基于中国交通特征的车辆行驶工况及载荷谱的研究

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1、分类号：U467.5+23密级：UDC：621编号：15-080200-79M河北工业大学硕士学位论文基于中国交通特征的车辆行驶工况及载荷谱的研究论文作者：寇许学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：机械工程指导教师：石维佳职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringTheStudyofDrivingCycleandRoadLoadSpectrumBasedontheTrafficCharacteristicsi

2、nChinabyKouXuSupervisor:Prof.ShiWeijiaMarch2015原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩

3、印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要变速器是汽车的重要组成部件，变速器的好坏对汽车的经济性、动力性、安全性都有密不可分的关系。目前对变速器性能的考核主要借鉴国外的考核方法，但我国交通特征与国外存在差异性，并且一些变速器出现了水土不服的现象。本文基于中国的交通特征，研究车辆行驶工况和载荷谱，用于变速

4、器可靠性的考核。首先，分析了道路试验数据的采集方案，主要采集汽车速度、挡位信号和变速器输入端扭矩。车速的采集采用五轮仪的原理，然后根据速比关系和车轮滚动半径计算出车速。挡位信号，需要安装挡位传感器，并把开关形式的信号转换为数字量信号来记录。变速器输入端扭矩，由于试验条件的限制，没有直接测量该扭矩。而是分析汽车受力，然后推导出变速器的受力情况，从而计算出变速器输入端的扭矩。其次，研究了载荷谱的构建方法，主要应用雨流计数方法。雨流计数法包括等值数据压缩、峰谷值提取、去除无效幅值和循环数的提取四个步骤。又因为四点法既简单又不易出现误判，所以采用四点法进行雨流循环的

5、判定。根据上述理论编写了MATLAB程序，处理得到了各挡位的扭矩分布图。另外，利用等效损伤理，得到了变速器基于扭矩、转速的稳态加载方案。再次，研究了车辆行驶工况的构建，先利用雨流计数方法中的等值压缩、峰谷值提取和去除无效幅值对原始采集数据进行过滤；然后采取定步长截断方法获取行驶片段的样本；再用聚类分析方法筛选出有代表性的行驶片段。按照上述方法，编写MATLAB程序对原始数据进行处理，得到了高速、中速和低速三个行驶工况，将这三个行驶工况拼接可以得到最终的行驶循环工况。最后，总结了载荷谱和行驶工况在变速器加载领域的应用方法，表明了载荷谱和行驶工况在实际应用中的科

6、学性和可行性。关键字：雨流计数方法聚类分析方法载荷谱行驶循环工况IABSTRACTTransmissionisakeypartofautomotive.Itsperformanceisrelatedtothevehicledynamics,fueleconomicsandvehiclesecurity.Currentlyourcountrymainlydrawlessonsfromforeigncountriesonthetransmissionperformanceappraisal,butthetrafficcharacteristicsexistdif

7、ferencesindifferentcountries,andsometransmissionhavebeenbrokenbecauseofthis.Thearticlediscussestheloadingschemeoftransmissionperformancetestbasedonthetrafficcharacteristicsinchina.Firstofall,theroadtestdataincludesthespeed,thegearsandthetransmissioninputtorque.Fivewheelmeterprincip

8、leisusedtocollectthespeed,