汽车经济性模拟仿真与传动系参数优化设计

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1、万方数据第3期2008年3月机械设计与制造MachineryDesign&Manufacture文章编号：1001—3997(2008)03-0001-03汽车动力性与燃油经济性模拟仿真与传动系参数优化设计‘何煦张建武鲁统利(上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)Computersimulationofpowerperformanceandfueleconomyandoptimizationoftransmissionparameterofautomobile、HEXu，ZHANGJian-wu，LUTo

2、ng-li(SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)【摘要】在对汽车动力性与燃油经济性进行研究、建立了动力性和燃油经济性的计算机模拟仿真的基础上，以动力性和燃油经济性为目标函数，绘制燃油经济性一加速时间曲线。并根据燃油经济性一加速时问曲线来优化动力传动系主减速比，从而综合改善动力性和燃油经湃}生。关键词：动力性；燃油经济性；C曲线；优化设计【Abstract】Amathmodelofcomputersi

3、mulationofpowerperforlll,ol址e蒯血feconomyofcaztomo-bile．埘∞setup．BaseOnthismodel,through，，l出i，塔．7饥Zeconomy-powerpe咖n，l田Mecurve，theobjectivefu耽twnispowerpe咖r玎硼7配e讲以．，‰Zeconomyofautomobile．Then,baseOnthisCurve，thepe】咖r玎lnnceofautomobileCOltbeimprovedthroughoptimizat

4、ionoffi删driveratioofautomobile．Keywords：Powerperformance；Fueleconomy；Ccurve；Optimization．·中图分类号：THl2，U463文献标识码：A1概述汽车是现代社会必不可少的一种高效率的交通运输工具，其运输效率之高低在很大程度上取决于汽车的动力性，它是汽车最基本、最重要的一个性能。同时伴随着全球经济的发展，能源紧张已经成为全球关注的问题，如何节约燃料，较少能源消耗成为许多国家必须面临的严峻问题。汽车作为消耗燃料的主体，首当其冲面lf缶着降

5、低燃油消耗、提高燃油经济性的诸多技术要求。因此如何在保证动力性的前提下尽量减少汽车的燃油消耗量就显得尤为重要。2汽车动力性与燃油经济性仿真计算2．1发动机性能的数学建模2．1．1发动机外特性建模在汽车动力性和燃油经济性的计算模拟过程中都用到了发动机的外特性，利用插值函数或最小二乘拟合将试验测试得到的一组试验数据或据此绘制的一条曲线转化为数学模型。发动机外特性曲线描述的是发动机转速n与转矩r之间的关系，发动机转矩一般表示为发动机转速的一元多次函数，基本上均呈抛物线状。搀nD+嘞n+oan2+⋯+at矿(1)式中：，l—

6、发动机转速，r／rain；产—发动机转矩，N．m；矗一曲线拟合的最高次方。2．1．2发动机万有特性建模发动机的万有特性描述的是发动机的燃油消耗率b与发动·来稿日期：2007--07—25机转速孔和转矩7’两者之间的关系，是转速和转矩的两维函数。对于发动机万有特性的建模，目前主要有两种方法，一是采用根据试验所得数据列成矩阵来描述，计算时编写插值函数提取；二是曲面拟合的方法，但有可能引起其系数矩阵出现病态。在计算中采用二元拉格朗日插值法，分析原因主要是因为：曲面拟合法应用方便、速磨陕，但拟合误差较大特别是针对复杂曲面。而

7、插值法的特点则是精度较高，适用于各种曲面，但较为繁琐，其精度的高低则取决于数据点的疏密程度，因此可将数据选取点尽量选密，从而真实地反映发动机万有特性的局部特点，因此选取插值法建立发动机万有特性建模。在进行插值计算前，首先根据原始试验数据绘制燃油消耗率表格，如图1所示，为从燃油消耗率表格中截取的一小部分，要计算任意一点b(龙，Jy)处的燃油消耗率，可通过式(2)插值计算，具体如下：b(xl，弛l61j(耽，弛)●．b(x，，，)7．-6(翱，抑)b26(靶，y1)图1燃油消耗率插值法图解Fig．1Infuelollco

8、nsumptionrateinterpolationgraphicsolutionbl=(x-x1)46(勉，弛)+(规—曩)乖6(童l，知)b2=(x-x1)}6(，吐，)，1)+(勉—霄)幸6(量l，YI)■，k一，≯，■，》，≯，，．}设计与计算{．聿』曩●■0■1—，■：万方数据一2一何煦等：汽车动力性与燃油经济性模拟仿真与传动系参数优