NJ1042轻型货车发动机与传动系参数优化匹配

≥
ｌ １
≥ … ≥ 止
ｌ
（－ ２ ９）
为 了防止轻型货车加速过程 中出现动力传递中断 ，应保证当前梢 发动机的最高转速 ｎ 对应的最大车速 Ｕ 一 ｉ 一高于换人下一 档时发动机 最大转矩 点转速 Ｉ 对应 的车速 Ｕ 即： １ Ｔ ，
一
≤ 唑 ｄ ｌ ， ‘ — ） ＝，・， １ ２ ‘ｎ
ｎＴ
（ — ０ ２ １）
１目 十１
２３Ｎ １４ ． Ｊ０ ２基本参数及优化结果 汽车总质量 ｍ＝ ４ ０ ｇ ４ ５ ｋ ，轮胎滚动半径 Ｒ ＝ ． ６ ０３ ｍ，空气阻力系数 ５ Ｃｍ ． 汽车 迎 风 面积 Ａ ３４ｍ 传 动 阻力 系 数 ｆ００２， 油 密 度 ｆ０６ ４， ＝ ．４ ， ＝ ．１ 燃 ｐ ０７ ２ ｇ （ ＝ ．２ ￣／ 汽油 ）变速器各挡速 比： ｃ ，
１ ——预期最高车速 １ 满足最大爬坡度要求 ， 则有：
ｉ ≥ｊ
ｉ
…
— —
（ —５） ２
预期最 大爬坡度
（— ２ ６）
满足加速时 间要求 ， 则有：
ｔ ≤ｔ
ｔ 预期加速 时间 对 于轻型货车 ， 直接 挡最大动力 因数一 般为 ００—０Ｏ ， ．５ ．８ 因此满足 直接挡最 大动力 因数要求 ， 则有：
和燃 油经济性 。 本文以 Ｎ １４ 轻型货车为研 究对象， 用数学模型和优化方法 ， Ｊ０ 实例验证 了在 动力性 下降很 小的条件下 ， 通过 匹配优 化轻型货车的动 力系统可 以改善轻型货车的燃油经济性 。 ［ 关键词 ］ 传动 系 优化 发动机 动力性
１ 引言 ．
满足最高车速要求 ， 则有：
Ｕ ≥ｕ （— ） ２ ４
在对轻 型货 车的动力系统进行 匹配优 化设计 过程中 ，当发动机和 传 动系参数确定后 ， 需要对整车 的使用性 能进行 评价 ， 以判断发动机与 传动系统匹配是 否合理 ； 为优化 动力系统以获得更好的综合性能提 也 供依据 ， 价的合 理与否直接影 响到优 化决策。汽车的动力性 、 评 燃油经 济性 和排放性是 汽车整 车性能评价 中最重要 、 最基本的组成部分 。 根据发动机原理和汽车理论 ，汽车动力性 和燃 料经济性指标是相 互 矛盾 的， 因为动力性好 ， 别是加速性和爬坡 性好 ， 特 一般要求 汽车稳 定 行驶 的后备功率大 ； 但对 于燃料经济性来说 ， 必然 降低发动机的负荷 率 ， 而使燃料经济性变差 。从汽车使用要求来看 ， 从 既不可脱离动力性 来 孤立地追求燃料经济性 ， 也不能脱离经济性来 孤立 地追求动力性 ， 最 佳的设计方案是 汽车 的动力性与燃料经济性之间取得最佳折衷 。 汽车动力性燃料经济性 的综合评价指标 ， 该能定 量的反映汽车 应 动 力传动 系统 的匹配程度 ，能够反 映出发 动机动 力性与燃料经济性的 发挥程度 以及汽 车实 际行驶工况所对应 的发动机 工况与其理想工况的 差异。为此 ， 本文 以能量效率作为汽车动力性和燃 油经济性综合评价指 标。 ２Ｎ １４ ． Ｊ ０ ２轻 型 货 车 传 动 系 的 优 化 匹 配 ２１目标 函数 的建立 ． 目 函数是使设计得 以优化 的函数 ，可以用来评价设计方案 的好 标 坏， 建立 目标 函数是整个优化设计过程中的重要 问题。 轻 型货车动力系统 匹配优化 的 目的是使 轻型货 车在保证动力性的 前 提下 ， 常用行驶工况下燃 油经济性最佳 ， 能满足排放性 的要 求 ， 在 并 因此 ， 这是一个多 目标优化 问题 。轻型货 车的动力 性 、 油经济性和排 燃 放性指标 既相互联系又相互矛盾 ， 建立 目 函数 时 ， 标 不能单独考虑动力 性 指标 、 燃油经济性指标或排放性指标 ， 实际优 化过程中也很难达到 在 各 单 目 的最优解 。 标 一般通过构造评价函数 ， 将这样 的多 目 标优化 问题 转化 为单 目标优化问题 ，然后利用单 目标优化 问题 的求 解方法求ｍ最 优解 ， 并把这种最优解 当作多 目标优化问题的最优解ｌ １ ｌ 。 本文 以轻 型货车 的燃油经济作 为 目 函数 ，采用加权组合法构造 标 评 价函数 ， 通过在燃油经济性评价指标 和排 放性评 价指标 中引入加权 因子 ， 考虑这 两个分 目 标在综合评价指标 中相对重要程 度方 面的差 异。 由此建立轻型货车动力系统匹配优化设 计的 目标 函数 为：
ｉ： ． ９ ｉ ３ ８ ， ３ ２ ２ ， ４ １４ ， ５ ．０ Ｉ６１ ，２ ．９ ｉ ．６ ｉ ．２ ｉ ＝ ＝ － ＝１０
ｘ ｄ ｛２ Ｂ ） 】 －乞 １ ＝ － ￣ Ｉ
】
（－ ） ２１
式 中： 多工况燃油消耗量计算因子； ｋ￣＝ ， ｍ） Ｅｉｌ （ …， ——各主要排放物排放因子的计算 因子 。 。 ｐ（ １ ， ｍ卜 各计算 因子的加权 因子。 ， ， ， ， …， ｄ ｉ ２ ＿
科技信息
高校 理科 研 究
Ｎ ４ Ｊ ２轻型货车发动相与传动系蚕数优化匹 配 １ ０
史建祥 司文娟 苏铁 熊 （． １中北大 学机 电工程 学 院 ２中北大 学信 息与通信 工程 学院 ） ．
［ 摘 要］ 发动机与传动 系统的匹配研 究是 目前 汽车界所 关注的重大研 究课题 ， 者之 间匹配的好坏程度 ， 二 直接影响到整 车的动 力性
０．５≤ Ｄ（ ≤ ０． ０ ０８ （— ２ ７）
为防止轻 型货车在行驶过程中驱动力大于地面附着力 Ｆ而产生车 ， 轮滑转 现象 ， 还要满足地面附着条件：
哑
ｒ
≤Ｆ‘ ｐ
。
（－ ２ Ｒ］
‘ ｐ —— 附着系数 ， 良好干燥的混凝土或沥青路 面为 ０７ ．—０８ Ｆ 地面作用于驱动轮的法向反作用 力 ，Ｎ） （ 轻 型货车 主要用高档行驶 ， 考虑到各 档利用 率的差别 ， 较高档位相 邻两档位 问的传动 比的间隔应小些 ， 因此各档传 动比应满足要求