整车动力总成匹配的设计能力建设同济大学.pdf

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整车动力总成匹配的设计能力建设The Design Ability for Vehicle Powertrain Integration同济大学汽车学院college of automotive engineeringTongji university倪计民博士、教授/博导Prof.Dr.Jimin NIemail：niwyxk@online.sh.cnnjmwjyx@hotmail.comTel：021-69589980，69584650M.T.：13916141614内容摘要：Abstract:本报告分析了我国整车开发过程中存在的问题，指出动力总成匹配能力建设的必要性以及具体内容，结合与企业开展科研合作的经验，就建立开发流程、实施项目管理、建立知识库和数据库、软件的应用、试验技术的支撑、计算结果的应用等方面进行分析。

The Problems which exist in the vehicle development of PR.

China,the necessity of the improving powertrain matchingability as well as the concrete contents has analyzed in thisreport.With the experience of the cooperation with enterprisesscientific research,the analysis is carried on the aspects suchas the establishment of development flow,the implementationproject management,the establishment of the knowledgelibrary and the database,the software application,theexperimental technology support,computed result applicationand so on.

内容：content:1.自主开发的问题和对策Independent development problem and countermeasure2.动力总成能力建设的必要性The necessity of the improving of powertrain matching ability3.开发流程和能力建设Development flow and ability improving4.知识库和数据库knowledge library and database5.软件选用the software application6.试验技术experimental technology7.设计技术design technology8.总结summary1.自主开发的问题和对策Independent development problem and countermeasure现象：Phenomenon1）产品的开发更多地还是停留在仿造或经验状态Product development remain the state of copy and rely on the experience2）开发产品时缺乏系统性和整体规划the lack of systematic and comprehensive planning in product development3）对产品开发的技术要求缺乏正确的判断the lack of correct judgments on the technical requirements of productdevelopment4）在开发过程中缺乏基础研究和技术支持the lack of basic research and technical support in the development process5）技术决策与管理偏差Technical decision-making and management of deviations6）对系统或零部件的优化匹配缺乏足够的重视the lack of sufficient attention to the optimization of parts of the systemmatching7）零部件（配套企业）基础薄弱Parts manufactures weak foundation对策countermeasure1）产品开发的总体规划和开发流程The product development planning and process2）整车、发动机厂产品开发的目标和定位The vehicle,engine plant product development targets3）“并联、同步”的开发模式“parallel connection,synchronization”model4）产、学、研合作的必要性The necessity of the industry,university and research institute cooperation5）相关部门之间以及与配套厂的协调The coordination of the relevant department6）模拟计算在产品和零部件设计开发中的应用The application of the simulation in the product development6）设计、计算、试制、试验技术之间的协调The coordination of the design,simulation,trial produce and test technology2.动力总成能力建设的必要性The necessity of the improving of powertrainmatching ability**汽车、发动机产量不断攀升Vehicle,engine output rising**对产品质量要求日益提高、价格日趋下降The increasing requirements of product quality,price downward trend**企业间竞争日趋强烈The increasingly strong competition betweenenterprises•企业、用户、政府对现代汽车的要求the vehicle requirements of the enterprises,the customs and thegovernment顾客可移动性主动安全被动安全舒适性个性化质量政府可靠性法规经济性排放油耗资源保护可再生噪声制造商降低成本（制造、研发）缩短研发时间创新•不同工作机械的运行特性Runing characteristics of work machinery•乘用车的运行特性passenger car operation characteristics•商用车的运行特性commercial vehicle operationcharacteristics•不同工作机械对动力特性的不同要求the requirements of different dynamic characteristics•发动机的特性场与工作机械的协调The coordination of the engine performance and the machinery在发动机Map图上的行驶时间分布Time distribution of driving on the engine map•整车性能与发动机性能的对应关系The correspondence between the vehicle and the engineperformance汽车发动机道路阻力发动机换气过程迎风阻力特性场工作过程加速阻力动态特性爬升阻力试验模态动力性经济性排放综合评价体系3.开发流程和能力建设Development flow and ability improving*整车动力总成匹配优化设计体系Vehicle powertrain matching optimal产品开发任务产品开发任务模拟计算试验技术设计工艺模型建立数据输入、调试、转鼓试验模拟计算验证台架试验零部件优化道路试验优化设计子系统优化产品定型验证试验批量生产4.知识库和数据库knowledge library and database**知识库：了解国内外最新的技术动态设计背景资料经验总结knowledge library:Understanding of the latest technological developmentsBackground information on designLessons Learned**数据库：国内企业几乎都存在的问题Database:Almost all domestic enterprises existing problems5.软件选用Software Application**可选用的商用软件很多The choice of many commercial software**功能的差异不明显The function difference is not obvious**软件的价格差异比较大Software prices differences is relatively large**25%的软件功能+75%的二次开发经验25%software function+75%secondary development experience**步骤：选软件choose software建模modeling数据输入调试data input and debug与参考机试验结果对比contrast to test results方案优化optimize optionsGT-DriveCruiseAMESimFASIenDyna…….

*某轻型客车车型计算模型a minibus model•整车动力总成可能的优化方案The optimal concept of vehicle powertrain可选零部件性能评价车型发动机主减速器变速箱载重评判指标传动比12座客车A型发动机1：5.375 A：4.17、2.24、空载单项15座客车B型发动机2：5.125 1.47、1.00、半载动力性、0.82AVL－柴油机3：4.875满载经济性、：B：3.61、2.08、4 4.556排放5：4.333 1.36、1.00、0.83综合指标C：4.2、2.24、1.37、1.00、0.76D：3.87、2.08、1.36、1.00、0.76•整车动力总成优化匹配综合评价指标Vehicle powertrain optimization comprehensive evaluation index*计算和评判流程Calculation and evaluation processes6.试验技术test technology•试验技术及与模拟计算的协调The coordination between the test and simulation（1）国家标准：定型检测，通用性较强，与模拟计算和设计所要求的试验并不协调National Standards:stereotypes detection,more universal,and the test forthe simulation and design is not required.

如发动机的特性场（n－Me）的转速和扭矩间隔、道路试验时同时测量车速和转速等。

For example:the speed and torque intervalby the road test at the same time measuring vehicle speed andengine speed,and so on.

（2）试验前需要根据模拟计算和设计规划试验大纲和数据测量Test plan and data measurement according to the simulation and designrequire.

•对计算结果的认证The verification to the simulation results•项目相关标准（道路试验、转鼓试验、台架试验）Correlative test standard**汽车道路试验方法通则GB/T 12534－1990**汽车滑行试验方法GB/T 12536－1990**汽车牵引性能试验方法GB/T 12537－1990**汽车爬陡坡试验方法GB/T 12539－1990**汽车加速性能试验方法GB/T 12543－1990**汽车最高车速试验方法GB/T 12544－1990**轻型汽车燃料消耗量试验方法GB19233-2003**乘用车燃料消耗量限值GB 19578-2004**轻型汽车污染物排放限值及测量方法（II）GB 18352.2－2001**轻型汽车污染物排放限值及测量方法（III、IV）GB 18352.3－2005**车用压燃式、气体燃料式发动机与汽车排气污染物排放限值及测试方法（中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段）GB 17691－2005**车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测试方法GB3847-2005**车用点燃式发动机及装用点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测试方法GB14762-2002……•各挡位等速百公里油耗曲线constant drive fuel consumption•模拟计算和试验技术的误差分析Simulation and testing error analysis出现描述实际现象的理论偏差（模型）、计算误差、试验误差等是不可避免的。需要对这些误差进行分析和评估，并作出正确的判断。

A deviation(model)of description of the actual phenomenon,the calculationerror,and testing error are inevitable.these errors are need to analyzed andassessed，and a correct judgment is needed.

1）理论和方法误差theory and method error（1）稳态特性场steady characteristic（2）参数确定（风阻系数、道路阻力系数等）parameters confirm（3）由滑行试验确定阻力determining resistance from coast down test2）计算误差（输入参数如特性曲线、试验条件等）simulation error3）试验误差testing error（1）试验系统误差（道路状况、测量仪器等）systematic error（2）测量误差measurement error（3）试验条件（滑行阻力试验时风向、道路等）testing condition（4）产品一致性product consistency4）计算与试验的条件simulation and testing condition（1）起步连续换档加速性能试验the shifting gears from standstill（2）车速与发动机对应转速关系corresponding of vehicle and engine speed7.设计技术Design technology**整车、发动机、零部件系统的集成和协调The system integration and coordination of vehicle,engine,parts and components**可能的方案和可行的方案Possible and feasible options**整车的布置和协调The layout and coordination in the vehicle**道路试验考核Road test•试验台架（>3500kg）test bench（>3500kg）•试验循环（>3500kg）Testing cycle（>3500kg）•转鼓试验台架（<3500kg）Roller test bench（<3500kg）•排放试验程序Emissions testing procedures8.总结summary**自主开发需要加强能力建设Independency development need to strengthen capacity。