汽车发动机与传动系匹配的优化方法
汽车发动机传动系统设计与优化
汽车发动机传动系统设计与优化随着科技的不断进步和汽车行业的快速发展，汽车发动机的传动系统越来越重要。
传动系统是汽车驱动力的关键部件，直接影响车辆的性能、燃油效率和可靠性。
因此，优化传动系统设计，提高其效率和可靠性，是汽车制造商和工程师们面临的重要挑战。
一、传动系统的基本原理在研究传动系统设计与优化之前，我们需要了解传动系统的基本原理。
传动系统主要由发动机、离合器、变速器、传动轴和差速器等组成。
发动机通过离合器与变速器相连，变速器再将动力传递到车轮上。
传输动力时，需要根据车辆的速度和负载条件来调整传动比，以实现最佳性能和燃油效率。
二、传动系统设计的关键因素1. 动力输出传动系统的设计首要考虑因素是实现动力输出。
发动机的输出功率、转速和扭矩将直接影响传动系统的设计和参数选择。
传动系统需要保证能够适应不同负载条件下的动力需求，以提供足够的动力输出。
2. 燃油效率汽车制造商和消费者都对燃油效率越来越关注，因此传动系统的设计也应重点考虑燃油效率。
通过优化传动比、减少能量损失和降低发动机负荷等方式，可以有效提高燃油效率。
3. 可靠性和耐久性传动系统设计还应保证系统的可靠性和耐久性。
传动系统会受到各种负荷和环境条件的影响，因此各个零部件的选择和设计需要考虑材料的强度、耐磨性和疲劳寿命等因素，以确保传动系统能够长时间可靠运行。
4. 驾驶体验除了满足基本的动力输出和燃油效率要求，传动系统的设计也应关注驾驶体验。
平顺的换挡、快速的加速和减速都是提高驾驶舒适度和操控性的重要因素。
因此，传动系统的优化还应考虑换挡顺畅性、噪音和振动控制等方面。
三、传动系统的优化方法1. 多速变速器的应用多速变速器可以根据车辆的速度和负荷条件，选择最佳的传动比。
通过增加变速器的档位数，可以更好地匹配发动机输出，提高燃油效率和性能。
同时，多速变速器还可以提供更平滑的换档体验，提高驾驶的舒适性。
2. 轻量化设计汽车行业对车辆的轻量化要求越来越高，传动系统也不例外。
汽车传动系参数的优化匹配研究(精)
汽车传动系参数的优化匹配研究课题分析：汽车的动力性、燃油经济性和排放特性是汽车的重要性能。
如何在保证汽车具有良好动力性的同时尽量降低汽车的油耗并获得良好的排放特性，是汽车界需要解决的重大问题。
传动系参数的优化匹配设计是解决该问题的主要措施之一。
汽车传动系参数的优化匹配设计是在汽车总质量、质量的轴荷分配、空阻及滚阻等量已确定的情况下，合理地设计和选择传动系参数，从而大幅提高匹配后汽车的动力性、燃油经济性和排放特性。
以往传动系统参数设计依靠大量的实验和反复测试完成，耗时长，费用高，计算机的广泛应用和新的计算方法的出现，使得以计算机模拟计算为基础的传动系设计可在新车的设计阶段就较准确地预测汽车的动力性、经济性和排放特性，经济且迅速。
目前国内围绕汽车传动系参数的设计和优化，主要在以下几个方面展开工作：①汽车传动系参数优化匹配设计评价指标的研究；②汽车传动系各部分数学模型的研究，特别是传动系各部分在非稳定工况下模型的研究；③按给定工况模式的模拟研究；④按实际路况随机模拟的研究；⑤传动系参数优化模型的研究；⑥模拟程序的开发和研究。
检索结果：所属学科：车辆工程中文关键字：汽车传动系参数匹配优化英文关键字：Power train；Optimization；Transmission system; Parameter matching;使用数据库：维普；中国期刊网；万方；Engineering village;ASME Digital Library文摘：维普：检索条件: ((题名或关键词=汽车传动系)*(题名或关键词=参数))*(题名或关键词=优化)*全部期刊*年=1989-2008汽车传动系统参数优化设计1/1【题名】汽车传动系统参数优化设计【作者】赵卫兵王俊昌【机构】安阳工学院,安阳455000【刊名】机械设计与制造.2007(6).-11-13【文摘】主要研究将优化理论引入到汽车传动系参数设计中，以实现汽车的发动机与传动系的最佳匹配，达到充分发挥汽车整体性能的目的。
纯电动汽车传动系统参数匹配及优化
4、跨领域合作：加强汽车、电子、电力等多个领域的合作与交流，共同推动 纯电动汽车传动系统参数匹配及优化的技术创新和发展。通过跨领域合作，可 以充分利用各领域的优势资源和技术成果，实现传动系统性能的全面提升。
参考内容二
随着环保意识的不断提高和电动汽车技术的不断发展，纯电动汽车成为了现代 交通工具的重要选择。而传动系统作为纯电动汽车的关键部分，其性能和效率 直接影响到整个车辆的性能和续航里程。因此，对纯电动汽车传动系统参数进 行优化，可以提高车辆的动力学性能和能源利用效率。本次演示将开展纯电动 汽车传动系统参数优化的仿真研究。
总之，本次演示通过对纯电动汽车传动系统参数优化的仿真研究，找出了最优 的参数组合并分析了其对车辆性能的影响。这一研究对于提高纯电动汽车的动 力学性能和能源利用效率具有重要意义，并为未来纯电动汽车的发展提供了有 益参考。
参考内容三
随着全球对环保和可持续发展的日益，电动汽车（EV）作为一种零排放、低噪 音、高效率的交通工具，在近年来得到了快速发展。其中，纯电动汽车（BEV） 由于其完全依赖电力驱动，具有更高的能源利用效率和环保性能。然而，要实 现纯电动汽车的广泛应用，仍需解决诸多技术难题，其中包括动力传动系统的 匹配与整体优化。本次演示将就这一主题进行深入探讨。
对于未来展望，本次演示认为，纯电动汽车传动系统参数优化的仿真研究仍有 很多工作需要做。首先，需要进一步深入研究不同参数组合下的传动系统性能 表现，以找到更为优秀的参数组合。其次，需要新型材料和制造工艺在纯电动 汽车传动系统中的应用，探讨其对于提高传动系统性能和效率的影响。此外， 还需要考虑不同驾驶工况和路况下的传动系统性能表现，以进一步提高仿真研 究的现实意义。
汽车传动系参数的优化匹配
汽车传动系参数的优化匹配汽车的传动系对整车的动力性和燃油经济性有很大的影响,故传动系参数的确定成为汽车设计中一个重要的组成部分。
本论文主要研究的是如何将优化理论引入到汽车传动系参数设计当中,以实现汽车发动机与传动系的最佳匹配,达到充分发挥汽车整车性能的目的。
本论文利用最小二乘法和线性回归原理建立了发动机的使用外特性,并建立了传动系的数学模型,提出评价汽车动力性的优化指标体系。
标签：汽车传动系参数优化匹配优化指标1 传动系统匹配研究的目的和意义汽车整车性能的好坏不仅仅取决于发动机和传动系各自单独的性能,而是在很大程度上取决于二者匹配得如何。
在评价汽车的整车性能时,往往要用到一些特定的指标,如衡量汽车动力性的主要指标是其最高车速、爬坡性能和加速性能等,衡量燃油经济性和排放特性的主要指标是汽车在标准试验循环下的百公里油耗和每公里排放量。
这些指标除了反映发动机本身的动力性、燃油经济性和排放特性外,还体现了整车驱动系统(包括发动机、变速器、主减速器以及驱动轮等)的相互配合及优化程度。
一台发动机即使具有良好的性能,如果没有与之合理匹配的传动系,也不可能充分发挥其最佳性能。
2 汽车动力性评价指标的确定2.1 汽车动力性评价指标汽车的动力性主要由以下几方面的指标来评定:①最高车速。
②爬坡性能。
③加速性能。
2.2 汽车动力性优化指标装有理想变速器的汽车和四档变速器汽车驱动力特性曲线如图1所示。
可以看出,发动机匹配了四档变速器后,传动系的驱动特性有了较大变化,在一定程度上接近了理想传动系。
阴影部分的面积越小,就越接近理想的传动系。
若变速器的传动比可以无级变化,则阴影部分可以完全消除。
但对于机械变速器而言,变速器只有几个挡位,所以,阴影区不可能完全消除,但可以通过选择适当的传动比,使阴影部分的面积最小,这就是动力传动系的优化问题。
图2反映不同速度下发动机传到汽车驱动轮上的极限功率。
驱动功率极限发挥率Pdlim反映了发动机输出的最大功率Pemax在驱动轮上得到发挥的极限程度,其定义如式所示。
车辆动力传动系统匹配及优化
14.28
203.47
48.06
12
II
a
C
8.76
11.3
200.09
55.44
13
II
b
A
9.69
14.13
201.83
57.44
14
II
b
B
8.69
13.79
191
54.22
…
…
…
…
…
…
…
…
20
III
a
B
8.71
14.93
200.2
57.33
…
…
…
…
…
…
…
…
27
III
c
C
10.09
11.73
167.82
典型的动力传动系统一般由发动机、离合器、变速器、差速器、车轮等部件组成，采用 模块化的方法在 Cruise 软件中建立驾驶员—汽车—道路环境系统相互作用的汽车动力传动 系统模型。输入的参数主要包括整车质量、迎风面积、风阻系数、车轮半径、行驶阻力、传 动效率、变速器速比、发动机特性、循环工况和环境数据等；输出参数主要包括最高车速、 加速时间、最大爬坡度、循环工况油耗、各档等速行驶油耗等车辆动力性和燃油经济性评价 指标。图 1 为一款配有五档手动变速器、前置前驱的车辆动力传动系统示意图。
3.88 2.39 1.72 1.24 1.04 3.84 8.42 11.37 205.10 12.47
配齿后计算 结果
3.85 2.4 1.67 1.22 1.00 3.86 8.6 11.34 204.3 12.49
优化后整车 试验结果
3.85 2.4 1.67 1.22 1.00 3.86 8.45 11.56 201.40 12.90
车辆动力系统的优化与调校技巧
车辆动力系统的优化与调校技巧车辆动力系统的优化与调校是现代汽车工程中至关重要的一部分。
它涉及到发动机、传动系统以及其他关键组件的调整和优化，以提高车辆的性能和燃油效率。
在本文中，我们将讨论一些车辆动力系统优化与调校的技巧和策略。
一、发动机调校1. 动力输出调整：通过调整进气量和点火提前角度等参数，可以实现更高的动力输出。
根据不同的需求，可以进行不同的调整，例如提高低转速扭矩、增加高转速马力等。
2. 燃料混合比优化：通过调整发动机喷油系统，可以实现更合适的燃料混合比，以提高燃烧效率和燃油经济性。
同时，还需要考虑排放控制要求，以确保车辆符合环保标准。
3. 减小摩擦损失：通过采用先进的润滑技术和材料，减少发动机内部摩擦损失，可以提高动力输出和燃油经济性。
二、传动系统调校1. 变速器优化：通过调整换挡点和换挡时机，可以提高变速器的换挡平顺性和响应速度。
同时，还可以根据不同的驾驶条件和需求，进行变速器参数的适配调整。
2. 差速器调校：对差速器进行适当的调整，可以提供更好的驾驶稳定性和操控性能。
根据车辆类型和用途，选择合适的差速器设置，以实现最佳的动力输出和转向性能。
三、其他系统优化1. 车身结构优化：通过采用轻量化材料和优化结构设计，可以减轻车辆重量，提高燃油经济性和行驶稳定性。
2. 制动系统升级：对于性能要求较高的车辆，可以进行制动系统的升级，以提供更强大的制动力和更好的制动性能。
3. 悬挂系统调校：通过调整悬挂系统的刚度和减震器的阻尼特性，可以提高车辆的稳定性和操控性。
总结：车辆动力系统的优化与调校是一项复杂而细致的工作，需要综合考虑多个因素。
通过调整发动机、传动系统和其他关键组件的参数和特性，可以实现更出色的性能和更高的燃油经济性。
在进行调校时，需遵守相关法规和标准，确保车辆的安全性和环保性。
随着技术的不断进步，我们相信未来车辆动力系统的优化与调校将进一步提升，为消费者提供更优秀的驾驶体验和更高的性能表现。
汽车动力传动系统参数的优化方法
汽车动力传动系统参数的优化方法（读书报告）大三我们学习了汽车构造，汽车理论。
大四我们又学习了汽车设计和汽车与交通专题等课程。
上面介绍了很多关于汽车动力传动系统参数的设计方法，设计原则，优化方法和一些基本概念。
最近我有查阅了有关资料，对汽车动力传动系统参数又有了进一步的了解，下面我就汽车动力传动系统以及其参数的优化方法作一些系统的概括。
一汽车动力传动系统的概念及其作用汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系。
它应保证汽车具有在各种行驶条件下所必需的牵引力、车速，以及保证牵引力与车速之间协调变化等功能，使汽车具有良好的动力性和燃油经济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动轮能适应差速要求，并使动力传递能格局需要而平稳地结合或彻底、迅速地分离。
二汽车动力传动系统的组成及其布置形式传动系包括离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器及半轴等部分。
汽车传动系的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置，以及汽车用途的不同而变化的。
例如，越野车多采用四轮驱动，则在它的传动系中就增加了分动器等总成。
而对于前置前驱的车辆，它的传动系中就没有传动轴等装置。
传动系的布置型式机械式传动系常见布置型式主要与发动机的位置及汽车的驱动形式有关。
三汽车传动系统的分类1．机械式传动系机械式传动系结构简单、工作可靠，在各类汽车上得到广泛的应用。
其基本组成情况和工作原理：发动机的动力经离合器1、变速器2、万向节3、传动轴8、主减速器7、差速器5、半轴6传给后面的驱动轮。
并与发动机配合，保证汽车在不同条件下能正常行驶。
为了适应汽车行驶的不同要求，传动系应具有减速增扭、变速、使汽车倒退、中断动力传递、使两侧驱动轮差速旋转等具体作用。
2.液力传动系统液力传动系组合运用液力和机械来传递动力。
在汽车上，液力传动一般指液传动，即以液体为传动介质，利用液体在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。
动液传动装置有液力偶合器和液力变矩器两种。
乘用车底盘的动力总成系统：发动机与传动系统的协同优化
乘用车底盘的动力总成系统：发动机与传动系统的协同优化随着汽车产业的发展，乘用车底盘的动力总成系统的优化成为了汽车制造商关注的核心问题之一。
动力总成系统由发动机和传动系统组成，它们之间的协同优化是提高汽车性能和效率的重要途径。
本文将讨论乘用车底盘的动力总成系统，重点介绍发动机与传动系统的协同优化，并探讨其在提高汽车性能和燃油经济性方面的重要意义。
发动机是动力总成系统的核心部分，它负责将燃料转化为机械能，驱动车辆行驶。
发动机的性能直接影响着车辆的加速性能、最大速度、燃油经济性等方面。
为了提高发动机的性能，制造商采用了各种先进的技术，如涡轮增压、可变气门正时、直接喷射等。
这些技术可以提高发动机的功率和燃烧效率，使车辆具备更好的加速能力和燃油经济性。
然而，优秀的发动机性能仍然需要一个高效的传动系统来将其动力传输到车轮上。
传动系统主要由离合器、变速器和传动轴组成，它们的协同作用对车辆的性能和燃油经济性有着重要影响。
优化传动系统的设计和控制算法可以提高动力输出的效率，减少能量损失，提高燃油经济性。
同时，合理的传动比也可以提供更好的加速性能和行驶平顺性。
发动机和传动系统的协同优化是提高汽车性能和燃油经济性的重要途径之一。
首先，通过调整发动机和传动系统之间的匹配关系，可以实现最佳的功率输出和燃料消耗平衡。
例如，在高速行驶时，发动机可以运行在较低的转速下，以提高燃烧效率和减少能量损失，而传动系统可以选择合适的传动比，以保证车辆具有较高的最大速度。
这种协同优化可以使汽车在性能和燃油经济性方面达到最佳平衡。
其次，发动机和传动系统的协同优化还可以改善车辆的加速性能。
传统的汽车传动系统通常存在加速迟滞的问题，即在踩下油门后，车辆需要一定的时间才能实现理想的加速效果。
通过优化发动机和传动系统之间的协同工作，可以使车辆在任何转速下都能够迅速响应驾驶员的要求，提供更灵敏的加速性能，提高驾驶的乐趣和安全性。
此外，协同优化还可以改善车辆的行驶平顺性和驾驶舒适性。
汽车动力传动系参数匹配
汽车动力传动系参数匹配汽车动力传动系统是指将发动机的输出动力传输到车轮上的系统。
它是汽车动力系统中至关重要的一部分，对汽车的性能和燃油经济性起着重要作用。
汽车动力传动系统的参数匹配需要考虑多种因素，包括发动机的特性、汽车的重量和驱动方式等。
下面将从发动机、变速器和传动轴等方面进行参数匹配的详细分析。
1.发动机参数匹配发动机是汽车动力传动系统的核心部件，其参数的匹配直接影响到汽车的性能和燃油经济性。
首先要考虑的是汽车的使用需求，例如是用于城市通勤还是长途旅行，以及需要的加速性能等。
一般来说，小型轿车适合搭配小排量、高燃油经济性的发动机，而大型SUV则需要较大排量的发动机以提供足够的动力。
此外，还需要考虑发动机的最大功率和最大扭矩，并与汽车的重量进行匹配，以确保动力输出能够满足日常使用需求。
2.变速器参数匹配变速器是将发动机输出的动力传递到车轮上的关键组件，其参数匹配与发动机的参数密切相关。
对于手动变速器来说，需要考虑的参数主要是变速器的齿比范围。
一般来说，较宽的齿比范围可以提供更好的加速性能和燃油经济性，但同时也增加了制造成本。
对于自动变速器来说，除了齿比范围外，还需要考虑换挡时的平顺性和响应速度等参数。
另外，还要根据发动机的最大扭矩和转速特性来选择适合的变速器档位比，以实现最佳的动力输出。
3.传动轴参数匹配传动轴是将动力从发动机传输到车轮的关键组件，其参数匹配需要考虑车辆的驱动方式和布局。
对于前驱车型来说，传动轴的参数主要是长度和扭矩承载能力。
较长的传动轴可以提供更好的舒适性和操控性，但同时也会增加传动效率的损失。
对于后驱车型来说，还需要考虑传动轴的布局，例如卡式传动轴或者万向传动轴。
还要根据车辆的行驶状况和使用需求，选择合适的传动轴比例以提供最佳的动力输出。
除了上述三个关键部件，还需要考虑其他参数的匹配，例如差速器的参数和轮胎的规格。
差速器参数的匹配需要根据车辆的驱动方式和悬挂系统来选择合适的差速器类型和齿比。
重型载货汽车动力传动系统参数优化匹配
重型载货汽车动力传动系统参数优化匹配重型载货汽车作为一种用于运输大量货物的工具，其性能和可靠性对于物流效率的提升至关重要。
而动力传动系统作为汽车的核心组成部分，其优化匹配对于车辆性能的提升和经济性的改善至关重要。
传动系统包括变速器、传动轴、后桥等部分，下面就着重从这几个方面来谈一下如何优化匹配。
首先是变速器的匹配。
变速器可以控制车辆的转速，提供足够的马力和扭矩来使汽车克服道路和运输条件的限制。
对于不同的路况和运输条件，选择不同的变速器齿比和挡位组合可以实现更优的运输效率和更经济的燃油消耗。
例如，在不同的工况下，不同的变速器齿比和挡位组合可以提供不同的车速和经济性，选择合适的变速器匹配可以提高整车的运输效率和经济性。
其次是传动轴的匹配。
传动轴是将发动机的动力传递给汽车的轮胎，是重型载货汽车驱动的关键部件。
在选择传动轴时，需要考虑不同的运行负载和运行条件对于传动轴的要求，例如传动轴的扭矩承载能力和转速范围等。
通过选择合适的传动轴，可以实现动力传输的优化和车辆的增强。
最后是后桥的匹配。
后桥是驱动汽车轮胎的装置，其作用是将发动机传来的动力转化成轮胎的转动力，并且通过差速器将动力分配到汽车的左右两个轮胎上。
在选择后桥时，需要考虑不同的运行条件和驱动方式。
通过选择合适的后桥，可以提高汽车的行驶性能和运输经济性，减少燃料消耗和维修成本。
在重型载货汽车动力传动系统的参数优化匹配过程中，需要综合考虑车辆的负载能力、行驶条件以及发动机的功率和扭矩要求，对变速器、传动轴和后桥进行综合匹配，实现最优化的整车性能和经济性。
在车辆的使用过程中，需要根据实际情况进行调整和维护，以保证汽车的稳定性、可靠性和经济性。
在重型载货汽车的动力传动系统中，除了变速器、传动轴和后桥之外，还有液压传动系统、制动系统和转向系统等部分也需要注意优化匹配。
液压传动系统的匹配需要根据车辆的工作负载和运行环境进行优化，选择合适的液压泵和排量、压力等参数，以保证动力传输的效率和可靠性。
汽车动力传动系统参数优化匹配方法
机械传动汽车动力传动系统参数的优化通常包括发动机性能指标的优选，机械变速器传动比的优化和驱动桥速比的优化，以下分别阐述。
7.1汽车发动机性能指标的优选方法 在汽车设计中，发动机的初选通常有两种方法：一种是从保持预期的最高车速初步选择发动机应有功率来选择的，发动机功率应大体上等于且不小于以最高车速行驶时行驶阻力功率之和；一种是根据现有的汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有的功率。
在初步选定发动机功率之后，还需要进一步分析计算汽车动力性和燃料经济性，最终确定发动机性能指标（如发动机最大转矩，最大转矩点转速等）。
通常在给定汽车底盘参数、整车性能要求（如最大爬坡度max i ，最高车速max V ，正常行驶车速下百公里油耗Q ，原地起步加速时间t 等），以及车辆经常运行工况条件下，就可以选择发动机的最大转矩T emax ，及其转矩n M ，最大功率max e P 及其转速P n ，发动机最低油耗率min e g 和发动机排量h V 。
在优选发动机时常常遇到两种情况：一种情况是有几个类型的发动机可供选择，在整车底盘参数和车辆经常行驶工况条件确定时，这属于车辆动力传动系合理匹配问题，可用汽车动力传动系统最优匹配评价指标来处理。
第二种情况是根据整车性能要求和汽车经常行驶工况条件来对发动机性能提出要求，作为发动机选型或设计的依据，而这时发动机性能是未知的。
对于计划研制或未知性能特性指标的发动机性能可看作为发动机设计参数和运行参数的函数，此时，外特性和单位小时燃油消耗率可利用表示发动机的简化模型。
优选汽车发动机参数的方法: （1） 目标函数F （x ）目标函数为汽车行驶的能量效率最高。
（2） 设计变量X],,,,[max h M p e em V n n P T X（3） 约束条件1） 发动机性能指标的要求 发动机转矩适应性要求：3.1/1.1≤≤P em T T转矩适应性系数也可参考同级发动机试验值选取。
某载货汽车动力传动系统匹配优化过程
1 研究背景今年由国家统计局发布的相关资料显示,到2014年止我国汽车保有量达到1.5亿辆。
短短的10年,我国民用汽车的保有量从2003年的2380万辆增长到2014年的1.5亿辆。
车辆的快速增长,带来的能源紧缺和环保问题也是非常突出的。
对于物流企业来讲,货运车辆的经济性是影响物流成本的主要因素。
为了解决节能环保问题,人们在不断尝试各种新技术来改善汽车的整车动力性和经济性。
经过汽车研发人员的努力发现车辆整车动力性和经济性除了和车辆搭载的发动机性能紧密联系,同时也取决于整车动力传动系统的合理化匹配。
国内外专家对汽车发动机和传动系统的匹配问题进行了大量的研究,并开发了像AVL-Cruise、GT-SUITE这样的仿真软件。
利用这些软件可以通过仿真技术对传动系统的参数进行优化,达到提高整车性能的目的[1]。
该文就以对某载货汽车发动机和传动系统匹配优化为例,说明使用GT-DRIVE软件进行仿真辅助设计的过程。
2 建模仿真计算分析通过市场调研分析报告可以了解到关于某一市场细分的相关信息,例如:市场中某一载货汽车存在经济性不太好的问题。
为了解决市场问题,需要对该车进行进一步调研,以便确定该车的具体设计目标(假设u x ma ≥h km /115,i max ≥%30,Q z ≤km L /24)。
然后将该车发动机和传动系统进行参数匹配优化,给出理论上最为理想的传动系各部件的传动比。
载货汽车使用优化后的传动系统参数配置就可以使得该车的经济性能有所改善。
根据仿真计算分析的重点不同使用GT-DRIVE软件建模时有三种方式,即静力学、动力学及运动学模型。
分别可以进行基本性能分析、经济性分析和排放性能分析。
该文主要讨论载货汽车的经济性,所以应该选择动力学模型,它可以对汽车的行驶工况进行模拟所以能够准确仿真。
建立模型时只要根据该载货汽车的动力传递路线,再将GT-DRIVE元件库中相关的汽车元件拖入建模区并按动力传递方向进行物理连接,便可以建立所需的仿真模型。
汽车工程中的动力系统优化与传动系统设计
汽车工程中的动力系统优化与传动系统设计在汽车工程领域中，动力系统的优化和传动系统的设计是两个关键的方面。
动力系统的优化旨在提高汽车的性能和效率，而传动系统的设计需要确保动力能够有效地传递到汽车的轮胎上。
本文将探讨汽车工程中动力系统优化与传动系统设计的相关内容。
在动力系统优化方面，对发动机的设计和调校是至关重要的。
发动机是汽车动力系统的核心，决定着汽车的加速性能、燃油效率和排放水平。
优化发动机需要考虑多个因素，如汽缸数量、气缸容积、气门控制、点火系统、燃油喷射等。
首先，优化发动机的性能可以通过增加气缸数量来实现。
较高的气缸数量可以提供更大的功率和扭矩输出，从而提高汽车的加速性能。
然而，增加气缸数量也会增加发动机的重量和复杂性，因此需要在性能和成本之间进行权衡。
其次，气缸容积的选择对发动机性能有着重要影响。
较大的气缸容积可以提供更大的排气量，从而提高发动机的功率输出。
然而，过大的气缸容积可能会造成燃烧不完全和燃油浪费，因此需要综合考虑气缸容积和燃料经济性之间的平衡。
此外，控制气门的开闭时间和升程也是优化发动机性能的重要因素。
合理的气门控制可以提高燃烧效率，从而增加发动机的功率输出和燃油经济性。
现代发动机通常采用可变气门正时系统，它可以根据不同工况灵活调整气门的开闭时间和升程，以达到最佳的发动机性能。
另外，点火系统的设计也影响着发动机的性能和效率。
合理的点火时机可以提高燃烧效率，从而提高发动机的功率输出和燃油经济性。
现代发动机通常采用电子点火系统，利用传感器和控制单元来实时监测发动机的工况，以计算和控制最佳的点火时机。
除了对发动机本身的优化，传动系统的设计也是非常重要的。
传动系统负责将发动机的动力传递到汽车的轮胎上，影响着汽车的加速性能和操控性能。
首先，传统的手动变速器和自动变速器是传动系统中常用的两种设计。
手动变速器可以提供更直接的操控感受和更高的传动效率，适合对操控性能有较高要求的驾驶者。
自动变速器则提供更舒适和方便的驾驶体验，适合城市和交通拥堵的驾驶环境。
发动机传动系统的优化设计
发动机传动系统的优化设计随着汽车行业的不断发展，发动机传动系统也在不断升级。
传动系统作为整车的关键部件，其优化设计对于整车的性能和经济性都有着至关重要的影响。
所以，为了提高汽车的性能和经济性，发动机传动系统的优化设计已经成为了一个必要的发展趋势。
一、传动系统概述传动系统是汽车中将发动机的动力传递到车轮的几个部分的总称，通常包括离合器、变速器、传动轴、差速器和驱动轴等。
在传动系统中，发动机产生的动力需要通过几个部件的协调作用完成到车轮的传递。
离合器是传动系统的第一个部件，它通过与发动机连接或断开，控制发动机输出动力的转矩是否能够传递到变速器。
变速器的作用是在不同转速和扭矩需要下，能够选择合适的齿轮组合去匹配。
不同的齿轮比可以调节车辆的加速度、最高速度和驾驶舒适度。
传动轴是将变速器的力传递到差速器的部件。
通过传动轴的转动将发动机的扭矩传输到后桥。
差速器是一个重要的部件，作用是将动力传递到自转车轮上，同时通过四个小齿轮的协作，实现左右轮子相互配合，以避免在直线行驶时内外轮的旋转速度不匹配而产生的问题。
驱动轴负责将差速器输出的动力传递给车轮，进而推动整个车体行驶。
二、传动系统优化设计1. 提高传动效率传动效率指的是能量损失在传动系统中的百分比。
优化传动效率可以减少传动系统的体积、重量和功率损耗等问题。
所以，提高传动效率的从其可以归纳为两种:（1）机械效率的优化。
机械效率是指传动系统中从输入端到输出端所损失的功率与输入功率之比。
减少机械损失的一种方式是减少系统中的摩擦和惯性损失，另外一种方式是通过采用气液耦合器等技术减少经济性影响。
（2）控制效率的优化。
控制效率是指控制器的控制能力和响应速度对于系统效率的影响。
掌握好系统效率的控制速率可以降低能量消耗，提高输出功率。
2. 降低噪音和震动降低噪音和震动是提高人机舒适性和驾驶安全性的重要手段。
传动系统中的震动和噪声直接影响车辆整体的舒适度，同时高频率的震动会影响传动系统的寿命和安全性。
车辆工程技术与车辆传动系统的优化设计原则
车辆工程技术与车辆传动系统的优化设计原则车辆工程技术与车辆传动系统的优化设计是为了提高车辆性能和行驶安全而进行的工程实践。
在设计车辆传动系统时，需要遵循一些优化设计原则，以确保车辆的高效性、可靠性和可持续性。
下面将探讨一些重要的设计原则。
1. 动力匹配原则动力匹配是指车辆的动力输出与传动系统的设计相匹配。
在进行车辆传动系统设计时，需要考虑车辆的功率、扭矩和转速要求，以选择合适的传动比和传动方式。
合理的动力匹配可以提高车辆的加速性能和燃油效率。
2. 可靠性和安全性原则可靠性和安全性是车辆传动系统设计的核心原则。
传动系统的设计应考虑到各种应力和负载条件下的材料强度和传动元件的可靠性。
此外，还应加强对传动系统的安全性能考虑，确保驾驶员和乘客的行驶安全。
3. 质量和重量降低原则车辆传动系统的设计应追求质量和重量的降低。
采用先进的轻量化材料和设计技术，如高强度钢、铝合金和复合材料，可以有效降低车辆的整体重量，提高燃油效率和悬挂系统效果。
4. 效率提高原则车辆传动系统的优化设计应着重提高传动效率。
降低各个传动元件的摩擦损失和能量损失，如减小齿轮啮合时的能量损失、降低液压传动系统的能量损失等，有利于提高传动系统的效率。
5. 可持续性原则在车辆传动系统的设计中应考虑到对环境的影响和可持续性发展。
采用低排放的动力控制系统，如混合动力系统和电动机系统，可以减少车辆对环境的污染。
此外，还应注重传动系统的可维护性和可更新性，以减少废弃件的数量。
6. 舒适性和驾驶体验原则车辆传动系统的设计应注重驾驶舒适性和驾驶体验。
通过降低传动系统的噪音和振动，改善换挡的顺畅性和驾驶操控性，可以提升乘坐舒适性和驾驶员对车辆的满意度。
7. 经济性和成本效益原则车辆传动系统的设计应追求经济性和成本效益。
优化设计可以降低制造和维护成本，提高车辆的可靠性和耐久性，从而减少车辆的运营成本。
综上所述，车辆工程技术与车辆传动系统的优化设计应遵循多个原则，包括动力匹配、可靠性和安全性、质量和重量降低、效率提高、可持续性、舒适性和驾驶体验，以及经济性和成本效益。
汽车动力传动系统优化匹配
§2－2 汽车燃料经济性的评价指标
• 等速燃料经济性：它是一种常用的评价指标，它指汽车在额定载荷下， 以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。但这种评 价方法没有反映出汽车实际行驶中受工况经常变化的影响。 • 多工况燃料经济性：汽车多工况循环模式，是在大量进行汽车实际行 驶工况调研和统计的基础上获得的，因而采用多工况循环试验规范获 得的汽车燃料经济性更接近实际行驶状况。自70年代起，各国为了能 正确地模拟汽车行驶工况，在测定汽车典型使用工况的基础上，制订 了各种试验规范，如联合国欧洲经济委员会颁布的ECE15循环工况； 美国汽车工程师学会SAE制订的燃料经济性测量道路试验程序J1082b； 我国的载货汽车六工况试验循环JB3352、城市客车四工况试验循环 JB3972等。目前我国分别新发布了乘用车与商用车辆燃料消耗量试验 方法（GB／T l2545.1-2001、GB／T12545.2-2001） 并以这些试验循环 的百公里燃油消耗量来评价相应行驶工况的燃料经济性。
汽车行驶的能量
能量利用率定义
汽车能量利用率计算
能量利用率的意义
• 从能量利用率的推导过程可以看出，这个 指标已把发动机和底盘的固有特性与汽车 实际行驶条件相结合，既反映了汽车具有 的能力，又反映了汽车的实际使用效果， 因此用它作为汽车动力传动系统合理匹配 综合评价指标，既反映汽车动力传动系统 与使用工况匹配程度，又能提示动力传动 系统改善的潜力和途径。
•
桥的传动效率随载荷变化曲线
• 3.4为两种驱动桥的传动效率随载荷的变化 曲线，试验温度为80℃，输入速度为 260r/min，两种桥的最大允许输入扭矩都 约为10000Nm。
传动效率 0.96 0.955 0.95 0.945 0.94 0.935 0.93 0.925 0.92 0.915 0.91 0 1000 2000 3000 4000 5000 东风后桥总成 桥输入载荷（Nm） 6000 7000 8000
汽车动力传动系统合理匹配的实用方法
表2 主传动比数值
原车主传动比 主传动比1 主传动比2 主传动比3
数值
4.4
3.91
5.85
6.67
表3 改变汽车主传动比后结果对比
百公里燃油消耗量 /l。(100km)－1
平均燃油消耗率 /g。(kW。h)-1
直接档最大动力 因数D0max
Ⅰ档最大动力 因数D1max
最大 爬坡度
λ值
原车
14.90
文献［1］提出了发动机有效效率利用率ηQ=
。它能够反映发动
机经济性能发挥程度，ηQ的值越大，发动机与传动系在经济性能方面匹配得越好。当
发动机完全在经济区工作时，ηQ=1。
汽车动力性的评价指标有最高车速、加速时间和最大爬坡度。这些指标是汽车所 能达到的极限值，在一般运行条件下，汽车不会以这些工况运行。所以汽车的动力性 也与常用的使用条件(行驶工况)有关。对于同一辆汽车，若在不同的使用条件下运行 (例如城市公共汽车的不同路线)，其动力有时显得充足，有时显得不足。具体表现在 运行工况的一些参数的变化上。当动力相对不足时(道路坡多路陡、路面状况差、载荷 大等情况下)，就会频繁使用低速档，滑行的使用减少，这说明孤立地考虑汽车动力性 而忽视具体的使用条件，是不足以说明汽车的动力是否充足的。对于用户来说，提高 运输效率是关键，也就是说，汽车行驶到目的地的时间、载货量、燃料消耗量是衡量 汽车好坏的标准。这就要求汽车以最短的时间，最少的耗油量来完成最大的工作任 务。汽车动力性具体表现在汽车对高速档的利用率上。 为此用汽车在某一常用工况下高档利用率(最高档和次高档)ηk来评价汽车的动力
334.75
0.045 0
0.397
40 0.138
主传动比1 主传动比2 主传动比3
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摘要：本文在考虑变速器档位利用率时，以驱动功率损失率作为动力性评价指标，有效效率利用率作为燃油经济性评价指标，以两者的加权值作为目标函数，以确定最佳的主减速器传动比和变速器的各档传动比，试图定量反映汽车动力传动系统匹配程度，使汽车动力性和燃油经济性都能得到充分发挥。
关键词：传动比；匹配；优化方法
1．问题的提出
在设计和汽车改进时，当汽车的总质量、质量分配、空气阴力及轮胎滚动阻力等已经确定后，如何进行发动机与动力传动系统的合理匹配，对保证汽车的动力性和燃油经济性是非常重要的。
近年来围绕发动机与传动系的匹配，各国学者进行很多探讨。
一般采用汽车原起步连续换档加速时间作为动力性评价指标，多工况燃油消耗量或实际工作区与经济工作区的接近系数作为燃油经济性评价指标，用汽车原起步连续换档加速时间与多工况燃油消耗量或接近系数的加权值作为目标函数，而这些指标实际上是汽车基本性能指标的综合。
作为汽车动力系统的最优匹配评价指标和目标函数，应该能定量反映汽车动力传动系统匹配程度，能反映汽车动力性与燃油经济性的发挥程度，能够提出动力系统改善的潜力和可能途径，本文以驱动功率损失率作为动力性评价指标，有效效率利用率作为燃油经济性评价指标，以两者的加权值作为目标函数，试图解决上述问题。
2．汽车的动力性评价指标
2.1 汽车的驱动力
作用于车轮上的转矩是由发动机产生并经传动系传至驱动轮上的。
若Ｔe表示发动机的转矩(Nm)，igj 表示变速器的传动比，i０表示主减速器传动比，ηtj表示传动系各档的传动效率，rr表示驱动轮的滚动半径（m），则对于n档变速器，第j档的汽车驱动力Ftj为
2.2 发动机外特性转矩
发动机制造厂提供的发动机转矩特性曲线常是试验台上未带空气滤清器、水泵、风扇、清声器、发电机等条件下测得的。
带上全部附件设备时的发动机特性曲线称为使用外特性曲线。
使用外特性曲线的功率小于外特性的功率。
一般汽油发动机使用外特性的最大功率比外特性的最大功率约小15%；货车柴油机的使用外特性最大功率约小5%；轿车与轻型汽车柴油机约小10%，在加速过程的不稳定工况下，发动机所能提供的功率一般要较稳定工况时下降5%-8%。
为了便于设计,常采用多项式来描述由试验台测得的发动机外特性转矩,即
式中,n为发动机转速（r/min）,发动机转矩模型中的多项式系数由a0、a1、…am最小二乘法来确定，m随特性而异，一般在3，4，5中选取。
图1为装有内燃机和4档变速器汽车与装有理想动力传动系汽车的驱动特性曲线。
双曲线为理想动力传动系汽车的驱动力曲线，曲线上方的区域因发动机功率所限为汽车不能达到的范围。
第j档时驱动力Ft曲线与横坐标（车速ua）所围成为的面积为
驱动功率损失率反映实际汽车动力传动系统特性与理想动力传动系的差距,它反映了发动机动力性能发挥程度,其值越小,发动机与传动系在动力性能方面匹配就越好。
3．汽车的燃油经济性评价指标
3.1 发动机的实际燃消耗率
发动机燃油消耗率表示发动机将燃油化学能转化为发动机有效功的效率,发动机的有效效率ηe与燃油ge消耗率之间存大如下关系:
式中: Hu燃油的低热值(kJ/kg),汽油43961.4kj/kg,柴油42496KJ/Kg。
发动机有效效率的最大值出现在万有特性的理想工作区,也就是在燃油消耗率最低区.而在实际行驶条件下,发动机能否工作在理想工作区(经济区)与汽车行驶工况、伟动系参数和发动机特性有关。
假定汽车实际行驶状况为车速uai，驱动力Fti,则由下式可推知发动机的工况为转速ni和转矩Tei。
查万有特性曲线可得此时发动机的实际燃消耗率。
3.2 有效效率利用率
本文采用发动机有效效率利用率作为燃油经济性评价指标。
发动机有效效率利用率ηθ为发动机的实际燃油消耗率ge与发动机理想工作区有效燃消耗率ge比值的平均数，即
发动机的实际工作状况受发动机的技术状况、道路条件、运行条件、交通状况、装载情况、气候条件和地理信置的影响，同一汽车在不同的条件下，实际工作状况不同。
它可以通过工况统计测定和随机模拟获得。
4．驱动功率损失率和有效效率利用率的修正
考虑到变速器各档使用率的不同，为了反映不同实际使用条件对传动比的要求，我们对驱动功率损失率和有效效率利用率进行修正。
发动机的万有特性曲线是在稳定工况下测得的,在不稳定工况下,数值是不同的,而汽车除等速工况处,还有加速、减速、怠速等工况。
在加速过程的不稳定工况下,发动机所提供的功率要较稳定工工况下降
5-10%。
我们采用系数ζ对驱动功率损失率进行修正,汽油机的修正系数ζ=0.9，柴油机修正系数ξ=0.95,等速行驶时ξ=1.0。
变速器各档的使用率可用于确定汽车的实际行驶状态，由于怠速情况对传动系参数的影响较小，而减速行驶时油门松开，并进行轻微制动，发动机处于强制怠速状态，其油耗量即为正常怠速油耗。
故仅考虑汽车等速、加速两种情况，因此，为便于计算和分析，我们认为其等速工况所占的比例与该档的实际利用率相同，并据此确定了汽车的工作状况及发动机在（Nei,Tei）时的工作时间ti，并对加速工况按修正系数ζ进行修正。
修正后的有效效率利用率为：
5．目标函数
基于对汽车动力性和经济性的不同考虑，目标函数可有三种方式：
（1）对于要求高动力性能汽车，如越野车、高级轿车，则宜选用动力性最值的传动比，即
（2）对于要求高燃料经济性的汽车，如城市公共汽车，低排量家用轿车，则选用燃油经济性最值的传动比，即λ１＝０，λ２＝1.0
（3）对于大多数汽车而言，即要求有良好的燃油经济性，又能保证足够的动力性。
此时可对动力性和燃油经济性作同等重要的考虑，即λ１＝0.5，λ２＝0.5
综合上述各项条件，即可得考虑变速器档位利用率时，使汽车动力性和燃油经济性都能得到充分发挥的主减速器传动比和变速器各档的传动比。