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1、·汽车动力传动系传动比的优化设计·文章编号:1002-4581(2007)04-0021-04汽车动力传动系传动比的优化设计123江海霞,何天明,杨超123JIANGHai-xia,HETian-ming,YANGChao(1、2.武汉理工大学汽车工程学院,湖北武汉430070;3.北京环保动力股份有限公司,北京102206)摘要:动力性和经济性是汽车的重要评价指标,而汽车传动系的传动比是决定汽车动力性和经济性的关键,文中以加速时间和六工况循环使用油耗作为衡量动力性和燃油经济性的两个分目标,建立了汽车动力性和经济性双目标函数下
2、的传动系传动比的优化模型,利用Matlab的优化模块对传动系传动比进行优化,使发动机与传动系合理匹配,改善汽车的经济性和动力性。关键词:传动系传动比;动力性;燃油经济性;优化中图分类号:U463.2.02文献标识码:A北京0前言1性能评价指标汽燃油经济性和动力性是评价一辆汽车好坏1.1汽车的动力性指标车的重要指标。汽车动力传动系统的匹配是否合汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线理,也就是汽车发动机型号和传动系类型及参行驶时由汽车受到的纵向外力决定的,所能达到数的选取是否合适,直接决定了汽车的动力性的平均行驶速度。汽车的动力性主
3、要可由以下三与燃油经济性的好坏。即使一台具有良好性能方面的指标来评定。的发动机,如果没有合理匹配的传动系,也不能(1)最高车速:最高车速是在水平良好路面充分发挥其性能。对于某一特定的车辆,当汽车上汽车所能达到的最高行驶速度。它只能反映汽总重、重量分配、轮胎等已确定的情况下,将发车本身具有的极限能力,并不能反映汽车在实际动机与传动系传动比合理的匹配起来即合理选行驶中的平均速度。择发动机与传动系统传动比,会大大降低汽车现代轿车的最高车速一般在120～250km/h的燃油消耗,并可获得较好的动力性,同时还可之间,货车的最高车速一般在
4、80～120km/h之间。以减轻发动机磨损,提高发动机的使用寿命,而(2)加速能力:汽车的加速能力通过加速时且可以取得良好的排放效果。选择动力传动系间表示,它对平均行驶车速有很大影响。特别是统传动比的方法有两种:一种是整车主要参数轿车,对加速时间更为重视。当今汽车界通常用和传动系传动比确定后,选择合适的发动机;另原地起步加速时间与超车加速时间来表示汽车一种是整车参数和发动机确定后,选择合适的的加速性能。原地起步加速时间是指汽车由1挡传动系。我们研究的是整车参数和发动机确定起步,并以最大的加速度逐步换至最高挡到某一后来确定最优的
5、传动系的参数即传动系的最优预定的距离或车速所需的时间。超车加速时间指传动比。用最高挡或次高挡由某一较低车速全力加速至《北京汽车》2007.No.4-21-·汽车动力传动系传动比的优化设计·某一高速所需的时间。并连续换挡加速至vamax所用的时间T=f1(x),并以(3)爬坡能力:汽车的爬坡能力是用满载时T的最小值作为优化匹配的动力性目标。汽车在良好路面上的最大爬坡度表示的。最大爬坡度是指1挡最大爬坡度。货车在各种地区的各3.2经济性目标种道路上行驶,必须具有足够的爬坡能力,最大先用曲面拟合的方法拟合出发动机油耗的爬坡度只反映汽
6、车的极限爬坡能力,并不能反映万有特性曲面,可以得出以发动机功率和转速为在实际行驶中的最大爬坡度。道路坡度是以坡高自变量的油耗率多项式ge=ge(ne,Pe)与坡长之比来表示的。在第i挡(传动比为xi)和车速va下发动机的转速和功率为1.2汽车的经济性指标n=va·i0·xi(r/min)e在保证汽车动力性的条件下,应尽量减少汽0.377r3车的燃油消耗量,燃油经济性好可以降低汽车的P=1$Gfva+CDAva+δGva·dv%(KW)eηt3600761403600gdt使用费用。汽车的燃油经济性常用一定运行工况可以求出在速度
7、va下行驶某段距离S的油下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量耗量为Q=ge(ne,Pe)PeW(1-2)能使汽车行驶的里程来衡量。目前,一般采用等S102vaρ速燃油经济性和多工况燃油经济性来评价汽车W为加权系数,等速时取1,加速时取1.05。的燃油经济性。将式(1-2)在六工况试验曲线上积分,就可北以得到六工况试验的油耗量QL=f2(x),以其最2设计变量的确定小作为优化匹配的经济性目标。京汽车的燃油经济性除了和发动机的燃油经目标函数F(X)=λ1·f1(x)+λ2·f2(x)汽济性有很大关系之外,还同汽车传动系的有效匹
8、式中λ1,λ2为加权函数,可以根据不同车型配有直接关系。因此,如果希望汽车在实际使用对动力性和燃料经济性的不同要求适当选取。目车工况下的百公里油耗最小,就必须合理地选择主标函数的数学模型可以通过Matlab编制程序建减速器传动比和变速器的传动比。故选定主减速立。器和变速器的各
