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【摘要】每一批汽車在投入市場前，必須對所有車輛的動力性能進行檢測，這是對汽車用戶用車安全的負責，也是制造商制造工作的職業道德。和汽車車檢系統一樣，目前針對汽車動力性能的檢測，主要以計算機仿真模擬檢測方式最為先進。本文以汽車動力性能的概念介紹入手，解釋了汽車動力性能計算機仿真檢測系統的工作原理，提出優勢和展望。希望能對相關人員有所啟發。

【關鍵詞】汽車動力學；計算機仿真；研究

引言

汽車本身就是一種動力工具。一輛汽車的好壞，更多取決于該車的動力性。檢測汽車的動力性，不可能將車開上公路檢測，同一批出廠的汽車數量也不允許使用這種檢測方式。早在20世紀50年代，西方先進國家就發明了汽車動力性能仿真檢測模型，70年代借助工程學的知識，提出了系統的檢測方法論。但是傳統的檢測方法，必須要等到一批汽車生產出來后，才能選用實體樣本檢測。簡而言之，就是抽查。實際上還是采用使用汽車的檢測辦法，只不過檢測地點是在汽車建造工廠內部而不是實際行駛公路。新型的計算機仿真技術，并不需要等到汽車實體制造出來才能進行檢測。因為計算機檢測，是在建立了特定的檢測程序基礎上，通過錄入汽車各種組件的具體數值，在電腦上建立汽車模型。然后利用虛擬現實技術，讓一堆數據組成的虛擬的“數字車”，在同樣是電腦模擬出的虛擬行駛環境下，完成動力系統的檢測，其實質就是一種計算機模擬程序。檢測工作的重點是計算機虛擬檢測環境的建構。

1汽車動力性能的內容

汽車動能簡而言之就是汽車作為動力工具的使用效果，也是判斷一輛汽車市值的重要參考標準。汽車動力性能組成內容如下：1.1最高車速最高車速，是在水平地面行駛的狀態下，汽車能達到的行駛速度的最大值。該數值僅僅代表了汽車的行駛極限，并不能說明汽車本身的質量好壞。因為我們實際的生活場景，并不是電影《速度與激情》中描繪的頻頻飆車，汽車的最高車速一般是用不到的。1.2加速性能加速性能，一般按照歐美國家的評價標準來檢測。汽車的加速性能，和汽車加速行駛的距離以及行駛耗時有關，一般情況下，同樣的加速距離，所用時間越短，說明汽車的加速性能更好。但是因為實際使用中汽車的加速情況復雜多變，所以汽車加速性能的檢測分為多種形式。油門全開時的加速情況以及油門半開狀態下的加速情況是不同的，并且汽車的行駛速度處于何種檔位也會對加速效果產生影響。1.3爬坡性能爬坡性能也是汽車動能的檢測內容之一。在汽車承載力處于飽和狀態的情況下，測試汽車能行駛過去的最大坡度。此時汽車的行駛速度一般以一檔為標準。和汽車的加速性能一樣，爬坡性能也和發動機質量，汽車輪胎的摩擦度以及駕駛員自身的駕駛技術有關，所以檢測程序較為復雜。上述三種性能是汽車動力性能主要的檢測項目。但是檢測標準并不一定，隨汽車品牌、用途、發動機型號、汽車車身質量變化而改變具體參考標準。例如軍用越野車，其對于爬坡性能的要求特別高，但是對于加速性能，就會相對低一點。利用計算機仿真系統能夠在汽車模型設計出來之后就進行檢測，檢測不合格可以繼續修改。避免了傳統檢測方式中，會出現生產了一批汽車但是由于檢測不合格造成資源浪費的情況。

2仿真軟件系統設計

目前國內的計算機檢測汽車動力性能的仿真系統，主要借助M語言和Simulink模塊建立。利用汽車發動機相關的數學模型，加入一定的檢測程序代碼，設計出實用的仿真系統。

2.1檢測系統內容

仿真系統包括四部分。①輸入汽車各種參數，從而建立一個仿真的電子汽車模型的部分。②計算機檢測系統設定的具體的檢測標準數值，檢測單元包括最高車速，加速項目以及爬坡性能三個單元，根據不同的車型不同的發動機標準，這三個標準數值會做相應改變。③汽車行駛環境的模擬部分，包括發動，加速，爬坡三種具體的行駛動態的承載環境，這種環境能夠代表汽車在具體行駛中會遇到的實地環境，即“虛擬行駛環境”。④針對模擬汽車在模擬環境中行駛狀態的分析部分，這個部分借助于強大的算法結構，是計算機仿真檢測系統最主要設計復雜度最高的部分。

2.2系統設計原則和要求

仿真系統設計的原則有以下幾點。①高度還原汽車實地行駛環境，“虛擬環境”之所以具有真實行駛環境的代表性，就是因為其與真實的行駛環境在坡度、風速、地表等方面相差無幾，是對真實環境“鏡子”式的反映。②在具體單元中，應當涵蓋多種行駛可能，例如，實際使用中汽車的加速情況復雜多變，油門全開時的加速情況以及油門半開狀態下的加速情況是不同的，并且汽車的行駛速度處于何種檔位也會對加速效果產生影響。所以汽車加速性能檢測單元，應當具體細分為不同的加速情況。將行駛中可能出現的各種情況，全面反映到計算機仿真模型系統中，才能使檢測結果更加接近實地操作結果，更具說服力。③檢測人員，必須具備良好的職業道德，能夠認真細致地完成檢測工作。目前的汽車行業發展的如火如荼，一批汽車的生產量會多達萬輛，如果生產前的檢測結果有失誤，那么造成的資源浪費會是傳統檢測失誤的數萬倍。并且動力性能不過關的汽車流入市場后，產生的危害是不可估計的。汽車動力性能計算機仿真檢測系統，雖然比傳統的檢測技術先進，但是也背負了更多的風險和責任。

3汽車動力性能計算機仿真檢測的優勢

（1）計算機新型的計算機仿真技術，并不需要等到汽車實體制造出來才能進行檢測，這是計算機仿真檢測系統和傳統汽車動力性能檢測方式的最大區別也是最大優勢。對汽車模型的檢測，由于借助了強大的計算機檢測算法，檢測人員只需要在檢測程序中輸入汽車各部分組件的具體數值即可，計算機能自動計算出該款汽車在不同路況下的動力性能的表現。省去了傳統檢測中人力手動模擬各種路況的麻煩，節約了檢測時間的同時，也避免了傳統檢測有可能出現的人身安全問題。（2）節約汽車制造資源。傳統的檢測方法，必須要等到一批汽車生產出來后，才能選用實體樣本檢測。生產汽車檢測樣本肯定不會只生產一輛，如果實體汽車檢測樣本合格，那么等待這批汽車樣品的只能是廢物回收的命運。汽車組件可以被回收，但是生產汽車檢測樣品所花費的人力物力財力，卻是白白浪費。（3）在電子信息技術發展的大社會背景下，人力必然要被機器取代。信息化、智能化是當今社會發展不可更改的方向。建立汽車動能計算機仿真系統，只是機器取代人力的滾滾浪潮中一朵小小的浪花。

4對汽車動能計算機仿真系統未來發展的展望

計算機仿真系統的實質，依然是借助于龐大的計算機運算能力的一種特殊程序，難以全面再現實際生活中的汽車行駛過程，所以并不能百分百代表汽車實際使用過程中的動力性能。筆者對此提出幾點展望，希望能對該系統開發人員有所啟發。（1）完善現有的仿真系統，加入更多的模擬行駛場景，并在具體場景中對坡度，馬力、地表形態、汽車發動機性能、燃油效率等具體指標拆分組合，建立強大的虛擬現實系統。（2）將動能仿真系統和汽車的導航系統相結合，在每一輛汽車的制造中，就加入計算機動能仿真系統。設想一個場景，野外行駛中，駕駛人不確定汽車能否順利通過眼前的高坡，在冒險和人身安全之間猶豫時，可以啟動計算機動能仿真系統，在汽車顯示儀上實時模擬出爬坡的場景。從而使司機對接下來的具體行駛情況有所了解，提前做好應對措施。

5結束語

目前我國并沒有成熟的自我研發的汽車動力性能計算機仿真檢測系統。希望中國該行業的技術人員能夠學習西方先進技術，嚴格按照汽車動力性能檢測要求，研發出中國的更安全的汽車動能計算機仿真檢測系統。

參考文獻

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[3]杜志強.仿真技術在汽車研發中的應用及發展趨勢[J].上海汽車，2005（5）：36~39.

作者:鄭文超 單位:襄陽汽車職業技術學院