季德斌

（中國第一汽車股份有限公司天津技術(shù)開發(fā)分公司）

發(fā)電機作為車輛不可或缺的一部分，為各種車載電氣設(shè)備提供電能[1]。發(fā)電機通過皮帶和發(fā)動機相連，會消耗發(fā)動機的能量，對整車的起動、怠速、駕駛性、排放及油耗等都會產(chǎn)生影響。在整車開發(fā)過程中，經(jīng)常會由于成本、質(zhì)量等原因需要對零部件進行設(shè)計變更，而一些零部件的設(shè)計變更，會對整車標定產(chǎn)生重大影響。文章通過案例分析了發(fā)電機的變更對標定的影響。

1 發(fā)電機變更對整車標定的影響分析

通過對發(fā)電機性能的分析，文章歸納了6 項需要進行的整車標定驗證項目。

1.1 起動

發(fā)電機具有徐勵功能，即在發(fā)動機起動過程中，發(fā)電機會控制勵磁電流徐徐增大，防止勵磁電流太大而損壞三極管，同時減小起動力矩。不同發(fā)電機的徐勵時間不同，因此，發(fā)電機的性能直接影響到起動性能的好壞，對起動時的轉(zhuǎn)速上沖和回落會產(chǎn)生明顯的影響，如圖1所示。

圖1 不同發(fā)電機對發(fā)動機起動的影響

發(fā)電機徐勵影響大致可分為3 個階段[2]，如圖2所示，可針對各階段對應(yīng)的標定數(shù)據(jù)進行調(diào)整優(yōu)化，主要包括起動時的點火角、噴油量、起動補償、發(fā)電機扭矩補償和起動后的噴油補償?shù)取１仨氁_保全溫度點（-35 ℃）至完全暖機階段的起動驗證和優(yōu)化，同時要進行加濃、減稀10%～20%的起動驗證。如果條件允許，建議進行三高環(huán)境的起動驗證。

圖2 發(fā)動機起動曲線圖

變更發(fā)電機后，由于徐勵延時時間明顯減少，發(fā)電機發(fā)電提前介入，負載變大，導(dǎo)致起動后回落轉(zhuǎn)速出現(xiàn)明顯跌坑的現(xiàn)象，低于目標轉(zhuǎn)速約200 r/min，必須要進行起動后標定優(yōu)化，以滿足起動要求，如圖3所示。

圖3 更換發(fā)電機前后起動曲線對比

1.2 摩擦扭矩

發(fā)電機扭矩特性，如圖4所示，不同型號發(fā)電機輸入扭矩存在差異，會導(dǎo)致發(fā)動機摩擦扭矩發(fā)生變化，因此需要進行摩擦扭矩偏差的確認，包括暖機后各轉(zhuǎn)速點摩擦扭矩偏差確認，如圖5所示，-30 ℃至完全暖機各溫度下從起動到暖機過程中的摩擦扭矩偏差確認，如圖6所示，保證偏差控制在±5 N·m 范圍內(nèi)。

圖4 2 種發(fā)電機在25 ℃時冷/熱態(tài)電流及扭矩對比曲線

圖5 暖機后各轉(zhuǎn)速點的發(fā)動機摩擦扭矩偏差

圖6 不同溫度點起動后的發(fā)動機摩擦扭矩偏差

1.3 怠速穩(wěn)定性

由于發(fā)電機發(fā)電效率的差異，必須要對大功率電氣負荷如大燈、除霜、鼓風(fēng)機、散熱器風(fēng)扇等進行扭矩補償?shù)拇_認[3]。更換發(fā)電機后，當開啟大燈時，怠速轉(zhuǎn)速波動較大，已超過100 r/min，需要進行怠速扭矩補償?shù)膬?yōu)化，經(jīng)優(yōu)化后，怠速轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常，如圖7所示。

圖7 更換發(fā)電機后的電氣負荷測量曲線

1.4 駕駛性

駕駛性評價必須依據(jù)整車廠的整車駕駛性評價規(guī)范進行，主要進行起動、怠速、爬行、勻速、加減速等行駛工況時開閉電氣負荷的評價，確保滿足駕駛性評價要求。

1.5 耐熄火性

耐熄火性試驗是為確保汽車在不同工況下電氣負荷發(fā)生較大變化時，不會出現(xiàn)發(fā)動機熄火的風(fēng)險。試驗開始前，需要將目標怠速值調(diào)整為原目標怠速減去50 r/min。具體試驗內(nèi)容，如表1所示。評價標準，如表2所示。以第4 項～第6 項試驗測量數(shù)據(jù)為例，如圖8所示，轉(zhuǎn)速波動在規(guī)定范圍內(nèi)，無熄火風(fēng)險。

表1 整車耐熄火性試驗項目

表2 整車耐熄火性試驗評價標準

圖8 耐熄火性試驗中第4 項~第6 項測試曲線圖

1.6 排放

上述評價及優(yōu)化工作完成后，必須使用優(yōu)化后數(shù)據(jù)進行排放、油耗的確認工作，必須進行新鮮催化器的常溫和-7 ℃排放，以及老化催化器的常溫排放試驗驗證，確保整車排放和油耗滿足法規(guī)要求。

2 結(jié)論

綜上，發(fā)電機性能變更會對整車標定產(chǎn)生非常大的影響，必須要認真分析發(fā)電機變化帶來的特性差異，確認評價項目，并逐一進行驗證試驗，必要時進行數(shù)據(jù)優(yōu)化，從而保證整車各項品質(zhì)要求。文章僅從影響整車標定的角度進行了解析。除此之外，設(shè)計工程師必須要從整車電平衡角度加以分析，確保汽車不會出現(xiàn)饋電現(xiàn)象，影響正常使用。