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汽车性能优化方法及程序设计 1 2 杨闯 蔡飞 河北中兴汽车制造有限公司 河北省保定市 071000 摘要：性能优化在汽车设计制造中占有非常重要的地位。只有汽车的发动机保证了燃油 最少、污染最小，汽车对环境的污染才会减小，节能与环保的概念才会得以真正体现；只有 汽车制动性能、安全性能从设计上得以保证，汽车在行驶中才能避免事故，保障行人和乘员 安全；鉴于此，可以将多学科多目标化优化设计系统应用于优化方式中，以便更好地适应未 来汽车个性化设计的趋势。本文对汽车性能的优化方法及程序的设计进行了分析探讨，仅供 参考。 关键词：汽车性能；方法；设计 中图分类号：U469.72 文献标识码：A 1 汽车动力性能 1.1 常规方法 当前在汽车发动机改造过程中，改善发动机性能的方法主要包括：（1）增加压缩比：通 过改变活塞上止点位置，向上移动，并改变连杆长度与汽缸垫厚度。也可以选择质量良好的 汽缸垫实现，通过选择冬菇头等优质空滤器，设置进气管道（尽量选择能改变进气方式的进 气管道，确保进气管道能有效满足高低转速的需要），并配置加装涡轮。（2）而当汽车驱动 力增大后，而并没有有效的发挥这一部分驱动力，那么汽车的动力性能就不会发生改变，严 重时可能会出现车轮打滑等不良现象。为有效解决该问题，需要选择低压、扁平率高的优质 轮胎，通过进一步改变汽车驱动桥轴荷比，最终改善汽车驱动形式。 1.2 确定动力匹配思路 根据汽车设计理论的动力性计算的相关内容，在确定动力匹配思路是需要以发动机功率 为基础，而考虑到部分大型汽车在运行过程中时常出现动力不足等现象，不同地区所采取的 方法各不相同。例如，欧美等发达国家在确定动力匹配思路时，会从汽车的实际运行情况出 发，充分分析大型汽车的各种工作情况，包括爬坡、加速等，判断发动机的工作状态。以大 型客车为例，欧美等发达国家在其动力系统设计中，会尽量选择功率大、扭矩高的发动机， 并且适当降低发动机转速。从应用情况来看，上述处理措施能有效满足汽车动力性能改装的 要求，具有一定应用价值。 2 汽车制动系统性能 2.1 汽车制动性能分析 （1）制动效能。汽车制动系统的功能是能够让汽车在行驶中迅速减速停止和使汽车可 以停留在斜坡之上的装置。因此，其制动效能的标准要求对汽车制动距离和制动减少时间符 合汽车安全性能。 （2）恒定性。汽车在高速行驶状态下进行制动和汽车制动装置连续工作或者长时间工 作，其保持性能的恒定性是其主要的评测性能之一。 （3）稳定性。汽车制动的效果要求在制动过程中，汽车不发生偏移、侧滑、打转等问 题，所以汽车制动系统制动的稳定性对于汽车驾驶的安全非常关键。 2.2 汽车制动优化设计 （1）气压制动优化内容。在气压制动系统中，分析其工作原理，在忽略漏气情况下， 其前后储气筒可视为恒压源。由此可对其几个基本部件进行建模，其中包括双腔制动阀、继 动阀、制动气室、气压管路四个部分。双腔制动阀：双腔制动阀是制动系统中的主控，在驾 驶员进行制动控制时，踏板信号经制动阀转换成压力信号。制动阀力学过程包括增加阶段、 保压阶段和减压阶段。制动阀模型以影响制动阀动态响应的参数为参数，包括：活塞回位弹 簧刚度、阀门弹簧刚度和排气间隙等。继动阀：继动阀是制动阀与制动气室连接的控制阀， 其包含供气口、出气口、排气口和控制气口四个管路接口。制动气室：制动气室控制室内气 压进而推动推杆控制制动器。制动气室控制方程为：气压管路：气压管路为气体压力传输通 道，管路控制方程为：优化汽车制动系统的目标是提升气压制动系统的压力响应速度和系统 的最大压力响应。根据气压制动系统优化内容确定优化模型参数，模型参数以重卡性能参数 为例。 （2）气压制动优化设计。系统优化选取3 种仿真数据，进行比对分析，分别对充气延 长时间、排气延长时间和最大稳定压力进行优化比对。以计算气压制动充气延长时间为例： 充气延长时间计算： 充气时间总和= （0.200+0.355++0.167）=5.933； 各水平充气延长时间： = （0.200+0.355++0.407）=3.322； = （0.202+0.166++0.174）=1.480； = （