全球燃油资源持续紧缺，客户对汽车燃油经济性指标的需求也日趋严苛。要保证汽车满足必要的动力性的同时又尽可能工作在发动机经济区，在很大程度上取决于车辆发动机与传动系统的合理匹配。所以，如何对车辆进行动力传动系统的匹配才能最经济，已然成为汽车开发流程中必须解决的重要课题。

本文通过对多种发动机、变速器和驱动桥的排列组合对其动力性、经济性表现进行考究，遴选较为合理的进行重点优化，包括对发动机万有特性的优化，以达到降低燃油消耗的目的。

CRUISE模型搭建

1. 车辆使用工况市场调查

载货车市场驱动形式结构比例较稳定，4×2载货车占载货车整体市场的70%;16t级逐年升高，结构占比已超过50%。16吨级4×2载货车市场销售集中度较高，一汽、东风市场份额合计超过60%，江淮、福田各占15%左右。16 t级4×2载货车市场销售主要集中在江苏、山东、河北、广东和上海等省市，这些区域贸易发达，物资流通量大，为中型载货车发展提供了条件。

陕汽开发的16 t级4×2载货车瞄准了华东、东南沿海一带。该细分领域的用户对燃油经济性尤为关注，同时基于众多因素的考虑，我们选用的参考车型总重不超过16 t。

2. CRUISE模型搭建

借助陕汽的优势资源，加之充分的市场调查，本文选用车型的主要配置定为：5.5 t前轴，10 t后桥，底盘总长小于9 m，大箱内长6.8 m。该级别载货车市场普遍匹配的发动机为A_180.40、B_180.40和C_210.40，匹配的变速器型号为6DS80TA和DF6S65。根据选用车型的参数及配置，搭建CRISE模型。

3. 燃油经济性影响因素的对比

为了获取更为准确的发动机使用外特性，对台架实测发动机的转速、转矩、功率及油耗，基于ORIGIN专业软件绘制万有特性曲线，以保证更精确地描述车辆运行时发动机的工况点。

众所周知，在整车匹配层面影响燃油经济性的因素主要有发动机、变速器、驱动桥以及GVW。基于此，我们对5种发动机、6种变速器、5种驱动桥速比和2种GVW的DOE做了对比。

仿真结果分析

根据四种因素对比的DOE可以得出，发动机本身的万有特性对油耗的影响是相当大的，悬殊甚至在20%以上;其最大的因素在于整车工况点与油耗等高线的相对位置关系，其次是发动机本身的燃油消耗率;而等速油耗的测量本就是基于车辆能满足车速的最高档测量，对于所以变速器对比的结果也仅仅是变速器本身带不带的超速档的区别，油耗差别小于11%;对于该类型标载的载货车，油耗随驱动桥速比的减小呈下降趋势，最大差别为14%;GVW增加25%，其营运油耗增加4.8%。

对其中4种不同发动机的DOE(GVW分别为15.9T和19.9T，变速器型号6DS80TA、驱动桥速比3.7)进行分析，并描绘其随速度增加其工作点曲线(见图)，由此可知：

(1)增加载重量则增加负荷率，从15.9 t增加到19.9 t，负荷率平均增加2.21%;

(2)对于同一辆车，用次高档比用较高档需求同一车速时，需求的发动机转速更高，而燃油消耗率(Be)曲线沿转速方向翘曲向上发展，油耗增加;

(3)对于同样总重而速比匹配不同的车辆：等速时负荷相同(一般情况时负荷率不同，因为不同转速对应的转矩不同)，不同的速比像是将工况点沿着等功率线向左或者向右推移，一般情况下，沿转速递减的方向意味着Be的降低;

(4)如果当次高档在最低转速(先不论其转矩是否足够)都无法满足40 km/h，或者负荷率还是较低，油耗有进一步降低空间，那么可以考虑减小发动机功率，在满足动力性的前提下以提高其负荷率，降低燃油消耗。

最优模型与市场竞品对比

通过减小驱动桥速比，使车辆同样运行速度时发动机转速降低，工况点沿着等功率线斜向上移动，更加靠近经济区核心，同时发动机负荷率提升;为了满足因驱动桥速比的减小而导致的动力性下降，变速器增加了2个档位，1档速比由7.81增大为10.81，同时也保证了动力性。通过表可见，第三个模型较第一个模型(市场某竞品)油耗低，是优化成功的。

结论

在商用车燃油经济性能开发过程中，获得较为准确的发动机万有特性数据是比较重要的。本文利用软件建立模型，对可供选择的总成进行匹配计算，再对市场竞品进行模拟计算，相互对比通过对两者之间的差异，对即将开发的模型产品其参数、配置进行适应性调整，以得到较优的配置，保证产品的市场竞争能力。

另外，目前我们模拟的结果与试验的测试结果差距还是比较大的，而AVL工程师表明，经过多年的积累他们现在CRUISE模拟结果与试验结果的偏差为±1%;当然，模拟的趋势和各因素对油耗的影响走向也是毋庸置疑的，DOE结果的相对偏差量、偏差趋势是值得参考和研究的。