田杰安、馬磊

（鄭州宇通客車股份有限公司 450061)

城市客車動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性改進(jìn)設(shè)計(jì)

田杰安、馬磊

（鄭州宇通客車股份有限公司 450061)

汽車的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性作為評(píng)價(jià)汽車性能的兩個(gè)重要指標(biāo)，一直以來都是汽車公司追求的目標(biāo)之一。當(dāng)然，城市客車的使用環(huán)境對(duì)加速性能有著更為嚴(yán)格的要求。經(jīng)營(yíng)者要求車輛具備良好的加速性能外，還必須滿足乘客的基本要求，降低車輛油耗同時(shí)，還應(yīng)降低維護(hù)成本費(fèi)用，獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益。正是在這樣的背景下，汽車生產(chǎn)企業(yè)不斷探索，努力提高車輛性能，使其可以符合市場(chǎng)發(fā)展要求。

城市客車；動(dòng)力性；經(jīng)濟(jì)性；改進(jìn)；設(shè)計(jì)

1 提出問題

某城市客車的配置如表1所示，其中原方案車輛的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。由表2可知，該型客車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果都與設(shè)計(jì)數(shù)值存在著較大差距，且不符合設(shè)計(jì)要求。和同類型客車相比，其動(dòng)力性差，油耗較高，必須對(duì)該客車進(jìn)行改進(jìn)，使之可以符合設(shè)計(jì)要求[1]。

表1

表2

2 改進(jìn)設(shè)計(jì)和效果分析

2.1 對(duì)城市客車的加速性能進(jìn)行分析

為進(jìn)一步提高驅(qū)動(dòng)力，減少行駛阻力，要提升動(dòng)力。起初，必須要將理論計(jì)算作為出發(fā)點(diǎn)，并檢查計(jì)算結(jié)果是否滿足要求。依照客車的行駛方程，可得到車輛的加速度公式如下。

將發(fā)動(dòng)機(jī)的特性數(shù)據(jù)代入方程式中，就可得到客車加速曲線圖，如圖1所示。而在1/α— uα圖上，可知曲線速度區(qū)間的面積就是該速度區(qū)間的加速時(shí)間。而從該0～50 km/h所需時(shí)間大約為14.6 s，如果加上換擋時(shí)間（3～4 s），就可得到總長(zhǎng)時(shí)間約為17.6 s。也就是說，該發(fā)動(dòng)機(jī)滿足設(shè)計(jì)要求。

圖1 客車加速曲線圖

客車在道路上的行駛阻力分別為滾動(dòng)阻力、空氣阻力及加速阻力等。其中，滾動(dòng)阻力的影響因素分別有滾動(dòng)阻力系數(shù)f和車輛質(zhì)量m。滾動(dòng)阻力系數(shù)與路況、車速和輪胎構(gòu)造等都有關(guān)系。而空氣阻力與風(fēng)阻系數(shù)和速度等都密切相關(guān)。加速阻力受客車質(zhì)量影響。

所以說，在車輛外形、尺寸、變速器以及輪胎等已確定好的前提下，想要增加車輛驅(qū)動(dòng)力，就必須要改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)周邊配置，如排氣系統(tǒng)，以達(dá)到降低動(dòng)力損失的目的。

2.2 對(duì)燃油消耗量進(jìn)行分析

影響車輛燃油消耗量的因素，不光有行駛阻力、燃油消耗率以及傳動(dòng)率等，還有傳動(dòng)損失與行駛路況。所以為了盡可能減少車輛的燃油消耗量，在不加大發(fā)動(dòng)機(jī)功率的前提下，有效降低傳送率的損失，進(jìn)而達(dá)到降低油耗的目的[2]。

2.3 對(duì)改進(jìn)項(xiàng)目展開研究

為進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)，應(yīng)制定改進(jìn)方案，具體如下。

其一，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的消聲器進(jìn)行改進(jìn)。原車裝配的單排氣口系統(tǒng)，可將其改進(jìn)為雙排氣口系統(tǒng)。這是因?yàn)榕艢庀到y(tǒng)消耗的功率占總功率的48.5%。比如，排氣系統(tǒng)的布置與消聲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。而之所以要設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)主要是為減少功率損失，進(jìn)而達(dá)到提高車輛加速性的目的。再加上，雙排氣口系統(tǒng)本身就能減少排氣阻力，降低功率損失。

其二，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。客車裝置發(fā)動(dòng)機(jī)主要為后橫置式，冷卻方式為水冷卻。在改進(jìn)之前采用皮帶傳動(dòng)扇葉進(jìn)行散熱。改進(jìn)后的冷卻系統(tǒng)采用電子風(fēng)扇，在滿足冷卻需求的同時(shí)，降低冷卻系統(tǒng)1/3以上功率消耗。

3 結(jié)束語

綜上所述，將城市客車的單排氣尾管改為雙排氣尾管，將皮帶傳動(dòng)風(fēng)扇改為電子風(fēng)扇，這些措施都能提高客車的加速性，降低燃油的消耗量。所以，一般情況下對(duì)城市客車的排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，來提高城市客車的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。

[1]楊俊華,譚雪峰.某城市客車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].客車技術(shù)與研究,2011,33(10):28-30.

[2]賀伊琳,茹強(qiáng),趙軒.基于Matlab/GUI的增程式商用汽車動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].北京汽車,2016(01):10-13.

U461.2文獻(xiàn)標(biāo)示碼A

田杰安（1988—）,男，助理工程師，碩士，研究方向?yàn)榭蛙嚬?jié)能技術(shù)研究。