模型建立

1.整车模型

本文选用的模型为一款MPV轻型柴油车，属M1类车型。其轴距为3 120 mm，整备质量为2 200 kg，满载质量3 100 kg，可承载人数为7～12。

2.发动机模型

此MPV车型搭载的发动机额定功率为100 kW，最大转矩为285 Nm。

3.传动系模型

本文建立的传动系模型包括变速器、主减与轮胎模块。其中，各模块基本参数如表所示。

4.不同换档模式

根据对汽车加速换档前后发动机转速的不同，对以下4种换档模式进行分析:

(1)换档模式1 升档前转速全为1 900 r/min;

(2)换档模式2 升档前转速全为2 500 r/min;

(3)换档模式3 升档后转速全为1 200 r/min;

(4)换档模式4 升档后转速全为1 600 r/min。

仿真结果分析

1.动力性分析

动力性分析结果表明，升档后转速越高，加速时间越小，动力性越好。即延迟升档，有利于动力性提升。

2.经济性及烟度分析

(1)等速工况分析

由等速油耗结果可知：相同档位，车速越低，油耗越低;相同车速，档位越高，油耗越低。即提前升档，有利于经济性。等速工况点在万有特性图中分布如图1所示

从烟度值分布来看，1 700～2 700 r/min为发动机烟度值较高区域，为减小烟度排放，应尽量避开此区域。对于该车型，由等速工况烟度分布结果可知，6档80 km/h烟度高于5档120 km/h,即位于中等转速、中等负荷区域的工况时，烟度明显偏大(见图2)。

(2)循环工况分析

在经济性方面，升档后转速越高，循环油耗越大，经济性越差，即提前升档有利于经济性;在烟度方面，与经济性趋势相同，升档转速越高，烟度越大。总体而言，提前升档有利于烟度排放。NEDC循环中，按照国标规定换档模式和换档模式2烟度及油耗最高，换挡模式3最低。

由图3可知，国标规定换挡模式与换挡模式2相比，仅70 km/h等速时档位不同，根据之前等速油耗及烟度分析，4档70 km/h等速油耗高于5档，烟度与5档相当。所以国标规定换档模式油耗小于换档模式2，烟度相当。

换档模式3在循环中所用档位较高，油耗及烟度较小，体现出提前升档，有利于油耗及烟度排放。

由图4可知，换档模式3有多处工况负荷为1，表明动力性不足;换档模式1有1处工况负荷为1，动力性比换档模式3稍好，但仍显不足;其余模式发动机负荷没有到全负荷，动力性较好。

由推荐城市循环负荷对比图可知，换档模式1及换档模式3在某些加速工况处于全负荷状态，表明动力性不足;其余模式动力性较好。

结论

(1)换档模式1(升2档后转速为1 200 r/min) 相较于换档模式2(升2档后转速为

1 600 r/min) ，油耗减小约10%，烟度减小约23%;但动力性降低约36%，换档模式1在加速时动力不足。

(2)换档模式3(升档后转速全为1 200 r/min) 相较于换档模式4(升档后转速全为1 600 r/min) ，油耗减小约8.8%，烟度减小约26.7%;但动力性降低约53.2%，换档模式3在加速时动力不足。

(3)对于经常行驶在烟度值较大工况的车辆，需要定期运行高速工况，避免催化器积烟问题。

总体来看，提前升档动力性降低，而车辆的经济性和烟度值得到优化。