32第2期No. 2 2021
客车技术与研究
BUS & COACH TECHNOLOGY AND RESEARCH 基于AVL CRUISE 的客车经济性仿真分析及验证
可尚基，钱晓东
(上海申龙客车有限公司，上海201108)
摘 要：利用AVL CRUISE 搭建某款旅游客车符合国标要求的燃油经济性仿真模型，并进行C-WTVC
工况仿真分析，将仿真结果与转鼓试验值进行比较，分析仿真结果精度影响因素，并进行修正。 关键词：旅游客车；AVL CRUISE ；燃油经济性；C-WTVC 工况
丰田霸道报价及图片中图分类号：U469. 1 ； U467. 4+98 文献标志码：A 文章编号：1006-3331(2021)02-0032-03
Simulation Analysis and Verification of Bus Economy Based on AVL CRUISE
KE Shangji , QIAN Xiaodong
(Shanghai Sunlong Bus Co., Ltd., Shanghai 201108, China)
Abstract : The AVL CRUISE is used to build the fuel economy simulation model complied with the request of
the national standard for a tourist bus ,then the C-WTVC condition simulation analysis is done. By compa
ring the simulation results with the drum test results , the factors influencing the accuracy of simulation re
sults are analyzed and corrected.
Key words :tourist bus ； AVL CRUISE ； fuel economy ； C-WTVC condition
WTVC 循环工况油耗标准GB 30510—2018（重型商
用车辆燃料消耗量限值》［1］已于2019年7月1日实
施。本文利用AVL CRUISE 软件搭建某款旅游客车
的燃油经济性仿真模型，将仿真数据与转鼓试验数据
进行对比，并对仿真数据进行修正，为后续整车油耗 评估、发动机选型及整车动力系统优化奠定基础。
1建模与仿真
l. 1整车有关参数
整车燃油经济性仿真涉及到的有关参数如下：整
车外形尺寸8 045 mmx2 480 mmx3 350 mm，整备质
量8 100 kg，总质量11 000 kg，轮胎滚动半径0. 454m, 变速器各挡位速比 7. 03/4. 09/2. 45/1. 50/1. 00/
0. 81/R6. 48，主减速比 4. 1。
特征里程分配：市区/公路/高速二20%/30%/
50%。发动机万有特性数据如图1所示。
1.2模型搭建
根据整车的基本构成，使用CRUISE 软件搭建整
车模型，输入1. 1节的基本参数，连接机械模型［2_5］
与电气信号［6-8］，如图2所示。
000000000000008 7 6 5 4 3 2
800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 2 000 2 200
转速/(r ・minT)
图1某款发动机万有特性数据
作者简介：可尚基（1987—），男，主要从事客车底盘设计和研究工作
图2
整车搭建模型
第2期可尚基，钱晓东：基于AVL CRUISE的客车经济性仿真分析及验证33 1.3参数设定
1)整车行驶阻力依照《车辆产品＜公告〉技术审查规范性要求汽车部分(2012)版》推荐值[9]，查得车辆滑行阻力系数:A=676,B=5.03,C=0.144。
2)车辆耗能元件根据冷却风扇、制动单元等附件功耗设定[10]：650r/min对应功耗1.5kW,2200 r/min对应功耗1.5kW。
1.4计算任务的设定
1)按照GB/T27840—2011(重型商用车燃料消耗量测量方法》[11],C_WTVC循环工况(见图3)分为市区、公路、高速三部分，需要分开设置。并按此标准制定C-WTVC循环数据路谱，其速度偏差控制在±3 km/h，完成后将数据导入CRUISE中。
图3中重型商用车C-WTVC循环曲线
2)依据发动机转速与车速的关系式[12]：
u a=0.377rn/(i g i0)(1)汽车行驶方程F t=F f+F w+F i+F j[12]，功率与转矩关系几=T tq n/9550[12]，扭矩富裕率T m=T…ma x/T…[11]，使用常用换挡车速，且采用二挡起步，设定换挡转速。如3挡升4挡时的车速u，设定为25km/h，变速器3挡速比为2.45，根据式(1)可得发动机升挡前转速为1467r/min，由于4挡时变速器速比为1.50，根据式(1)求出发动机升挡后转速为880r/min。换挡过程需要发动机提供的实时扭矩为438.1N・m，查询发动机万有特性数据,880r/min转速下对应的最大扭矩为666N-m，得出扭矩富裕率为1.52，满足GB/T 27840—2011中规定的1.1倍扭矩富裕率的要求。其他挡位升挡前后的发动机转速计算方法相同，汇总见表1。
1.5仿真计算
使用Single Calculation模式进行仿真，计算完成后，其结果在messages_result中查取。
挡位车速/(km』-1)升挡前转速/(r・minT)升挡后转速^(r-min-1)
表1设定换挡数据
1///
2151469/
3251467880
4351257898
5451077838
6//873
2仿真结果分析
2.1仿真与试验结果对比
提取CRUISE仿真结果后，按照C-WTVC三种工况对应的特征里程分配比例进行加权计算：综合油耗=市区比例x市区油耗+公路比例x公路油耗+高速比例x高速油耗。仿真结果与公司检测中心提供的转鼓油耗实测值对比见表2。
表2仿真油耗与转鼓油耗对比L/100km
C-WTVC循环工况市区油耗公路油耗高速油耗综合油耗仿真结果22.617.216.0517.705
实测值23.416.5415.5217.402
从表2可以得知，虽然综合油耗两者相对偏差为_1.7%，但是市区、公路、高速的油耗两者相对偏差为3.42%、-3.99%、-3.41%，偏差值超过3%。
2.2影响仿真精度的几个重要因素
1)整车行驶阻力推荐值与实际车辆滑行阻力存在一定偏差。利用汽车滑行试验，测定实车行驶阻力。经检测中心进行客车道路滑行试验，测定其滑行阻力系数:A=691.5,B=6.265,C=0.126。
2)耗能元件也是影响油耗的一个重要因素，对能耗贡献较大的有冷却系统的风扇能耗。通过对冷却系统水温数据的采集，统计风扇处于工作状态的时间在整个试验运行过程中的占比，计算其能耗值。数据监测打气泵处于非卸荷状态时的工作时间，统计其功耗。实际结果如下：650r/min对应功耗0.5kW, 1300r/min对应功耗0.7kW,2200r/min对应功耗1kW。其他附件在试验过程中能耗较小，忽略不计。
3)从发动机的万有特性图上分析可知，发动机经济燃油区间大致在1200〜1450r/min。在适宜的
34客车技术与研究2021年4月
转速区间，较早地切换到高挡位，可以有效提高发动机的负荷率，但可能会造成发动机后备功率不足。因此，换挡模式也是影响仿真精度的一个重要因素。
依照1.4节2）中的计算方法，结合驾驶员实际操作中的换挡过程，重新设定驾驶员换挡规律，如将3挡升4挡时的车速U a变为23km/h，按照式（1），求得发动机升挡前转速变为1350r/min，升挡后转速变为821r/min。换挡过程需要发动机提供的实时扭矩为431.9N・m，查询发动机万有特性数据,821r/min
转速下对应的最大扭矩为617N・m，得出扭矩富裕率为1.43，满足GB/T27840—2011中规定的1.1倍扭矩富裕率的要求[11]。其他挡位设定方法相同，汇总见表3。
表3重新设定换挡数据
挡位车速/（km・h-1）升挡前/后转速/（r・min-1）
1//
2141371//
3231350/821
4371329/826
上汽通用五菱4s店5551365/910
广汽传祺suv怎么样6///I106
2.3重新进行仿真计算
根据2.2节分析，重新设定CRUISE模型数据，再次运行仿真任务，其仿真结果与转鼓试验值的偏差见表4。
大连单双号限行表4新的仿真油耗与转鼓油耗对比
C-WTVC循环工况市区油耗公路油耗高速油耗综合油耗仿真结果/[L・（100km）-1]22.716.9515.8517.550实测值/[L・（100km）-1]23.416.5415.5217.402相对偏差/% 2.99-2.48-2.120.85
各部分相对偏差都小于3%，相比第一次仿真结果，其准确度得到很好的改善。
3结束语
市区油耗仿真值与转鼓油耗值还存在2.99%的偏差。为了提高仿真精度，后续需要采集附件功率、驾驶员换挡规律等数据，以进一步减小仿真值与试验结果的差异，确保在新的车型匹配中更为准确和高效。
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收稿日期：2020-05-22
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