1、前言

发动机作为汽车的动力输出端，是整车的心脏，其性能决定着整个车辆的动力性，经济性和排放性。要实现整个车辆的性能最佳，这个“心脏”与变速器的科学匹配就尤为重要。只有先建立发动机数学模型，对发动机的特性进行分析，才能得到发动机与无极变速器的最佳合理的匹配方案。

发动机的特性其中最基础的就是研究它的经济性和动力性，发动机特性有速度特性，外特性，万有特性等。为了能够正确反映发动机的特性，必须建立发动机数学模型，只有先建立科学的发动机数学模型，我们才能了解，发动机在不同工况下的特性参数。发动机的数学建模有两种方法，分别为数学物理模法和试验数据辨识建模法。试验数据辨识建模的具体方法也有很多，例如插值法，神经网络法和拟合法等。本文以客车的发动机为例，采用的是数学物理法，研究发动机的工作特性，从而得到最佳的动力匹配曲线，实现车辆的动力性和经济性的双赢。

2、研究现状

C曲线的客车动力装置参数匹配研究现状：

发动机和变速器的匹配直接影响了整车性能,只有科学合理的动力装置参数匹配，才能保证车辆的经济性和动力性，但是发动机随着车辆工况的改变，它的特性也因此改变，很多专家为此做了大量工作，建立了发动机的数学模型，对数据进行分析，得到显著的成果。

河南科技大学的赵小辉等人在《柴油发动机曲线分析与建模》中利用matlab软件的数据处理功能和绘图功能，对柴油发动机试验数据采用最小二乘法 和多元线性回归的方法进行拟合处理，通过对比不同拟合阶数所得拟合结果，根据评判标准，选取最理想的拟合曲线方程，建立发动机的数学模型。所建模型具有较高的精度，发动机的外特性和万有特性曲线清楚地表达发动机的性能。对发动机的特性曲线进行分析，得出发动机的动力性能指标和经济性能指标随转速变化的规律，以及最大功率、最大转矩和 最低燃油消耗率所对应的转速，同时也得到发动机的最佳经济性和最佳动力性曲线，为研究发动机与无级变速器之间的匹配问题提供理论和技术基础^[4]。

陕西法士特汽车传动工程研究院的李环，冯磊在《公路与汽运》上发表的《一种发动机万有特性图数字化方法》一文中利用ＡＴ变速箱的匹配中需分析发动机的特性，借助于发动机的外特性和万有特性曲线可建立发动机特性数学模型，进而对整车动力性和燃油经济性进行仿真分析，后续可以建立发动 机模型数据库作为传动系动力匹配的知识库。文中根据数字化原理，提出了一种发动机万有特性 曲线图的数字化方法。一般发动机厂会提供万有特性曲线和外特性曲线的打印版文档，对于图上数据的采集，以往是按照 图形上的坐标用直尺测量，估算数值后用笔记录，然 后手工输入计算机中形成数据文件。这种方法不但 误差较大，而且效率极低。因此，有必要研究一种万 有特性曲线图的数字化方法。 ＭＡＴＬＡＢ是由美国 ＭａｔｈＷｏｒｋｓ公司发布的 主要面对科学计算、可视化及交互式程序设计的高 科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据 可视化及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研 究、工程设计及数值计算提供了一种全面的解决方案。该文利用ＭＡＴＬＡＢ强大的数据处理、曲线拟合和图像识别功能，针对发动机万有特性图将其数字化的方法。上述发动机万有特性曲线图的数字化方法可以 比较快速、准确地将发动机的万有特性曲线提取出来，可用于分析发动机的动力性和燃油经济性，为整车动力匹配提供有力手段，后续可进一步提炼出发 动机模型，为新产品的开发提供支持^[3]。

厦门理工学院的苏海浪等人在《厦门理工学院学报》发表《VDS－6120 客车动力性及经济性验算》提出以提高车辆燃油经济性为目的，对 VDS － 6120 车型的爬坡度、动力因子、行驶加速度、起步换挡时间、驱动力等性能参数以及整车行驶综合工况下经济性能进行验算，结合动力性分析数据对计算结果进行分析． 通过对整车性能的匹配验算，从主要动力性指标的验算结果图像显示可知: 该车辆的各项动力性能均达到国家标准要求,个别指标甚至远超市场同类车型，整车在模拟综合工况下行驶的经济性达到了车辆设计初期预设的目标．车型试制完成后进行的动力性、经济性路试验证也基本符合理论数据，说明前期的匹配验算是有效、可靠的，为车辆后续开发、研究提供良好的借鉴基础^[2]．