快达到工作温度,改善排放及燃油特性,需要提供较浓的混合气,此时的喷油量相比热机状态会增加。且随着发动机水温的升高,喷油量修正因子逐渐减小,至发动机正常工作时,不再额外修正。

基于上述原理,可在热机循环模型的基础上添加对冷起动和暖机阶段油耗量的修正,即可实现冷机循环的仿真。从本车型试验结果中采集数据,处理后获得燃油修正因子(见图2)。

2. 冷机循环模型搭建

激活发动机部件中的“FC Coefficient External”选项,并添加Function部件。“FC Coefficient External”的功能是在计算的原始油耗量的基础上乘以燃油修正因子作为修正后的油耗量。同时,在Function部件中编写与该车型整车标定相符的策略,并添加对应的总线连接,从而建立冷机循环仿真模型(见图3)。

3. 整车冷机性能分析

图4为冷机循环与热机循环的油耗量对比,燃油按设置策略进行了修正。计算结果与试验偏差1.5%,误差在±3%范围内。同时,计算的冷机油耗相比热机油耗高7.8%(见表2)。

结语

通过添加Function部件,编辑与整车排放标定相符的策略,并进行相应的总线连接,可实现冷机循环油耗的仿真分析。

因匹配车型不同,冷起动燃油修正因子存在一定差异。如要统一各车型的燃油修正因子,还须进行大量的数据采集和分析。

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