1、 發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)的NVH問題
發(fā)動(dòng)機(jī)啟停是在車輛行駛過程中臨時(shí)停車(例如等紅燈)的時(shí)候,自動(dòng)熄火;當(dāng)需要繼續(xù)前進(jìn)的時(shí)候,系統(tǒng)自動(dòng)重啟發(fā)動(dòng)機(jī)的一套技術(shù)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)(也稱為怠速啟停)進(jìn)入普通百姓的生活差不多有十年了。第一套系統(tǒng)可以追溯到20世紀(jì)80年代初,大眾Polo Formel E.于1983年發(fā)布(僅限歐洲)。怠速啟停系統(tǒng)的好處是顯而易見的。它不僅可以減少10%到15%的油耗,還可以相應(yīng)減少排放。據(jù)IHS汽車公司(IHS Automotive)稱,在歐洲(汽油價(jià)格最高的地區(qū))行駛的汽車中,近70%的汽車都具備啟停能力。但在包括美國在內(nèi)的世界上其他城市化程度較低的地區(qū),卻只有7%的汽車配備了這項(xiàng)功能,而且很多車主在擁有這項(xiàng)功能時(shí)都會(huì)將其關(guān)閉。后來研究發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致啟停系統(tǒng)未能完全流行起來的原因可能是重啟發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)及噪聲。與人工啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)不同,怠速重啟系統(tǒng)會(huì)在人毫無準(zhǔn)備的情況下產(chǎn)生重啟振動(dòng),而這種不確定性會(huì)給人帶來額外的不適。
2、Simcenter技術(shù)的早期采用者
在日本,專門從事混合動(dòng)力和電氣化動(dòng)力系統(tǒng)的主機(jī)廠著力研究了與怠速重啟相關(guān)的NVH問題的解決辦法。本田研發(fā)有限公司希望成為這項(xiàng)技術(shù)的早期采用者,并尋求與西門子Simcenter的合作。事實(shí)上,20多年來,本田一直是Simcenter SCADAS數(shù)據(jù)采集硬件和Simcenter Testlab軟件的忠實(shí)用戶。在本田的動(dòng)力總成NVH部門, Simcenter測試工具憑借其多用途的能力在眾多競爭對手中勝出,例如它可以允許傳遞路徑分析(TPA)、沖擊測試、模態(tài)分析等多種測試。利用這種多功能性,本田能夠顯著優(yōu)化其測試流程,降低試驗(yàn)測試設(shè)置的時(shí)間成本和人員成本??偟膩碚f,得益于Simcenter工具,本田的測試過程變得更加集成,并沿用至今。
3、從測試到系統(tǒng)仿真
通過使用Simcenter測試設(shè)備,本田積累了大量的內(nèi)部知識(shí),尤其是在NVH方面。公司基于這些知識(shí)組成不同的執(zhí)行部門,每個(gè)部門都分解了各自的特定目標(biāo),這是解決車輛開發(fā)的特定屬性和特定子系統(tǒng)問題的最有效方法。但隨著混合動(dòng)力汽車的出現(xiàn)以及伴隨而來的更復(fù)雜的NVH問題,該公司決定重新審視這種部門化的方法。在本田開始開發(fā)混合動(dòng)力汽車之前,他們已經(jīng)建立了良好的流程和知識(shí)庫。但是,他們想探索縮短開發(fā)周期的新方法。在奧德賽平臺(tái)上遇到發(fā)動(dòng)機(jī)重啟的NVH問題后,本田決定引入實(shí)施其他Simcenter解決方案。Simcenter工程咨詢幫助本田將其離散的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)整合到一個(gè)集成的解決方案方法中。為了在原型機(jī)出來之前盡快準(zhǔn)確描述并解決問題,Simcenter的工程專家向本田介紹了Simcenter Amesim系統(tǒng)仿真軟件。通過這個(gè)軟件,可以進(jìn)行基于模型的系統(tǒng)開發(fā)(MBD),本田成功地建立了完全集成的考慮燃燒、機(jī)械以及控制的發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛模型。
由于主觀心理因素作用,怠速重啟問題的技術(shù)分析相對比較復(fù)雜。正常的啟動(dòng)和怠速重啟之間的區(qū)別是,在前一種情況下我們會(huì)預(yù)期產(chǎn)生振動(dòng)。然而這種預(yù)期是難以客觀或者說定量描述的,因此唯一有效的策略似乎只有在不影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的情況下,將重啟振動(dòng)控制到最小。
4、細(xì)微的差別顯著的變化
傳統(tǒng)上,動(dòng)力總成振動(dòng)預(yù)測會(huì)將氣缸內(nèi)測量的壓力值作為發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)來源。但是,這些模型沒有考慮發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和點(diǎn)火參數(shù),而這些參數(shù)對發(fā)動(dòng)機(jī)重啟振動(dòng)恰恰有很大的貢獻(xiàn)?,F(xiàn)在,Simcenter工程專家和本田公司一起利用Simcenter Amesim軟件,開發(fā)了一套新的發(fā)動(dòng)機(jī)重啟振動(dòng)預(yù)測技術(shù)和評(píng)估方法。本田可以準(zhǔn)確預(yù)測整個(gè)動(dòng)力總成重啟過程,從車輛控制信號(hào)開始,引起一定的缸內(nèi)壓力,進(jìn)而產(chǎn)生動(dòng)力傳動(dòng)系扭矩,特別是懸架和動(dòng)力總成襯套的界面力,最終導(dǎo)致車身振動(dòng)沖擊??紤]到缸內(nèi)壓力的偏差,本田現(xiàn)在可以在車輛設(shè)計(jì)階段確定發(fā)動(dòng)機(jī)重啟振動(dòng)的零部件特性,以及怠速噪聲和振動(dòng)等其他噪聲和振動(dòng)現(xiàn)象。
5、長期的技術(shù)伙伴
與Simcenter工程咨詢團(tuán)隊(duì)的合作,使本田的開發(fā)周期得到了更好的控制。此外,在項(xiàng)目完成后,本田獲得了全面的技術(shù)轉(zhuǎn)讓,使他們能夠復(fù)制所有的技術(shù)和方法,用于發(fā)動(dòng)機(jī)重啟振動(dòng)以外的其他目的。本田現(xiàn)在正在他們的部門中集成和使用基于模型的開發(fā)(MBD),這使得他們能夠預(yù)測各種問題并預(yù)先采用解決方案。通過預(yù)先預(yù)測系統(tǒng)行為,大大減少之后的工作量,這使企業(yè)能夠?qū)⒕唾Y源集中在其他優(yōu)先事項(xiàng)上,如品牌形象和價(jià)值。本田認(rèn)為:與Simcenter工程咨詢部門的合作對于在新技術(shù)和方法的競爭中保持領(lǐng)先地位非常有價(jià)值。集成1D、3D CAE和測試是Simcenter工程技術(shù)的巨大優(yōu)勢,本田會(huì)繼續(xù)保持與Simcenter的合作,加深對這種集成的解決方案的應(yīng)用。