载货汽车动力传动系统参数优化匹配(精)
汽车发动机动力的匹配及传动系统参数的选择2.
FD1020D6K汽车动力性及传动系统主要参数的确定和选择计算条件:1.设计对象主要是运行于城市及城乡结合部的小型载货汽车2.汽车在满载时、挂直接档在平坦良好路面上用最高车速行驶3.满载总质量m=3300kg 前轴:1115 kg(34%)后轴2185 kg(66%)4.根据前后轴荷分配的情况,选定车轮,车轮胎用6.00-14LT 8层级普通钢丝子午线轮胎5.直接档速比=1, 希望直接档的最高车速V=68km/h 直接档经济车速V'=50km/h一、汽车发动机动力的选择1.1.后桥主减速器比初步选择对于总重3吨左右的小型载货车而言,使用的柴油发动机多为480或485系列,它们的最高转速在3000-3200,经济转速约为2150,由满载直接档经济车速V'=50km/h估算=1 ——汽车滚动半径,===;根据公式=>= 0.377 n / V'=5.25选择212加强型后桥,主减速器比=5.375,额定轴荷2500kg1.2在满足上面设定的计算条件下,直接档的最高车速V=68km/h时所需发动机的功率为PP=(+)P ——发动机功率(kw);——传动系数,4×2单级主减速器=0.86——重力加速度,取=9.8;——滚动阻力系数,对货车取0.021;——空气阻力系数,货车在0.8—1.00之间,取0.9;A——汽车正面投影面积:=2.28m2;V——最高车速 V=68km/h;——汽车总质量=3300kg,P==此时的P为装有全部附件时测得的最大有效功率,约比发动机外特性的最大功率值低12~20%,此处取16%。
则汽车在满载、挂直接档在平坦良好路面上用V=68km/h 车速行使时,所需发动机外特性最大功率为: =P/(1-16%=29.51.2 功率为时的转速n根据直接档最高车速V的值来推算=> n=V*/0.377最高车速V=68km/h——汽车滚动半径,=;——计算常数,子午线胎用3.05,斜交胎用2.99 ;——变速器直接档传动比,;——后桥传动比,;n=68×1×5.375/(0.377×0.324)=29921.3 根据外特性曲线来选定发动机:1.3.1根据直接档V=68km/h时对发动机转速、功率的要求来选择发动机n=2992=29.5常柴CZ480QA发动机外特性曲线的参数符合上述要求1.3.2 发动机在n=2992时还应提供足够的扭矩,才能满足直接档V=68km/h的要求由转矩和功率的关系可知:T=T——发动机在时应提供的扭矩(N m);n=2992;T ==94 N m查CZ480QA发动机外特性曲线,在n=2992所能提供的扭矩T=95N m,所以发动机提供的扭矩可以满足使用要求。
几篇关于重型载货汽车动力匹配的文章简述
重型载货汽车传动与动力匹配一、参考文献介绍1《重型载货汽车动力传动系统参数优化匹配》作者:王铁武玉维李萍锋郑利锋王晓2《某重型汽车动力性与燃油经济性仿真与匹配优化》作者:杜子学颜溯刘记君3《重型汽车列车动力系统的优化匹配》作者:张翠平吕秀斌李萍锋胡建功4《基于发动机特性综合评价的传动系优选匹配方法》作者:刚宪约朱江苏柴山5《载货汽车动力传动系统的优化设计》作者:鲍远通范振勇6《基于CRUISE的动力传动系统匹配建模与仿真分析》作者:陈金柱张洁哈建东7《基于燃油经济性的汽车动力传动系匹配优化》作者:杜子学刘记君8《重型载货汽车动力传动系匹配研究》作者:董金松9《重型载货汽车动力传动系统匹配优化》作者:王乾峰10《新型混合动力汽车传动系统设计与工作模式耦合特性分析》作者:杨阳赵新富秦大同段志辉巩慧二、文献摘要1《重型载货汽车动力传动系统参数优化匹配》作者:王铁武玉维李萍锋郑利锋王晓针对某重型载货汽车油耗过高问题,利用仿真软件AVL-Crusie建立了整车性能仿真模型,采用MATLAB软件建立了数学分析方程,并集成到优化平台ISIGHT 软件中,对汽车动力传动系统的速比参数进行了优化设计和匹配。
在满足汽车动力性各项设计指标的前提下,该车辆驱动功率损失率降低了0.28%,6工况循环油耗降低了3.7%。
2《某重型汽车动力性与燃油经济性仿真与匹配优化》作者:杜子学颜溯刘记君根据某重型汽车的结构参数,按照动力传递路线,利用GT-DRIVE软件对该重型汽车进行了建模仿真,并分析了其动力性和燃油经济性。
仿真结果与试验结果的对比验证了该整车模型的正确性。
将此模型导入modeFRONTIER优化软件,采用多目标遗传算法对该车的传动系统参数进行优化,从优化方案中选取几种方案进行比较分析,并根据实际使用的需要确定了该车动力传动系统的最佳匹配方案。
3《重型汽车列车动力系统的优化匹配》作者:张翠平吕秀斌李萍锋胡建功利用CRUISE软件对TY4250半挂牵引车进行了建模,并对其动力性和燃油经济性进行了模拟仿真和计算分析;结合试验结果,验证了TY4250半挂牵引车CRUISE 模型的正确性。
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:
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
重型货车传动动力匹配与优化PPT课件
经济性分目标函数
• 采用能够全面反映汽车油耗情况的载货汽车6工 况循环使用油耗作为整车燃油经济性的分目标函 数,其整个试验循环的百公里燃油消耗量公式如 下:
Q多 =
Q 100
S
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双目标函数的综合
F ( x) 1 f1 ( x) 2 f2 ( x)
•
其 济
中 性
f1 (
分
x)为整车动力 目标函数;1
• 2.利用ASA对构造的优化问题进行全局搜索 • 3.利用RSM对历史数据中构造设计变量和相应近似模拟 • 4.利用二次规划优化方法获得全局的最优点
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优化结果分析
• 对比优化前后的汽车动力性,燃油经济性指标,得到优化前后的性能参数,为确保所要得到的汽车性能奠 定基础。
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某载货汽车性能优化前后对比图
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结束
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谢谢您的观看!
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• CRUISE与MATLAB软件保证自变量按优化得到的数值自动修改,也可读取输出文件的计算结果,从而保证 整个过程自动运行。
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优化策略的确定
• 1.采用ISIGHT软件提供的实验设计(DOE)方法构造样本数据分布,搜索整个设计空间,最后筛选出对目 标函数影响最大的变量作为优化问题的设计变量
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目标
• 在保证汽车动力性的前提下,降低燃油消耗率,使两者达到合理的匹配,成为汽车领域研究的重要课题。
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• 汽车传动系的主要参数包括:
• 1、变速器传动比; • 2、主减速器传动比; • 3、档位数目;
传动系的主要参数
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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。
汽车动力传动系统参数优化匹配方法
1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m ax 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。
载货汽车动力传动系统参数优化匹配-25页文档资料
收敛
结束
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优化结果--优化前后的传动系速比
变速器档位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
主减速器
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原车传动系速比 15.53 12.08 9.39 7.33 5.73 4.46 3.48 2.71 2.10 1.64 1.28 1 4.42
优化后传动系速比 15.5455 12.0714 9.375 7.27273 5.6452 4.381 3.40 2.639 2.048 1.591 1.261 1 4.22
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优化结果--优化前后的汽车性能指标
指标
最高车速(km/(m/s2) 性
驱动功率损失率
40km/L等速油耗(L/100km)
经
50km/L等速油耗(L/100km)
济
60km/L等速油耗(L/100km)
性 70km/L等速油耗(L/100km)
六工况油耗(L/100km)
驱动功率损 失率f(X1)
六工况f(X2)
F(X)=ω1f(X1)+ω2 f(X2)
动力性约束及 各档速比约束
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优化系统集成
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优化组合策略
开始计算
速比设计变量 DOE实验设计
未结束
速比的修改
ASA全局搜索 未收敛
RSM 局部搜索
未收敛
任务计算
NLPQL数值优化
加 速 度 性 能
爬 坡 性 能
等 速 百 公 里
多 工 况 循 环
汽 车 能 量 利
油
油
用
耗
耗
率
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基于AVLCRUISE的某小型货车动力传动系统优化匹配
提高车辆动力性和经济性 降低排放和噪声 优化传动系统效率和可靠性 确保与发动机和底盘的匹配协调
方案目标:提高动力性和经济性,降低排放
方案内容:基于AVL CRUISE进行动力传动系统参数优化,包括发动机、变速器和底盘 等部件
实施步骤:a.建立模型并进行初步分析;b.进行多目标优化设计;c.优化结果验证与评 估;d.方案实施与测试
可进行动力传动系统优化匹配和性 能预测
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支持多种车型和发动机类型
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用户界面友好,易于操作和使用
发动机:提供动力,决定车辆性能 变速器:调节车速,改善驾驶体验 传动轴:传递动力,实现车辆行驶 差速器:控制转向,提高操控稳定性
动力性能不足,加速性和爬坡能力差 燃油经济性差,油耗高 传动效率低,动力损失大 维护成本高,维修不便
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人:XX
01
02
03
04
05
06
AVL CRUISE是一款汽车仿真 软件
AVL CRUISE支持多种车型和 动力系统
AVL CRUISE可以模拟车辆的 动力性能和排放性能
AVL CRUISE广泛应用于汽车 行业
车辆动力传动系统仿真软件
提高了车辆的动力性和燃油经济性
优化了传动系统的性能,提高了驾 驶舒适性
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减少了排放,提高了环保性能
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实现了更高效的能量利用,提高了 续航里程
评估方法:通过对比优化前后的动力传动系统性能参数,如功率、扭矩、油耗等, 以及实车试验验证
评估结论:优化后的动力传动系统在性能参数上有所提升,实车试验验证效果良 好,能够提高车辆的动力性和经济性
商用汽车动力传动系参数的优化设计_图文(精)
第27卷第l期辽宁工程技术大学学报(自然科学版 2008年2月V01.27No.1Joumal ofLiaoning Technical Univers时(Natural Science Feb. 2008 文章编号:i008拐62(200801m11∞3商用汽车动力传动系参数的优化设计关志伟1,孙奇涵1,张建华2(1.天津工程师范学院汽车工程系,天津300222:2.慕迪光大技术服务有限公司,北京100083摘要:为了对商用汽车动力传动系参数进行优化设计,在汽车动力性和经济性模拟计算的基础上,应用优化设计理论及方法,以汽车能量利用率为目标函数,提出了一种商用汽车传动系参数的优化设计方法。
以某商用汽车传动系参数的优化为例,经过优化传动系参数后的计算结果表明;燃油经济性提高了3.82%;∞95(kⅡ1,h加速时间为57.45(s,动力性提高了1.63%。
研究结果为商用汽车动力传动系参数的合理匹配提供了一种新的方法。
关键词:商用汽车;动力传动系:匹配:优化中图分类号; u 416.1文献标识码:AOptimal design memod of 10r巧powertrain parametersGUAN Zhiweil,SUN Qihanl,ZHANG Jianh瑚‘(1.DepartIIIent ofAutomotiVe En垂n∞一ng,Tianjin Unive璐时of Technolo留and Edu∞tion,Tia珂in 3∞222,China;2.M∞dy EverbrigIlt TechIlical Ser、,ice Co.,Ltd,Beijing 10∞83,China Abstracts Tb rcalize optimal design of lor巧powenrain paraI】∞ters,mis paper based on tlle siInulatin memod 0f automotiVe perfb咖锄ce aIld fuel economy,wim optimal des远n meoD,and lnemod,utilization础o of car ene玛y is a ta 玛et function,A optiIIlal pl孤is brought fonⅣard about powemain p蝴meters of IorIy.ne calculation result indicates tllat fuel economy will increase 3.82%;0~95(1【rI]I/11.The accelerating time will need 57.45(s,粕d automotiVe perform强ce will incfease 1.63%.The study fesult pr0Vides a new memod for lor叮powertrain paral】呛ter logical matching.Key wordsl lor巧;powe疵n; matching; optiIllize引言汽车动力性和燃油经济性是评价汽车性能的重要指标。
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。
汽车动力传动系参数匹配
有的国家对汽车的比功率有规定,以保 证路上行驶的汽车动力性不低于一定的 水平,防止阻碍正常交通流。
PPT文档演模板
汽车动力传动系参数匹配
•3.2 最小传动比的选 择
•图3-1 最小传动比与最高车速的关系
PPT文档演模板
PPT文档演模板
汽车动力传动系参数匹配
PPT文档演模板
汽车动力传动系参数匹配
•小结
若每次均将转速提高到n2换档,只要发动 机降低到n1,离合器就能无冲击地接合。由 于符合人的操作习惯,这样布档能方便驾驶
员加速时换档操作。
按等比级数分配传动比也在于可充分地 利用发动机的功率,提高发动机的动力性。
汽车需要大功率时,若档位传动比分配 得当,就可使发动机经常在接近外特性最大 功率范围内运转。从而相对增加汽车后备功 率,提高汽车加速和爬坡能力。
汽车动力传动系参数匹 配
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2020/11/23
汽车动力传动系参数匹配
•汽车动力系统
•汽车动力 传动系统主 要包括发动 机、传动系 的变速器和 主减速器。
•汽车动力传动 系统参数主要包 括发动机功率、 变速器档位数与 速比、主减速器 的型式与速比。
•对动力传动系 进行优化(折 衷),以满足 汽车对动力性 和燃料经济性 以及汽车驾驶 性的要求。
取ig1除了应满足要求外,还要考
虑道路的附着条件。
对于越野汽车还要考虑最低稳定 车速:
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汽车动力传动系参数匹配
•3.4 档数及其传动比的确定
档位数多,增加了发动机发挥最大功率附近功 率的机会,提高了汽车的加速和爬坡能力,同时 也增加了发动机在低燃油消耗率工作的机会,档 位数增加对动力性和燃油经济性均有利。
EQ1091载货汽车动力系统参数匹配与正交优化
4 080kg 9 290kg 6106m2
015 90km / h 10km / h
0195 01495m源自轮胎滚动阻力系数 f0101
最大爬坡度 imax
30%
3 湖北省自然科学基金项目 (2005ABA305)和湖北省教育厅重点项目 (2008D2302)资助 。 原稿收到日期为 2007年 9月 5日 ,修改稿收到日期为 2008年 1月 15日 。
最大转矩 Te. max /N ·m 415 ( 1 400 r/m in时 ) 550 ( 1 800 r/m in时 )
怠速转速 nm in / r·m in - 1
500
800
最高转速 ne. max / r·m in - 1
3 000
2 500
时 ,变速器 1挡变速比 ig1必须满足
ig1
≥mG g ( fco sαmax + sinαmax ) η Te. max i0 T
11113 发动机型号选择
根据初步确定的发动机功率和目前市场上发动
机现有产品 ,可选择 EQ61002Ⅰ汽油机和某型 4 缸 柴油机 ,其基本参数见表 2。
表 2 EQ61002Ⅰ和某型 4缸柴油机基本参数
名 称
EQ61002Ⅰ
某型 4缸柴油机
最大功率 Pe. max / kW
125 ( 3 000 r/m in时 ) 110 ( 2 200 r/m in时 )
发动机有 2种选择 : EQ61002Ⅰ汽油机和某型 4 缸柴油机 ,并以此作为 2 个水平 。发动机水平数见 表 4。
表 4 发动机 (因素 A )水平数确定
水平 1
水平 2
发动机
EQ 6100 2Ⅰ汽油机
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式
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,以下别离论述。
汽车发动机性能指标的优选方式 在汽车设计中,发动机的初选通常有两种方式:一种是从维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;一种是依照现有的汽车统计数据初步估量汽车比功率来确信发动机应有的功率。
在初步选定发动机功率以后,还需要进一步分析计算汽车动力性和燃料经济性,最终确信发动机性能指标(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m ax V ,正常行驶车速下百千米油耗Q ,原地起步加速时刻t 等),和车辆常常运行工况条件下,就能够够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碰到两种情形:一种情形是有几个类型的发动机可供选择,在整车底盘参数和车辆常常行驶工况条件肯按时,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判指标来处置。
第二种情形是依照整车性能要求和汽车常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。
关于打算研制或未知性能特性指标的发动机性能可看做为发动机设计参数和运行参数的函数,现在,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式: (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实验值选取。
重型载货汽车动力传动系统匹配优化.
重型载货汽车动力传动系统匹配优化
本文结合课题组承担的国家863项目子项“重型汽车底盘集成匹配与性能优化研究”,以整车燃油经济性为目标、动力性为约束条件、传动系统速比为设计变量,对某商用重型载货汽车进行动力传动系统的匹配与优化研究。
应用ADVISOR软件,建立了汽车动力传动系统的数学模型。
在此基础上,开发了6×4多轴驱动汽车经济性和动力性仿真分析模块,并把该模块集成到ADVISOR仿真软件中,然后利用改进后的ADVISOR仿真软件对6×4多轴驱动重型载货汽车进行了经济性和动力性仿真计算,并将仿真计算结果与样车的相应试验结果进行了比较,验证了所开发的多轴驱动汽车动力传动系统性能仿真模块的有效性。
建立了汽车动力传动系统参数优化设计的数学模型,该模型以汽车的燃油经济性为目标函数,汽车动力性作为约束条件,传动系的各档总传动比作为设计变量。
在国标规定的六工况下对汽车燃油经济性能进行仿真,得到了多工况百公里燃油消耗量。
在此基础上对所研究车型动力传动系参数进行了优化,结果表明,在基本维持原车型动力性不变的情况下使其六工况循环百公里燃油消耗降低了6.59%。
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加 速 度 性 能
爬 坡 性 能
等 速 百 公 里
多 工 况 循 环
汽 车 能 量 利
油
油
用
耗
耗
率
2019/9/19
驱 动 功 率 损 失 率
6
整车数学模型的建立
数学模型
发动机模型
换挡规律 动力计算模型 经济性模型
外
万最
特
有佳
性
特动
数
性力
学
数换模ຫໍສະໝຸດ 学挡型模规
型律
2019/9/19
最 各及
佳 档动
经 驱力
经
50km/L等速油耗(L/100km)
济
60km/L等速油耗(L/100km)
性 70km/L等速油耗(L/100km)
六工况油耗(L/100km)
2019/9/19
优化前 91.349 32.87 2.22 0.8557 30.78
32.81
35.20 38.32 39.22
优化后 95.68 31.06 2.15 0.8533 30.68
RSM 局部搜索
未收敛
任务计算
NLPQL数值优化
收敛
结束
2019/9/19
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优化结果--优化前后的传动系速比
变速器档位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
主减速器
2019/9/19
原车传动系速比 15.53 12.08 9.39 7.33 5.73 4.46 3.48 2.71 2.10 1.64 1.28 1 4.42
优化后传动系速比 15.5455 12.0714 9.375 7.27273 5.6452 4.381 3.40 2.639 2.048 1.591 1.261 1 4.22
19
优化结果--优化前后的汽车性能指标
指标
最高车速(km/h)
动
最大爬坡度(%)
力
最大加速度(m/s2) 性
驱动功率损失率
40km/L等速油耗(L/100km)
济 动因
换 力数
挡
计
规
算
律
最最 大高 爬车 坡速 度
等多 速工 百况 公燃 里油 油经 耗济
性
7
牵引汽车模型
2019/9/19
8
模型的验证
实验项目
初速50km/h滑行距离(m)
动 最高车速(km/h)
力 性 能
直接档最低稳定车速 (km/h)
经 等速 30 km/h
济 行驶 性 燃料 能 消耗
量
2019/9/19
4
研究内容
提出了载货汽车动力性、燃油经济性的评价 指标体系
建立整车性能数学模型 仿真分析载货汽车的传动系统,并对载货汽
车主要结构参数进行敏感性分析 动力传动系统参数优化匹配
2019/9/19
5
整车动力性与燃油经济性评价指标
评价指标
动力性
经济性
综合评价指标
最 高 车 速
设计变量
参
数
优
化
目标函数
设
计
约束条件
变速器与主减速速比
驱动功率损 失率f(X1)
六工况f(X2)
F(X)=ω1f(X1)+ω2 f(X2)
动力性约束及 各档速比约束
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优化系统集成
2019/9/19
17
优化组合策略
开始计算
速比设计变量 DOE实验设计
未结束
速比的修改
ASA全局搜索 未收敛
40 km/h 50 km/h 60 km/h
L/100km 70 km/h
2019/9/19
技术要求 仿真结果
≥800 ≥90
≤30
1142.68 91.35
28.15
15.25 18.79 21.07 23.54 26.69
实验结 果
803.1 91.8 29.8
19.9 20.8 22.0 24.9 28.2
2019/9/19
22
攻读硕士期间发表的论文
2019/9/19
23
请各位老师批评指导!
2019/9/19
24
9
模型验证--等速百公里油耗
2019/9/19
10
列车模型
2019/9/19
11
列车仿真结果——经济性
2019/9/19
12
列车仿真结果——动力性
2019/9/19
13
参数敏感分析
2019/9/19
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参数敏感分析
传动效率>总质量>空气阻力系数>滚动阻力系数
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传动系统参数优化
32.8
35.07 37.84 37.77
变化率 4.74% -5.51% -3.15% -0.28% -0.32%
-0.003%
-0.36% -1.25% -3.7%
20
总结
采用加权合成的双目标函数作为综合最优匹 配,采用试验设计加各种组合的优化策略 , 是本文的创新点。对比优化前后:驱动功率 损失率比原车降低了0.28%,六工况循环油耗 比原车降低了3.7%,达到了提高燃油经济性 的目的。
载货汽车动力传动系统参数优化匹配
2019/9/19
1
目录
研究背景与目的 主要研究内容 结果与分析 总结 致谢
2019/9/19
2
课题背景
2019/9/19
3
研究目的
合理匹配汽车动力传动系统提高汽车运 输效率,降低燃油消耗
通过载货汽车动力传动系统参数优化匹 配研究,为在载货汽车的动力传动系统 的改善提供了可能的途径
通TY4250载货汽车的优化结果对比可知,该 优化方案能够达到良好的优化效果。因此本 文所阐述的优化匹配理论和采用的优化技术 策略是有效的,可以应用到今后的整车开发 中,为整车性能的改善提供了可能途径。
2019/9/19
21
进一步工作
利用计算机仿真技术对汽车性能模拟仿真是可行的, 但是这个过程需要大量的计算准备工作。由于任务的 多样性、互异性,该工作变得十分艰巨。因此如何积 累、建立一个内容翔实、丰富的专家数据库成为一个 亟待解决的问题。