装载机发动机系统整车匹配技术探讨
发动机与整车匹配(冷却系统)
发动机冷却系统与整车匹配
组员
时间
2017.4.20
1
发动机冷却系统的研究
01 02
03 04
匹配总体步骤
冷却系匹配重要性
冷却系统结构
冷却系统开发
2
前
言
3
前
再好的发动机，如果整车匹配的 不好，也不会很好的发挥其作用。 因此，只有做好发动机整车匹配， 才会使发动机全面发挥作用。
言
4
现代人们对汽车的要求越来越高，客户 对各种配置、附件的要求也越来越多，通过 多年来对发动机系统整车匹配工作的积累， 工程技术人员对发动机整车匹配有了较高的 认识和理解。
9
冷却系统匹配的重要性
冷却系统是整车中 非常重要的一个系 统，将发动机工作 中产生的热量及时 散发到外界，使发 动机不至于过热， 发动机工作的温度，发动机才能发 挥出最佳性能，寿 命才最长
为了使发动机工作在最适合的温 度范围内，需要使冷却系统同发动机 达到最佳的匹配状态，即不使发动机 过热，也不至于过冷。
根据一般经验，膨胀箱 是安装在位置最低液位 处，应该超过散热器加 水口，保证散热器真空 阀正常开启
安装要求
膨 胀 箱 性 能 确 定
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膨胀箱性能确定
膨胀箱最低液位容量： C=E+0.25L 其中： E为膨胀箱空容量；
膨胀箱最高液位容量： H=C+6%Xsystem volume 膨胀箱总容量 Total=（5% X syetem volume+H） X 1.12
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详细设计参数
01 02 03
详细设计参数
04 05 06
详细设计参数
冷却常数确定
冷却常数是评估其冷却 性能的主要指标，在设 计开发的时候要求实际 冷却常数不大于设计冷 却常数，这样才能满足 发动机的散热要求。
重型商用汽车动力传动系统匹配研究
传动轴的作用：传 递动力，保证车辆
行驶稳定性
优化方法：采用有 限元分析方法，优
化传动轴结构
优化目标：提高传 动效率，降低噪音
和振动
优化效果：传动效 率提高10%，噪
音和振动降低 20%
汇报人：
变速变矩：实现车辆在不同行 驶条件下的变速和变矩
控制转向：通过转向系统控制 车辆的行驶方向
制动减速：通过制动系统实现 车辆的减速和停车
动力性：保证汽 车具有良好的加 速性能和爬坡能 力
经济性：降低燃 油消耗，提高能 源利用率
舒适性：减少振 动和噪音，提高 乘坐舒适性
可靠性：保证汽 车在各种工况下 都能正常工作， 减少故障率
传动轴的强度与刚度优化：通过优 化设计，提高传动轴的强度和刚度， 降低重量和成本
动力传动系统效 率的重要性
影响动力传动系 统效率的因素
提高动力传动系 统效率的方法
动力传动系统效 率优化的实际应 用案例
动力传动系统可 靠性的重要性
动力传动系统可 靠性的优化方法
动力传动系统可 靠性的影响因素
动力传动系统可 靠性优化在实际
氢燃料电池发动机：适用于新能源商用汽 车，具有低噪音、低排放等优点
生物柴油发动机：适用于重型商用汽车， 具有可再生、环保等优点
发动机功率与车 辆载荷的关系
发动机功率与车 辆速度的关系
发动机功率与车 辆燃油经济性的 关系
发动机功率与车 辆排放的关系
发动机与传动系统的匹配 原则
发动机与传动系统的匹配 方法
匹配原则：根据车辆使用环 境和工况进行匹配
匹配效果：提高了车辆的动 力性能和燃油经济性
改进措施：根据实际使用情 况对动力传动系统进行优化
轻型载货汽车动力匹配分析方法探寻
轻型载货汽车动力匹配分析方法探寻工作更可靠，耐久性好、壽命长；但振动及噪声较大，轮廓尺寸及质量较大，造价较高，冷起动困难，易冒黑烟。
随着柴油机在产品研制开发和制造工艺方面的不断完善，加之采用电控系统等辅助手段，实现排放指标可满足要求，冷起动困难等不利因素都逐步得以解决，但柴油机相对于汽油机满足排放要求所涉及的开发成本日趋大幅增高。
所以在汽油和柴油的选择上，伴随着车辆使用目的和装载质量不同，对于汽柴油的需求也有日趋明朗区分。
同时，汽油机与电控柴油机相比，不仅开发制造成本低，轮廓尺寸及质量较小、便于布置、振动及噪声较低，扭矩适应性较好等特点；同时，汽油机可以加改使用成本较低的天然气系统，一个发动机可使用两种燃料，不仅增加续驶里程，得到更好的排放效果，降低大气污染，还降低了用户使用成本，对于城镇短途运输及气源充足地区，具有很大市场空间。
2、气缸的排列型式按气缸排列型式，发动机又有直列、水平对置和V型等区别。
直列式的结构简单？维修方便、造价低廉、工作可靠、宽度小、易布置，对于轻卡车发动机排量一般在4L以下，都采用直列式。
3、发动机的冷却方式发动机有水冷式和风冷式之分。
水冷发动机冷却均匀可靠，散热好，气缸变形小，缸盖、活塞等主要零件的热负荷较低，可靠性高；能很好地适应大功率发动机的冷却要求；发动机增压后也易于采取措施（加大水箱、增加泵量）加强散热；噪声小；车内供暖易解决。
因此，绝大多数的汽车都采用了水冷发动机。
但其冷却性能受气温影响显著，设计时应考虑避免高温天气出现发动机过热的问题。
二、动力性匹配的理论汽车最高车速时，驱动力与行驶阻力平衡公式为驱动力=滚动阻力+空气阻力即Ft=Ff+Fw四、分析结论从上述计算结果看，在相同配置下，头档动力因素D1，汽柴油两款发动机基本相当；但最高车速，汽油机好于柴油机。
综合考虑这款总质量为2.5吨的载货汽车，从动力性上分析应选择汽油机作为整车的动力输出。
五、结束语本文依据汽车理论为基础，结合载货汽车实际车辆情况，不断修正相应系数，并在动力性试验当中得到了验证，从而说明程序结合实际的可用性。
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
精选课件
1
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）
精选课件
2
进排气系统和 冷却系统
精选课件
3
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 。
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 。
精选课件
27
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）。
(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。
精选课件
23
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
精选课件
24
发动机与整车驾驶性
精选课件
25
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。
探讨工程机械液压系统动力匹配及控制技术
安全技术/机械安全探讨工程机械液压系统动力匹配及控制技术随着科学技术的快速发展，越来越多的工程机械投入到工程建设当中。
其中工程机械液压动力系统的优化匹配控制技术就集合了目前多种理论与技术的一项高级系统技术。
本文结合笔者多年的从业经验，阐述了传统的技术设计，详细分析了工程机械液压系统动力匹配的机电一体化控制技术，就控制技术中的设计重点进行探讨，以供同行参考与借鉴。
机电一体化的主要技术是工程机械液压系统动力匹配和控制技术。
此技术很好地发动机、液压系统以及PLC控制技术连接在一起，在工作途中为机械提供持续稳定和可靠的性能。
相较于很多需要不停地工作的大型工程机械，此机电一体化技术它能够通过自动化给了工作人员很多的帮助，使得操作的时间变短，操作中的失误也减少，所以很多工程机械液压系统都普遍运用了此种技术。
以下我们针对此技术的发展以及成熟过程来讲述这门技术的设计特点，同时总结出此技术在发展途中遇到的一些问题。
1.传统的技术设计1.1.定量泵目前，很多小型机械经过快速发展形成了大型工程机械，而小型机械的定量泵设计一直按照系统的最大工作流量以及最大工作压力乘积经过计算转化后的系统最大输出功率只能同发动机的净功率一样或者小于。
此定量泵防止功率的利用系数偏低，所以不能满足大型工程机械的工作需求。
1.2.单泵恒功率控制技术及其特点针对两个弹簧弹力进行不同的设计，对变量泵的输出流量进行控制，这是单泵恒功率控制技术的特点。
当首个弹簧设定力承受到一定的系统压力时，降低了变量泵的排量；直至第二个弹簧的设定力被系统克服后，促使变量泵变量出现曲线变化。
此控制设计使得变量曲线上的工作流量乘以工作压力得出来的离散值接近一个常数。
此时就很好的利用了发动机的功率，并且确保了发动机不会由于过度承载导致熄火，从而暂停工作。
1.3.双泵或多泵恒功率控制技术及其特点有效地把发动机的功率分到每个泵是双泵或多泵恒功率控制系统中的主要以及困难的地方。
载货汽车的整车性能匹配分析
载货汽车的整车性能匹配分析作者：北汽福田汽车工程研究院吴学华来源：汽车制造业本文借助Cruise软件对某款中型货车进行了整车性能分析，并通过整车动力传动系统的优化匹配分析，为以后同类车型的改进和升级提供了依据。
随着排放法规的日益严格，燃油资源的紧缺，对于汽车的排放和经济性的要求也更加严格。
通常汽车的动力性、经济性和排放性能的评价是在汽车研制过程中由实车进行道路试验和台架试验后得出的。
汽车的动力性和经济性在很大程度上取决于发动机和整车传动系统的匹配是否合理，发动机与传动系统的匹配方案可能有很多种，如果每款方案都经过实车试验，会增加开发费用、延长设计周期，所以，我们有必要在产品开发设计阶段即没有试验样车的情况下，做好整车动力传动系统的匹配分析工作。
动力性和经济性评价指标汽车的动力性常用评价指标为最高车速、加速时间（包括直接档加速时间和原地起步连续换档至某一车速的加速时间）和最大爬坡度等；燃油经济性常用的评价指标有等速行驶百公里燃油消耗量和多工况循环行驶工况的百公里燃油消耗量。
整车性能分析下面以某款中型货车为例进行整车性能匹配分析。
该载货汽车是在已开发的某系列载货车型基础换装发动机及相关配置（离合器、变速箱）后，通过优化设计而成。
借助Cruise软件对该车型进行燃油经济性、动力性分析和评估。
根据载货汽车的整车布置明细建立整车仿真分析模型。
对设计部门提供的整车及部件参数进行完善处理后嵌入整车模型文件展开整车性能分析。
本项目仿真分析车辆载重情况为满载。
整车仿真分析模型如图1所示，基本参数如下：整车外形尺寸（长×宽×高）为8655mm×2482mm×2760mm，轴距4700mm，整备质量5400kg，满载质量12005kg，空气阻力系数0.75，车辆迎风面积5.4m2，发动机排量4.257L，标定功率105kW，标定转速2800r/min，怠速转速750r/min，变速箱各档速比分别为6.515、3.917、2.347、1.429、1.00、0.814、R6.061，主减速器速比为6.33。
《重型载货汽车动力总成悬置系统匹配分析及实验研究》范文
《重型载货汽车动力总成悬置系统匹配分析及实验研究》篇一一、引言随着物流业和运输业的快速发展，重型载货汽车在运输市场中的地位日益重要。
动力总成悬置系统作为影响汽车行驶平稳性和舒适性的关键部分，其匹配效果直接关系到车辆的性能表现。
因此，本文针对重型载货汽车动力总成悬置系统进行匹配分析，并通过实验研究验证其性能表现。
二、动力总成悬置系统概述动力总成悬置系统是连接发动机和车架的重要部件，其主要作用是减少振动和噪声的传递，保证发动机和车辆的平稳运行。
该系统包括悬置支座、减震器、橡胶衬套等部件。
合理的匹配动力总成悬置系统可以显著提高车辆的舒适性和稳定性。
三、动力总成悬置系统匹配分析（一）匹配原则动力总成悬置系统的匹配应遵循可靠性、经济性、适用性等原则，同时要考虑发动机的振动特性、车辆的行驶环境等因素。
（二）匹配要素1. 发动机参数：包括发动机的重量、尺寸、振动频率等。
2. 车辆参数：包括车架的刚度、载重等。
3. 悬置元件的选型：选择合适的悬置支座、减震器、橡胶衬套等。
4. 匹配优化：根据实际需求，对动力总成悬置系统进行优化设计。
四、实验研究（一）实验目的通过实验研究，验证动力总成悬置系统的匹配效果，分析其在实际使用中的性能表现。
（二）实验方法1. 实验设备：使用振动测试仪、加速度传感器等设备进行实验。
2. 实验步骤：安装动力总成悬置系统，进行实际道路测试和实验室振动测试，记录数据并进行分析。
（三）实验结果及分析1. 实验数据：记录发动机的振动数据、车辆的行驶平稳性数据等。
2. 数据分析：通过数据分析，评估动力总成悬置系统的减震效果、噪声控制效果等。
3. 结果讨论：根据实验结果，分析动力总成悬置系统的匹配效果，提出改进意见。
五、结论通过对重型载货汽车动力总成悬置系统的匹配分析及实验研究，我们可以得出以下结论：1. 合理的匹配动力总成悬置系统可以有效减少发动机的振动和噪声传递，提高车辆的行驶平稳性和舒适性。
2. 在选择动力总成悬置系统的过程中，应综合考虑发动机参数、车辆参数以及使用环境等因素，确保匹配的合理性和有效性。
多款发动机整车性能匹配方案对比分析.
多款发动机整车性能匹配方案对比分析王丽荣（北京欧曼重型汽车厂,北京怀柔红螺东路21#）摘 要：通过使用AVL-Cruise软件，对不同性能曲线发动机与整车的匹配分析，得出不同车速、路况、载重情况下，整车的动力性与经济性，并对分析结果进行对比分析，优选出最适合所要求条件下的匹配结果。
关键词：动力性、经济性、方案对比主要软件：AVL-Cruise前言：随着交通运输工业的迅速发展，载货汽车的作用变得越来越重要，而对载货汽车整车性能的要求也更加严格和实际.如何开发出性价比高的实用型载货汽车，满足不同使用条件下的用户要求给汽车设计开发人员提出了新的课题。
为了提升整车匹配分析的能力，我们公司利用AVL-Cruise软件在整车匹配分析方面的强大功能，在产品开发初期对整车动力性及经济性进行方案对比分析，取得了很好的成效。
1、任务的提出1.1提出的原因因潍柴发动机厂推出WD615.50工程版发动机，该工程版发动机在自卸车上和平板货车上匹配是否都会达到最好的效果，设计人员对此缺乏足够的依据。
为了对比此发动机与普通型WD615.50发动机在同一款车型上匹配后，其整车动力经济性的区别，以车型BJ3251和BJ1251为例，运用AVL-Cruise软件对两款发动机匹配后，分析其在不同载荷、车速、路况情况下，动力性、经济性的情况。
1.2 两款发动机的万有特性曲线普通型WD615.50发动机万有特性曲线 工程版WD615.50发动机万有特性曲线1.3 分析的项目（1）匹配两款发动机的整车在相同的各载荷条件下，分析其在30km/h、40km/h、50km/h、60km/h、70km/h稳定车速下整车经济性；（2）匹配两款发动机的整车在载荷分别为：12吨、40吨、50吨、60吨、70吨等工况下，分析最高车速、最大爬坡度、最大牵引力、超车加速能力和原地起步连续换档加速能力。
（3）匹配两款发动机的整车在六工况工况下的燃油经济性（4）匹配两款发动机的整车在最大坡度工况下的后桥扭矩输出校核2、分析过程2.1分析模型的建立Cruise软件模块化的建模理念使得用户可以便捷的搭建不同布置结构的车辆模型。
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装载机发动机系统整车匹配技术探讨
发表时间：2018-11-13T13:38:07.460Z 来源：《防护工程》2018年第18期作者：赵如愿1 王红丽2 黄文生3 [导读] 装载机工作效率高低主要取决于力量与速度的匹配是否合理，而其中整车牵引力与行驶速度都与动力传动系统的匹配合理性密切相关
赵如愿1 王红丽2 黄文生3 山推工程机械股份有限公司传动分公司山东省济宁市 272023；2.山东沃林重工机械有限公司山东省济宁市 272023；3.山推工程机械股份有限公司传动分公司山东省济宁市 272023；
1. 摘要：装载机工作效率高低主要取决于力量与速度的匹配是否合理，而其中整车牵引力与行驶速度都与动力传动系统的匹配合理性密切相关。
而动力传动系统的匹配主要就是发动机与变矩器共同工作后的输出特性在经过变速箱、车桥转换后所体现出的整机性能。
本文就装载机的动力传动系统及匹配作个简单的总结。
关键词：发动机；系统整车；匹配技术 1 概述
装载机动力传动系统主要由动力源和传动系构成，动力源主要包括发动机，传动系主要包括变矩器、变速箱、传动轴、车桥、轮胎（如图 1）。
整理厂家提供的发动机参数表（见表 1）（从怠速 n1一直到最大转速 n3） P —发动机功率，单位 k W ；n —发动机转速，单位 r/min ；T1 —发动机扭矩，单位 N m 。
n3 = (1+μ) ? n2μ —额定调速率，一般取 10% 。
在发动机最大转速 n3时，扭矩为 0，功率为 0 。
由于装载机在实际工作过程中，同时需要驱动各附件工作，包括发动机附件、变速泵、液压泵等，因此在进行匹配计算时，需要扣除该部分的扭矩。
根据在运输工况及作业工况时不同的扭矩扣除组合，从而得出相应扭矩T2和 T3 。
以发动机转速为横坐标，以扭矩和功率为纵坐标，可以绘制出以下曲线（如图 2）。
2整理厂家提供的变矩器参数表(见表2)(举例)
3 绘制发动机变矩器共同工作输入特性曲线与输出特性曲线
由于发动机飞轮与变矩器泵轮直接连接，因此发动机扭矩等同于泵轮扭矩，发动机转速等同于泵轮转速，将图 2 和图 4 绘制在同一坐标中就能得出发动机—变矩器共同工作输入特性曲线（如图 5）
接下来，我们需要判断选择的发动机与变矩器是否匹配合适。
运输工况时主要关注以下 3 点：（1）当 i=i0=0（失速点）时，变矩器的抛物线应交于发动机的外特性区段，使整机具有较大的起步力矩和一定的超载能力；（2）当 i=i*（高效点）时，变矩器的抛物线应交于发动机的额定扭矩点附近，以充分发挥发动机功率；（3）当 i=iM（偶合器工况，K=1）时，变矩器的抛物线应交于发动机调速特性接近满载的区段上，此时发动机的动力性和经济性均较好，并能利用发动机较高的转速，从而提升车辆的行驶速度。
作业工况时，变矩器抛物线应与发动机曲线相交，并且交点应低于最大扭矩点，保证发动机不熄火。
如果匹配结果能满足以上条件，说明发动机与变矩器匹配较为合理。
接下来开始计算发动机 - 变矩器共同工作输出特性，从图 5 的匹配曲线可以求得各交点所对应的泵轮转速与泵轮扭矩，再转换到涡轮参数，如表 3 。
4 结论
装载机发动机与液力变矩器匹配是否合理对装载机牵引特性与燃油经济性有着直接影响，目前常用的匹配方案主要有全功率匹配、部分功率匹配和折衷匹配等 [1-2] 其中全功率匹配是将发动机外特性转矩减去变速泵满载、转向泵与工作泵空载扭矩得到的净转矩与液力变矩器进行匹配，部分功率匹配是将发动机外特性转矩减去转向泵空载、变速泵与工作泵满载扭矩得到的净转矩与液力变矩器进行匹配，折衷匹配则认为匹配点选择在比发动机全功率匹配额定工作点转速大 50 r/min 左右比较合适。
由于装载机作业工况复杂，液压泵空载、有载、满载变化频繁，因此不论采用全功率匹配还是部分功率匹配，均不符合装载机实际作业情况，而采用折衷匹配随机性则更大。
参考文献：
[1]郭立群, 王登峰. 发动机系统整车匹配技术探讨[J]. 硅谷, 2008(17):128-129.。