（江西五十铃汽车有限公司江西南昌330100）
摘要：在以往汽车传动系匹配评价当中通常只侧重于汽车的动力性与经济性，但随着现代汽车行业的持续发展，人们对整车提出了更高的动力总成要求。在设计汽车的过程中不仅需要考虑到汽车的动力性与经济性，同样也需要对汽车的排放性能等进行重点考量。因而在这一背景下，本文将着重围绕汽车传动系最优匹配评价指标进行简要分析研究，希望能够为相关研究人员提供必要参考帮助。
关键词：汽车传动系；匹配评价指标；最优设计
引言：汽车传动系指的就是汽车动力结构当中专门用于完成动力传递工作的装置，一般这一装置会安装在汽车发动机和驱动轮之间。通过对汽车传动系最优匹配评价指标进行探究，可以有效明确同汽车传动系以及整体汽车性能最为密切的评价指标，进而为后期优化汽车传动系设计、评估汽车传动及燃油性能等创造有利条件。可见研究汽车传动系最优匹配评价指标具有十分重要的现实意义。
一、汽车传动系最优匹配评价指标的选择与分析
（一）动力性指标
在传动系作用下，发动机转矩传递至驱动轮中将产生相应的驱动力，从而有效完成对汽车的驱动。在理想状态下，无论车速如何改变，汽车发动机均可以充分发挥最大功率，但由于汽车在实际行驶过程中会受到道路环境、驾驶员自身以及发动机功率等各种因素的影响，使得汽车行驶途中经常会损失一部分驱动力。在保障汽车前进档位数一定的情况下，对变速器在各挡下的速比值进行优化，可以使得实际汽车驱动特性无限趋近于理想状态。此时根据汽车发动机的驱动特性可得：
其中uej同ue（j+1）分别为对应的发动机转速，发动机功率最大时的扭矩与转速则分别用Tp与np进行表示。J为汽车的具体挡数，通过在汽车传动系动力性中选择将驱动功率利用率作为最优匹配评价指标，不仅可以对汽车传动系匹配程度进行准确反应，同时也能客观体现出汽车基本动力性能[1]。在我国当前交通法规中，明确限制了汽车行驶最大时速，如果汽车最高车速比较大，则意味着其加速时间极短，在面对车辆行驶过程中频繁需要加减速或是在高速行驶状态下进行超车等车辆行驶工况中，汽车加速性能的重要性不言而喻，因而将驱动功率利用率作为汽车动力性最优匹配评价指标比较合理。
（二）经济性指标
根据相关研究可知，发动机有效功率同燃油消耗率的关系可以表示成：
在这一公式当中，和ge分别表示发动机有效功率与燃油消耗率，Hu则代表着燃油低热值，通常汽油的低热值为43961.4kJ/kg。在参考刘宾、孙跃东等人（2014）的相关研究后，本文选择使用数理统计法测定汽车常用形式工况。比方说汽车常用工况车速和驱动力范围分别为ua1到ua2以及Ft1到Ft2，发动机常用工况的转速与转矩范围为ne1到ne2以及Te1到Te2，其中：
在发动机常用工况下，可以使用如下公式表示其平均燃油消耗率：
在该公式当中，ge（nei，Tej）即表示发动机燃油消耗率模型，当转速和扭矩分别为nei与Tej下，发动机的工作时间为tij，发动机转速与扭矩的分割份数则分别用m和n进行表示。ig代表着变速器各挡速比。考虑到在汽车转速同负荷构成的二维平面当中，发动机工作点的具体位置及其在这一平面中的持续时间直接决定着汽车燃油消耗，因此对比发动机常用工况和经济区的有效效率，即可得到无量纲的有效效率利用率即汽车传动系的经济性最优匹配评价指标。如果将这一指标用表示，则有：
（三）排放性指标
我国在发展现代汽车产业的过程中，为有效保护生态环境和大气环境，对汽车排放标准也一再提高。因此在对汽车传动系匹配进行综合评价的过程中，同样需要对汽车的排放性能进行重点考量。针对目前汽油发动机汽车的排放尾气中，主要以一氧化碳、氮氧化物和碳氢为排放污染物，因此在参考国家相关标准要求下，采用无量纲化的方式比较分析各工况下的汽车排放值与基准值，即可得到相应排放物的具体排放因子。以一氧化碳排放污染物为例，其排放因子为：
在该排放因子公式当中，ECO和ECO（N）分别代表着各工况循环试验下汽车实际排放量和国家关于汽车一氧化碳的N号排放标准限值。通过结合我国出台的轻型汽车国V排放标准，可知一氧化碳的国V限值为1g/km，碳氢与氮氧化物的国V限值分别为0.1和0.06g/km，而PM即可吸入颗粒物的国V限值则为0.0045g/km。
二、汽车传动系最优匹配评价指标的仿真应用
（一）构建相应模型
为了能够有效检验本文选取的汽车传动系最优匹配评价指标是否具有良好的应用价值，本文通过借助专业仿真软件GT-DRIVE，以某普通车型为例构建汽车传动系仿真计算模型，用于仿真计算这一车型的动力和经济性以及排放性能在实车实验当中，最高车速可以达到160km/h，最大爬坡度超过55%，0到100km/h原地起步加速时间大约为13s，在IV挡和V挡下60到100km/h的加速时间分别为10.1s和15.55s，基于多工况下汽车在IV挡和V挡下，进行80km/h与100km/h的匀速行驶时对应的每100km燃油消耗量分别为5.55L与6.2L。一氧化碳排放量在1.005g/km左右，而通过利用该仿真软件进行仿真计算，可知汽车仿真最高车速为158.59km/h，最大爬坡度为58.54%，0到100km/h原地起步加速时间为12.68s，在IV挡和V挡下60到100km/h的加速时间分别为9.48s和15.82s，基于多工况下汽车在IV挡和V挡下，进行汽车80km/h与100km/h的仿真匀速行驶，其对应的每100km燃油消耗量仿真值分别为5.4L与5.96L。一氧化碳排放仿真量为0.992g/km，在比较各项测试指标后，可知仿真值与实验值基本相同，偏差基本在-3.87%到6.05%之间。这也表明本文建立的汽车传动系仿真模型精准性比较高。
（二）匹配方案评价
在车型和发动机既定的情况下，根据变速器从1挡到5挡给出了三种不同的汽车传动系方案，且三个方案的主减速器速比值分别为3.55、3.39以及3.64。在利用专业仿真软件并对各项相关传动系参数进行适当调整后进行仿真计算，可知在驱动功率利用率指标中，三个方案的指标值分别为0.7813、0.8220以及0.8253，方案一的理想和实际驱动功率面积/105分别为6.68000与5.21900，方案二的理想和实际驱动功率面积/105分别为6.66497与5.47890，方案三的理想和实际驱动功率面积/105分别为6.65604与5.49330[3]。三个方案的最低燃油消耗率均为210g/kw·h-1，但在常用工况下三个方案的燃油消耗率分别为270.29g/kw·h-1、272.25g/kw·h-1以及305.78g/kw·h-1。在有效效率利用率上，三个方案的指标值分别为0.777、0.772以及0.6871，其一氧化碳排放因子分别为1.001、1.050以及0.817，因此综合来看，第二种方案最优，但需要对汽车氮氧化物等排放进行相应优化，才能最终获得更为理想的综合性能。
结束语：本文在对汽车传动系最优匹配评价指标进行分析的过程中，分别立足于汽车的动力性、经济性以及排放性，提出选择驱动功率利用率、有效效率利用率以及排放物排放因子作为其最优匹配评价指标。同时运用专业的仿真软件构建相应模型，并对本文选择的汽车传动系最优匹配评价指标进行仿真运用，证明了本文所选评价指标具有强大的应用价值。
参考文献：
[1]董中华，苏子健，杨逸斐.汽车动力传动系优化设计的相关研究[J].中国高新区，2018（04）：17-19.
[2]刘宾，孙跃东，周萍，廖欢，王智巍.兼顾排放性的汽车动力传动系匹配综合评价指标研究[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2014，37（05）：520-524.
[3]戚景卫.微型轿车动力传动系统参数匹配优化研究[D].中北大学，2014.