汽车传动系参数的优化匹配
汽车传动系参数的优化匹配
功率极限发挥率 ． 反映了发动机输 出的最 大功率 丌 雠在驱动轮上 速器 传 动 比 的乘 积 。 得到发挥的极 限程度 ， 其定义如式所示。优化时取 ． 的最大值。 ４２ 目标 函 数 的建 立 ．
４２１汽 车动力系统 匹配程度评价指标 优 化的 目标 函数 采用 －． 驱动功率极 限发挥率 ． ｍ ，它反映了发动机输 出的最大功率 在
式 中 ： ｎ —— 发动机 转速 １ （ ｍｉ） 广 多项 式 中系数 ； Ｏ ｒ， ｎ； ｃ 多项 式中阶数。 用最小二乘法拟合获得发动机外特性拟合 曲线。 ３３传动系效率的数学模型 发动机的净功率输出 ， ． 主要用于克服 离合器起步过程、 动力传递 的能量损失和行驶阻力， 均匀行驶时各种损 失， 因此在大多情况下 ， 以采用经验公式进行估算：７ 吼叼 可 ＝ 式 中： ｉｍ — 分 别 为 圆 柱齿 轮 、 ，， — 圆锥 齿 轮和 万 向 节 数量 ： ， ， 一 分别为圆柱齿轮、 叼 圆锥齿轮和万 向节的传 动效率。
驱 动 轮 上 得 到 发 挥 的极 限程 度 。 ４２２ 约 束 条 件 ．． ４２２１ 变速 器 速 比 约 束 条件 ．．．
转 矩 尬 可 以 看 成 是 发 动 机 转 速 的 函 数 ，用 以 下 多 项 式 表 示 ：
＝ ，
（＝ ， ， ， ， ｉ０ １ ２ … ｋ）
ｉ Ｏ ＝
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 ３４ 汽 车 行驶 方程 式 ． 速 器 而 言 ， 变 速 器 只 有 汽 车 的行 驶 方 程式 为 ： ＋ ＝ ＋ 几 个 挡 位 ， 以 ， 影 区 所 阴 图 １ 驱动特性曲线 ４汽车动力传动系参数优化 匹配 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 ４１设计 变量 的确定 传动 系主要设计参数就是各挡传 动比， ． 对 最 小 ， 就 是 动 力传 动 系 的优 化 问题 。 这 传动 系而言 ， 在其他条件相同的情况下 ， 最终影响汽车动 力性及燃油 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 经济性 的参数是传 动系的总传动 比，即变速器各挡的传动 比与主减
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：
关于纯电动汽车动力传动系统匹配与整体优化
关于纯电动汽车动力传动系统匹配与整体优化摘要：发展新能源汽车成为未来汽车行业的主要趋势，纯电动汽车已经成为社会关注的重点问题。
但是当前纯电动汽车在关键技术等方面还是存在不足，主要集中在续航和充电等两个方面，而如何处理好纯电动汽车动力传动系统匹配，做好系统参数的设置，使汽车在规定电量当中最大限度地提升动力性，保障有效的续航里程成为主要目标。
解决纯电动汽车动力传动系统参数匹配与整体优化具有现实意义。
关键词：纯电动汽车；动力传动系统匹配；整体优化我国汽车尾气排放严重，能源消耗不断地加快，导致传统汽车节能环保问题突出。
而纯电动汽车在结构上更为简单，能源选择多样，与传统汽车相比不会产生加大的噪声，能够更好地控制尾气的排放，逐渐的受到了不同汽车企业的关注，加大了对纯电动汽车的研发力度。
1纯电动汽车结构原理动力系统、电气设备等共同构建成为纯电动汽车的基本结构，并且与内燃机在结构上进行比较，两者最大的差异主要集中在动力系统上，特别是纯动力汽车主要有电力驱动系统、电源管理系统以及辅助系统。
在电力驱动系统运行当中将电池化学能之间的转换为汽车动能，同时还能够在汽车减速等状态下降动能转换为电能直接的存储到电池当中。
功率转换器、机械传动系统、电子控制器等共同构建成为电力驱动系统，对于纯电动汽车整体动力与经济状况等有着直接的影响。
电源系统能够为汽车的行驶提供驱动能源，主要有能量管理系统、充电装置、蓄电池等。
并且能够检测电池的运行状态，开展及时的充电管理。
纯电动汽车辅助功能主要有照明系统、空调系统等。
同时还具有辅助动力源，能够为空调系统等提供及时的电源。
2纯电动汽车动力系统参数匹配设计2.1电机参数设计对于驱动电机纯电动汽车有着较高的要求，与传统电机相比在技术规范上更为严格，这是由于驱动电机关系到汽车的频繁起动和停车的过程有效性，将会承受较大的制动力，特别是纯电动汽车在电机使用上要凸显出瞬时功率、过载能力等特点，需要拥有较为突出的加速性能，要保障其使用寿命较长。
纯电动客车动力传动系参数匹配及整车性能研究
纯电动客车动力传动系参数匹配及整车性能研究一、本文概述随着全球对环境保护和可持续发展的日益关注，纯电动客车作为一种绿色、环保的交通工具，受到了广泛的关注和应用。
然而，纯电动客车的动力传动系统参数匹配问题一直是影响其整车性能的关键因素之一。
因此，本文旨在深入研究纯电动客车的动力传动系统参数匹配问题，以及其对整车性能的影响，为纯电动客车的研发和优化提供理论支持和实践指导。
具体而言，本文将首先分析纯电动客车动力传动系统的基本原理和构成，探讨其主要组成部分（如电池、电机、变速器等）的性能特点和相互关系。
在此基础上，本文将研究纯电动客车的动力传动系统参数匹配问题，包括电机参数、电池参数、传动比等的匹配与优化。
本文还将探讨这些参数匹配对纯电动客车整车性能（如动力性、经济性、续驶里程等）的影响，以及如何通过参数优化来提升整车性能。
通过本文的研究，希望能够为纯电动客车的动力传动系统参数匹配提供理论依据和实践指导，推动纯电动客车技术的进一步发展，为绿色交通和可持续发展做出贡献。
二、纯电动客车动力传动系统概述纯电动客车作为新能源汽车的重要组成部分，其动力传动系统的设计与优化对于提升整车性能具有至关重要的作用。
纯电动客车的动力传动系统主要由电池组、电机、控制器以及传动机构等核心部件构成。
这些部件的协同工作，使得纯电动客车能够实现高效、环保的行驶。
电池组是纯电动客车的“心脏”，它为整车提供所需的电能。
电池组的性能直接影响到车辆的续航里程、加速性能以及能量利用率等关键指标。
因此，在动力传动系统参数匹配过程中，需要充分考虑电池组的能量密度、充放电速率以及循环寿命等特性。
电机作为动力输出装置，负责将电能转化为机械能，驱动车辆行驶。
电机的选择需要考虑其功率、扭矩以及效率等因素，以确保纯电动客车在不同工况下都能够提供足够的动力。
同时，电机的控制策略也是动力传动系统中的重要环节，它直接影响到车辆的驾驶性能和能量消耗。
控制器是纯电动客车的“大脑”，它负责协调电池组、电机以及传动机构等部件的工作。
某6×4搅拌车传动系优化匹配
ａ原 设计 车 型 匹配六 挡 变速 器 ，倒挡 速 比和 Ｉ 速 比都 相对 较 ， 挡 小 ，车辆 在 实际 运行 过 程 中会 出现 以下 两个 问题 ：一是 倒 挡稳 定 车 速 较 高 ，而 搅 拌 车 在 实际 作 业 下需 要 长 时 间使 用 低 速 倒 车 行 驶 ， 由此 导 致 离合 器 长 期 处 于 半 离合 状 态 ：二 是 Ｉ 起 步扭 矩 过 挡 小 ，而整 车 质量 较 大 ，导 致 离合器 过 载 ，发生 打滑 现 象 。上 述 两
２ 传动系优化匹配
２１ 原 因 分 析 ． 针对 该 产 品 出现 的离 合器 早 期磨 损 和 飞轮 壳 开裂 现 象进 行 初
步 原 因分 析 。
田 １ 飞 轮 亮 井 飘 位 置
Ｃ由于 传 动 系速 比匹配 不 合理 ，发动 机 处 于经 济 工 况下 运 行 ． 的机 会较少 ，故 整车 的燃 油经济 性较 差 。 通过 上 述初 步 原 因分 析 ，下 面 对搅 拌 车从 传 动 系匹配 上进 行 优 化设计 。
ｍａｋ ｔｔｅｏ ｔ ｉａｉｎｍａｃ ｆｈｅｔａ ｍｉｓｏ ｙｓｅ ｓｍａ ｅｆｏ ｔｒｅａ ｐ ｃｓａ ｌ ｃ ｄ ｉｅｉｅ ｒ ｅ，ｈ ｐｉ ｚ ｔ ｔｈｏ ｔ ｎｓ ｓｉｎ ｓ ｔｍ ｗａ ｄ ｒ ｍ ｅ ｓ ｅ ｔ ｓｃｕｔｈ， ｒｖ ｌ ｍ ｏ ｒ ｈ ｎ ｒｔ ａ ｄ ｓｓ ｅ ｓｏ ｏ ｒｒ ｉ． ｅｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ａ，ｈ ｅ ｃｅａ ｔｒｏ ｔ ｉａｉｎｍ ａｃ ｉｇｎ ｔｏ ｙ ａｉ ｎ ｕ ｐ ｎ ｉｎｏｆ ｗｅｔａｎ Ｔｈ ｅ ｕｔ ｓ ｏ ｔ ｔｔｅｖ ｈｉｌ ｆｅ ｐｉ ｚ ｔ ｔｈｎ ｏ ｎｌ ｏ， ｐ ｓ ｈ ｍ ｏ
关键词： 搅拌 车 离合器 传动系
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。
汽车传动系选型匹配与参数优化设计软件研制
ｄ ｉ １ ．９ ９ ｊｉｎ １ ７ —３ ４ ．０ １０ ．０ ｏ ： ０３ ６ ／ ．ｓ ．６ ３ １ ２２ １ ．５０ ５ ｓ
汽 车传 动 系选 型 匹配 与参 数 优 化 设 计 软件 研 制
韩 越 ， 家 超 ， 江 苏 张 朱
（ 东 理 工 大 学 交 通 与 车辆 工 程 学 院 ， 东 淄 博 ２ ５ ４ ） 山 山 ５ ０ ９ 摘 要 ： ＭＡ Ｌ 以 Ｔ ＡＢ与 Ｖｓａ ｃ ＋ ｉ ｌ ＋ 为软 件 平 台研 制 了功 能全 面 、 面友 好 、 作 灵 活 的 “ 车 动 力 参数 仿 真 分析 与 ｕ 界 操 汽 优 化软 件 ” Ｄ Ｓ Ｖ Ｐ Ｏ。该软 件 可 以根 据 汽 车设 计 生产 企 业 的能 力及 具体 要 求 ， 对 不 同型号 的 成 品发 动 机 、 实现 变速 器和 主减 速 器 的选 型 匹配和 对 汽 车 的传 动 系参数 的 优 化设 计 计 算 。
产过程 的一 个重 要 环节 。目前 ． 国内所 设计 的汽 车 传动 系参 数优 化 软件 ，多 数 主要 侧 重 于对 变速 器 传 动 比 的优化 ，生 产 时需 要 厂家 根据 优 化计 算 结 果对变 速 器齿 数进 行 圆整 ．实 际生产 出的变 速 器 传 动 比很 难 与理论 计 算结 果 一致 ：且 有 些软 件 的 通 用性 较差 、 户操 作 界 面结 构较 单 一 、 用 交互 性 不
Ａｂｔａｔ ｈ ｅｉｌ Ｄ ｎ ｍｃ Ｐ ｒ ｔ ｓＳｍ ｌ ｉ ｎ ｐｉ ｚｔｎ ｓｆ ａｅ （ Ｄ Ｓ ｓｒｃ：Ｔ ｅＶ ｈ ｅ ｙ ａ ｉ ａ ｍｅ ｒ ｉ ｕａ ｏ ａｄ Ｏ ｔ ａｉ ｏｔ ｒ Ｖ Ｐ Ｏ）ｗｔ ｏ ｒｈ ｎｉ ｕ ｃｉ ｓ ｃ ａ ｅ ｔｎ ｍｉ ｏ ｗ ｉ ｃｍｐｅ ｅｓ ｅｆｎｔ ｎ ， ｈ ｖ ｏ
汽车动力传动系统参数优化设计和匹配研究
ｐ ｗ ｒ ａ ｎ ｐ ｒ ｍｅｅｓＡｐ ｌ ｉｇ ｓ ｌｔ ｎ ｓ ｆ ａ ｅ Ａ ｏ ｅ ｔ ｉ ａａ ｔｒ ． ｐｙ ｎ ｉ ａ ｉ ｏ ｔ ｒ ＶＬ－ ｒ ｉｅ ｔ ｓ ｂ ｉｈ ｓ ｌｔ ｎ ｍｏ ｅ ｏ ｈ ｏ ｌ ｔ ｅ ｉｌ ｒ ｍｕ ｏ ｗ Ｃ ｕｓ ｏ ｅ ｔ ｌ ｉ ａ ｉ ｄ ｌ ｆ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｅｅ ｖ ｈ ｃｅ ａ ｓ ｍｕ ｏ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ， ｔ ｇａ ｅ ｉ ｉ Ｉ ＨＴ ｏ ｔ ａ ｅａ ｄ ｃ ｌ ｒｔ ｔ ｅ ａｃ ｌｔ ｎ ｅｆ ｒ ｎ ｅｉ ｅ ｒ ｔ ｗ ｔ Ｓ Ｇ ｓ ｆ ｒ ，ｎ ａ ｉ ａ ｅ ｈ ｃ ｌ ｕ ａｉ ｍｏ ｅ ． ａ ｅ ｏ ｔｅ ｉ ｔ ｇ ａｉｎ ｆ ｔｅ ｗ ｎ ｈ ｗ ｂ ｏ ｄ １ ｓ ｄ ｎ ｈ ｎ ｅ ｒｔ ｏ ｈ ｔ ｏ Ｂ ｏ ｓ ｆ ｒ ，ｐ ｉ ｚ ｄ ａ ｄ ｍａｃ ｅ ｈ ｅ ｒ ｒ ｔ ｆ ｖ ｈ ｃｅ ｐ ｗ ｒ ａ ｎＴ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｕ ｌｃ ｎ ｕ ｔ ｎ ｏ ＤＣ ｏ ｗａ ｅｏ ｔ ｔ ｍｉｅ ｎ ｔｈ ｄ ｔ ｅ ｇ ａ ａｉ ｏ ｅ ｉ ｌ ｏ ｅ ｔ ｉ ． ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔｆ ｅ ｏ ｓ ｍｐ ｉ ｆ ＮＥ ｏ ｒ ｓ ｏ ｗ ｒ ｉｇ ｏ ｄ ｔ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ．３ Ｌ Ｏ ｍ ａ ｄ ａ ｉ ｅ ｄ ｓ ｎ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔ ｔ ｈ ｓ ｍｅ ｉ ， ｅ ｅ ｉｌ ｄ ｎ ｍｉ ｏ ｋ ｎ ｃ ｎ ｉ ｏ ｅ ｕ ｅ ０５ ／Ｉ ０ ｋ ｉ ｎ ｓ ｔ ｆ ｄ ｅ ｉ ｒ ｑ ｉ ｓ ｉ ｇ ｅ ｎ ， ｔ ｅ ａ ｔ ａ ｍｅｔ ｖ ｈ ｃｅ ｙ ａ ｃ ｈ ｐ ｒ ｒ ａ ｃ ａ ｇ ｔ ｓａｓ ｕ ｆ ｌｄ ｅｏ ｆ ｍ ｎ ｅ ｔｒ ｅ ｌ ｆ ｌ ｌ ． ｉ ｏ ｉｅ
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。
汽车传动系统参数的优化设计
…
…
…
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…
…
…
…
一
鳗 座 一 Ｊ
汽车传动 系统 参数 的优化设 计
德 州学院汽车工程 学院 任春 非
【 摘要 】在 基于优化设计 的理论基 础之上 ，以汽车的燃油经济性为 目标 函数，以汽车动力性 能为 约束 条件，提 出了汽车传动 系参 数的优 化设计方法 ，利用复合形
法 进 行 求 解 。 最 后 利 用 Ｍａ ｄ ａ ｂ 软 件 为 开 发 工 具 ，对 汽 车 的 动 力 性 能 、燃 油 经 济 性 能及 其各 项性 能指 标 进 行 了模 拟 计 算 ，并 对 传 动 系参 数 进 行 了优 化 。 【关 键词 】 传 动 系统 ；动 力 性 ；汽 车 燃 油经 济性 ；优 化设 计
（ １ ｏ ）
以上式 中 ，“ 。 为 车速 ，ｋ ｍ ／ ｈ ；叩 ｒ
为 传动 效率 ；ｍ 为 汽车质 量 ，ｋ ｇ ： 空 气 阻 力 系 数 ；Ａ 为迎 风面 积 ；
为 数 值 ，作 出 比较 得 出好 点 ｘ 和坏点ｘ 。
２ ． 传 动 系 参 数 优 化 模 型 的 建 立 ２ ． １ 建 立 汽 车 传 动 系 统 目标 函数
Ｌ ，
！ 一
＝— Ｌ
Ｕ
领 域 的 不 断 发 展 以 及 数 学 算 法 的 不 断 改 进 为 优 化 汽 车 的动 力 传 动 系 统 提 供 了有 汽 车 的 动 力 性 要 求 其 最 大 传 动 比应 效 工 具 。对 于 提 高汽 车 动 力 性 、 燃 油 经 满 足 汽 车 最 大 爬 坡 度 的要 求 ： 济 性 主 要 在 于 汽 车 动 力 传 动 系 统 匹 配 的 ｘ Ｏ ） ≥ （ ４ ） 合 理 程 度 ， 即 发 动 机 性 能 与 传 动 系 形 式
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。
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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
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汽车动力传动系参数匹配
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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。
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。
汽车传动系统参数优化设计
为 × １ 阶矩 阵 ， ， 均为 Ｎｘ 列 向量 。假如 ｌ 是 整车主要 参数和传动系参 数（ 含轮胎 ） 确定后 ， 选择 合适 的发 式 中 Ｇ Ⅳ （ ＋ ）
Ｊ∑ｅ＝ ・ － ＿ Ｅ
０ 得 （ Ｇ）・ ＝ Ｇ ・ Ｇ ・
（） １
＝
１ ３ ３ ０ １ ０ １ ｎ ．６ ８ １ ２ ６ １ ２ ６ｘｌ ６ ．９— ． １ ９ ３ ＋１３ ４ ５× Ｏ ＿ ．９１ ８ Ｏ
＋
Ｉ＝ ０
１ ０ ９ ｘ０１４８８ ６７ １ ｎ ． ８ ８ １—ｎ＿ ．５ ０ ｘ ０ ６５ ２ １
（） ８
式 中： ——为发动机有效扭矩 （ ｍ） Ｎ・ ；
ｔ
ｔ
【 要】 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
关键 词 ： 汽车 传 动 系 ； 参数 匹配 ； 化 优
； 匹配 ， 到 充分发 挥 汽 车整体 性 能的 目的 。 达
ｊ
ｊ
【 ｂｔ ｃ】／ ｉｐｐ ｒ ｅｏｔ ￣ｄｔｅｒ ｅ ｅｄｓｎｏ ｈ ｕ ｍ ｂｅｒ Ａ ｓ ａｔ ｎｈ ａｅｔ ｉ ｅ ｏ ｉｕ ｄｉ ｔ ｅｉ ， ｅａｔ ｏｉ ｒ ｔｓ ， ｐｍ ｈ ｈ ｙｓｓ ｎ ｈ ｇ ｆｔ ｏ ｌｔ
Ｅ ６８ Ｑ ４ ０轻型客 车装 配的是 Ｅ ４ １ 动机 ，它的试验转矩 Ｑ９ 发 特性如表 １ ： 表 １Ｅ ９ Ｑ４ １试验转矩特性
发 动机转速 ｎ（ ｉ １ ０ ０ １ ０ ０ ０ ２ ０ ０ ０ ３０ ８０ ４０ ，ｒ ｎ ）１０ ５ ０ ２ ０ ５ ０ ３ ０ ５０ ３ ０ ０ ０ Ｊｍ 一
汽车传动 系统参数优化设计
汽车动力传动系参数的优化方法
第21卷第6期2000年11月 江苏理工大学学报(自然科学版)Journal of Jiangsu University of Science and Technology(Natural Science)Vol.21No.6Nov.2000汽车动力传动系参数的优化方法何 仁,商高高(江苏理工大学汽车与交通工程学院,江苏镇江,212013)[摘 要]在讨论分析普通的汽车传动系参数的普通优化方法和汽车传动系参数的模糊优化方法的基础上,提出了汽车传动系参数的区间优化方法1在这一模型里,设计变量变为区间数,优化目的是在保证一定的汽车基本性能的前提下,求设计变量的最大可行区间1它可以解决变速器优化设计中齿轮配齿问题1实例对比表明,采用区间优化方法更加符合工程实际1[关键词]汽车;传动系;优化[中图分类号]U463.2 [文献标识码]A [文章编号]1007-1741(2000)06-0061-04 汽车动力传动系统参数的优化匹配是提高汽车运输效率,降低燃油消耗和减少废气排放的重要措施之一1通常,优化汽车传动系参数是以汽车动力性燃料经济性模拟计算为基础,以汽车动力性要求为约束条件,汽车多工况燃料经济性为目标函数进行优化1然而实践中始终存在着这样两种情况:一是设计者对汽车性能的要求(即约束条件中限值的取定)往往是模糊的,采用通常的优化方法,有可能漏掉真正的优化方案;其二,传动系参数中齿轮齿数和模数为离散变量,通常的优化方法得到的是一个确定的最优解,不一定能满足厂家的实际生产要求,需要厂家在最优值的附近选取参数,这往往又会偏离最优结果1首先讨论分析已建立的汽车传动系参数的传统优化方法和模糊优化方法,提出了汽车传动系参数的区间优化方法,并用实例对比分析3种优化方法1实例表明,采用区间优化方法更加符合工程实际11 汽车传动系参数的传统优化模型汽车传动系参数的优化最终目的是使汽车在满足动力性要求前提下,在常用行驶工况下燃料经济性最佳1设计变量取变速器各档速比和驱动桥速比,表示为X(i),i=1,…,k N(k N为前进档位数),其中X(i)值表示为第i档变速器速比I i与驱动桥速比I0的乘积1目标函数一般为汽车多工况循环模式的燃油消耗量Q S1约束条件主要包括:汽车的动力性要求和变速器各档速比间隔的要求1在选择传动系参数时,应考虑汽车具有足够的动力性能,即应有足够的直接档动力因数D0max 和I档最大动力因数D1max,同时需校核I档最大驱动力时附着条件1直接档动力因数表示汽车在正常情况下行驶所具有的上坡能力和加速能力1即D0max=T em I0ηtR k-C D A21.15×(0.377n em R kI0)2gM(1)式中 T em———发动机最大有效转矩,N・m ηt———传动系效率 R k———车轮滚动半径,m C D———汽车空气阻力系数 A———汽车前迎风面积,m2 n em———发动机最大转矩点所对应的转速,r/min g———重力加速度,9.81m/s2[收稿日期]2000-03-22[基金项目]国家自然科学基金资助项目(59575038);江苏省青年科学基金资助项目(BQ96014) [作者简介]何 仁(1962-),男,南京人,江苏理工大学教授,博导1 M———汽车总重量,kg则直接档最大动力因数的约束条件为D0l<D0max≤D0h(2)式中D0h,D0l分别为不同车型汽车直接档最大动力因数要求的上下限1I档动力因数反映了汽车最大爬坡能力,其计算式D1=T em I0・ηt・I1R k -C D A21.15×(0.377n em R kI0I1)2gM(3)同上,I档动力因数的约束条件为D1l<D1max≤D1h(4)式中D1h,D1l分别为不同车型汽车I档最大动力因数要求的上下限值1在确定I档动力因数后还应该校核附着条件,即最大牵引力必须小于或等于汽车在地面上的附着力1即T em I0I1ηtR k≤Zφφ0(5)式中 φ———道路附着系数 Zφ———驱动轮上的法向反作用力,N 变速器相邻档位的速比比值影响着变速器的使用性能,比值过大会造成换档困难1根据统计,一般在1.4～1.8之间1考虑到换档过程,外界道路阻力总是造成车速下降,换档时车速越高,换档过程的速度下降就越多,所以随着档位的提高,相邻两档的速比比值应逐渐降低1据此对相邻档位的速比比值要求如下:I l<X(i)/X(i+1)≤I h(6)式中I l,I h分别为相邻速比间隔的下限和上限值1以上构成了汽车传动系参数的一般优化模型12 汽车传动系参数的模糊优化模型上述汽车传动系参数的传统优化模型,在建立约束条件时,有关约束条件的上下限值往往由设计者根据经验来决定,带有一些主观性1约束限值往往影响到设计变量的取值范围,从而影响到优化结果1事实上设计者对汽车性能的要求(即约束条件中限值的取定)往往是模糊的,采用通常的优化方法,有可能漏掉真正的优化方案1如采用模糊数学方法描述约束条件,可以使设计更加符合客观实际,从而获得更好的效果1设计变量和目标函数与传统优化模型相同1只是在建立约束条件时,应用模糊数学方法,建立约束条件的隶属函数1经分析,选用按梯形分布的线性隶属函数,其过渡区间上下界采用扩增系数法来确定1这样各约束条件中模糊约束过渡区间的上下界,均是在已知界值上乘以扩增系数乃得到.其中直接档动力因数的约束条件为D0l′(R)<D0max≤D0h′(R)(7)式中D0l′(R),D0h′为水平R截集下不同车型直接档最大动力因数要求的上下限值1I档动力因数的约束条件为D1l′(R)<D1max≤D1h′(R)(8)式中D1l,D1h为水平R截集下不同车型I档最大动力因数要求的下限和上限值1则道路附着限值的约束条件为φ≤φ(R)(9)式中φ(R)为水平R截集下道路附着系数限值1值得注意的是R的取值反映了设计者对汽车动力性偏重的程度,当R=1时,上述模糊约束条件都变为普通约束条件1优化时可根据设计者对动力性要求的重视程度,选择合适的R值来设定约束条件1由于汽车传动系参数的模糊优化,考虑了设计者对动力性要求的重视程度,扩大了设计变量的取值范围,从而使整车燃料经济性获得显著改善13 汽车传动系参数的区间优化模型如前所述,传动系参数中齿轮齿数和模数为离散变量,而采用以上优化方法获得的速比值是一个确定的最优值,不一定满足厂家的实际要求,存在着变速器齿轮配齿的问题1为此笔者提出了汽车传动系参数的区间优化模型1在这一模型里,不追求变量的确定优化值,只是在保证一定的优化效果的前提下,求设计变量的最大可行区间,这样就可以扩大传动系参数的选择范围,并可以解决变速器齿轮配齿问题1用区间数表示需要共享的设计变量,则确定汽车传动系参数最大可行区间的问题可以表述为扩大设计变量区间数的宽度问题1令X i为共享设计变量,则求最大共享区间问题的数学模型,即26 江苏理工大学学报(自然科学版) 2000年11月是求最大可行区间宽度的优化问题1在一定的约束条件下,其数学模型max W=6l i=1αi W i(X i)(10)满足约束条件F(x1,x2,…,x i)≤c(11)X iΑX i′, i=1,2,…,l其中F(…)为约束区间函数,c为约束区间函数的限制值,αi为权函数,l为区间变量总数, W i(X i)为第i个区间宽度,X i′为可行区间变量X i的约束区间数X i=[x i′, x i′]在具体计算传动系参数最大可行区间问题时,以多工况模式的燃油百公里油耗Q S为目标区间函数,以满足汽车动力性要求为约束条件1为了简化计算,以传统的按等比级数q来分配变速器各档速比,最高档为直接档;同时取驱动桥速比I0为另一约束区间数,故约束区间函数可表示为Q S(q,I0)≤c1上述模型描述的问题是区间扩展的逆问题,即规定函数的值域区间的问题,在约束函数是凸函数时,有确定的解1但求解上述模型得到的可行区间宽度有时较窄,为了改善效果,引入条件预优概念1例如当确定汽车传动系速比的等比级数时,可用优透的方法确定驱动桥速比,即求i0,使min Q S(q,i0), q∈Q,i0∈I0(12)求解模型(12),对应于每一组q值都有一个最优变量i0,把i0称为预优条件变量,通过对i0的预选,能明显地改善优化结果,即Q S(q,i0)≤Q S(Q,I0)(13)这样求解汽车传动系参数最大可行区间模型就等价于:求i0,使max q满足Q S(q,i0)≤c,在q≤ q时;求i0,使min q满足Q S(q,i0)≤c,在q≥ q时;求q,使max i0满足Q S(q,i0)≤c,在i0≤ i0时;求q,使min i0满足Q S(q,i0)≤c,在i0≥i0时;故此可确定q和i0的最大可行区间[q, q]和[i0, i0]1可以采用序列局部极值点法求解以上区间优化模型1其基本思想为:求一系列q(i0)值给定时,函数Q S(q,i0)的条件极值点1当条件极值等于c时的两点,即为q(i0)的最大可行区间的上下两端点1具体求解步骤如下(以求q的最大可行区间为例)1①令k=3,取初始点q(k-2),求i0(k-2),使min Q s(q(k-2),i0(k-2)),其中q(k-2)∈q(14)②从q(k-2)开始,步进αΔq,使q(k-1)=q(k-2)+αΔq(15)其中α为步长因子,可先取α=1;Δq为步距1然后,求i(k-1)0,使min Q S(q(k-1),i k-1)其中q(k-1)∈q(16)若c-Q S(k-1)Q S(k-1)-Q S(k-2)≤1,转步③;若上式不成立,重新选取q(k-1),此时步长因子取α= 0.5(c-Q S(k-1))Q(k-1)S-Q S(k-2),再次求解模型(16),直至满足上面的不等式1③依次再求第k点,使q(k)=q(k-1)+αΔq,同样求出i0(k),使min Q S(q(k),i(k)0),其中q(k)∈q(17)式中 α=c-Q S(k-i)Q(k-1)S-Q S(k-2)④通过上述三点作抛物线J(q)=a・q2+ bq+d,并求得抛物线与Q S(q,i0)=c的交点q(k+1)1若有交点,转步骤⑤;若无交点,则表示约束区间函数的限制值过高,无可行区间;若出现有两个交点时,应取与q(k-2)值接近的一个,令其为q(k+1)1⑤求i(k+1),使min Q S(q(k+1),i(k+1)),其q(k+1)∈q,并令优化的目标函数值为Q S(k+1)1⑥作出收敛性差别,若满足Q(k+1)S-c≤ε,即认为是收敛,转步骤⑧,这样便得到区间的一个端点值1若不满足不等式,则转下步1⑦令k=k+1,按步骤④再作抛物线,重复步骤⑤,⑥,直至满足⑥,转⑧1⑧根据上面求解方法,再求出区间的另一端点1汽车传动系参数区间优化方法可以解决齿轮配齿的问题1优化各档传动比后,需要根据优化后的传动比确定齿轮齿数1在齿轮的配齿过程36第6期 何 仁等 汽车动力传动系参数的优化方法中,有齿数和中心距的取整问题1用以往普通优化方法所得到的传动比是一个确定的值,若根据优化的传动比计算齿数,圆整后再反求其传动比,可能和优化值存在很大的偏差1利用区间优化获得的传动比,并不是一个确定的值,而是一个区间,在确定齿轮的齿数时,假定原车齿轮中心距不变,可根据变速器档数,传动比和传动方案来分配各档齿数1在这里,主要是根据齿轮之间中心距不变的原则和优化获得的各档速比允许的范围,改变齿轮的齿数来满足一定的传动比,判断所求的传动比是否在所求的区间里,来确定各档齿轮的齿数和速比14 优化实例对比分析为比较3种优化方法,这里以某城市客车传动系参数优化为例进行分析,该车的有关参数见文献[3]1表1为3种优化方法的优化结果1表1 3种优化方法的优化结果T ab.1 R esults of three optimum methodsi1i2i3i4i5i0Q S D0max D1max 区间优化17.28 3.91 2.29 1.45 1.00 6.8027.780.04070.312区间优化27.14 4.01 2.26 1.46 1.00 6.8627.820.04110.308模糊优化 6.27 3.55 2.18 1.41 1.00 6.7927.600.03950.261普通优化 6.42 3.67 2.21 1.47 1.00 6.8827.780.04010.270原车参数7.31 4.31 2.45 1.50 1.00 6.8428.020.04100.315 在表1中,区间优化1指没有进行齿数配齿工作的优化结果(理论优化值),而区间优化2则指实际齿轮配齿后的优化结果1从表1可见,模糊优化由于考虑到设计者对动力性要求的重视程度,扩大了设计变量的取值范围,从而理论上可使整车燃料经济性获得显著的改善1区间优化方法2优化后汽车百公里油耗比原车减少0.20L/100km,而整车动力性基本保持不变1更重要的是区间优化方法2是经过齿轮配齿后的优化结果,符合工程实际,优化结果更为真实1以上优化实例表明,采用区间优化方法,不追求设计变量的确定优化值,只是在保证一定的优化效果的情况下,求设计变量的最大可行区间,扩大了传动系参数的选择范围,并能解决变速器齿轮配齿的问题1[参 考 文 献][1]林明芳,吴锦秋,葛安林1汽车传动系参数的优化[J]1吉林工业大学学报,1987,(2):21-28.[2]He Ren,G ao Z ong2yin.Fuzzy Optimum of the Auto2mobile Transmission Parameters[J]1SAE Transactions, 1993,102(6):2413-2416.[3]何 仁1汽车动力性燃料经济性模糊计算方法及应用[M]1北京:机械工业出版社,1996.Optimum Method of Automobile Transmission ParametersHE Ren,S HA N G Gao2gao(School of Automobile and Traffic Engineering,Jiangsu University of Science and Technology,Zhenjiang,Jiangsu212013,China)Abstract:Based on analyses of ordinary optimum method and fuzzy optimum of automobile transmis2 sion parameters,an interval optimum method of automobile transmission parameters is presented in this pa2 per.In this model,design variables become interval.The aim of optimization is to find maximum feasible interval of design variables by satisfying the performance requirements of the vehicle.It can successfully solve the problem about the mating gears in optimum design of transmission parameters.The optimization results indicate that interval optimum corresponds to the reality.K ey w ords:automobile;transmission;optimum(责任编辑 陈持平) 46 江苏理工大学学报(自然科学版) 2000年11月。
基于燃油经济性的汽车动力传动系匹配优化
摘 要 ： 统 的 汽 车 传 动 系匹 配 研 究方 法 ， 都 是 以汽 车 的 动 力 性 或 经 济性 指 标 为 优 化 目标 的 单 目标 优 化 。 为 了 实现 真 传
正意义上的 多 目标优 化 ，文章利 用 ｍｏ ｅ Ｒ ＮＴ Ｅ ｄ Ｆ Ｏ Ｉ Ｒ软件 和遗传 算法的组合优化策略 ，结合某 ５挡手动 变速 车传 动 系匹配，进 行 了基 于燃油 经济性 的传 动 系参数 优化设 计 ，达 到 了降低 汽车燃 油消耗的 效果 ，为汽 车开发设计 中传
以及 加速 时间和 油 耗之 间 的相 互 影 响关 系 。 图 ５中横
纵 坐 标都 表 示变 量 ，数 值 的大 小表 示 影 响程 度 ，正 负 号 表 示影 响方 向 。从 图 ５可 以看 出 ：１ ）对 加 速 时 间 影 响较 大 的是 变 速器 第 ３挡 及 主减 速 器 的变速 比，影
ｒ ｄ ｃ ｎ ｓｏ ｔ ｉ ｅ Ｉ ｐ ｏ ｉ ｅ ｅ ｅ ｅ ｃ ｏ ｈ ｒ ｎ ｍｉ ｓｏ ｔ ｈ ｎ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ｎ ａ ｔ ｍｏ ｉ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｅ ｔａ ｄ ｅ ｕ ｉ ｇ ｉ ｂ ａ ｎ ｄ． ｔ ｒ ｖ ｄ ｓｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｒｔ ｅ ｔａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｍａ ｃ ｉ ｇ ｏ ｔｍｉ ａ ｉ ｎ ｉ ｕ ｏ ｔｖ ｅ ｅｏ ｍ ｎ ｎ
ｏｆｍ ｏｄ ｅＦＲｏＮ ＴＩ ＥＲ ｄ ｇｅ ｔｃ ａｇｏ ｉｈｍ ．ｃ ａｎ ｎｅ ｉ ｌ ｒｔ ｏｍ ｂｉ ｅｄ ｗ ｉｈ ｈｅ ｍ ａ ｃ ｎｇ ｐｒ ｅｓ ｒ ｎｓ ｉｓｏｎ ｓ ｔ ｍ ｓ ｎ ｔ ｔ ｔ ｈｉ ｏｃ ｓ ｏｆｔａ ｍ ｓ ｉ ｙｓ ｅ ｏｆａ ５－ｐｅｅ ｄ ｍ ａ ｕａ ｒ ｎｓ ｉｓｏｎ，ｔ ｒ ｎｓ ｉ ｓｏｎ ｐａｒ ｍ ｅ ｅ ｓｂａ ｅ ｕｅ ｃ ｎ ｌｔａ ｍ ｓ ｉ ｈｅ ｔａ ｍ ｓ ｉ ａ ｔ ｒ ｓ ｄ ｏｎ ｆ ｌｅ ｏｎｏ ｙ ｉ ｐｔｍ ｉ ｅ ｍ ｓ ｏ ｉ ｚ ｄ．Ｔｈ ｆ ｅ ｔｏｆｆ ｌｃｏ ｕｍ ｐｔｏｎ ｅ ｅ ｆ ｃ ｕｅ ｎｓ ｉ
汽车传动系参数优化筒述
理 匹 配 的传 动 系 ， 不 能 充 分 发 挥 其 性 能 。 与 发 动 机 合 理 匹 也 能
配的传动 系可使发动 机经常处 在其理 想工 作 区附近工作 ， 这 样 不仅可以减少燃油消耗 ， 轻发动机磨 损 ， 减 提高发动机 的使 用 寿命 ， 而且可 以取得 良好 的排放效果。 汽车传动系参数 的优
台发动机即使具有 良好 的性 能 ，如果没 有一个与之合
总量（ 即排放性 能指标 ） 采用线性 组合 的方法将 其转换成单～ 目标 函数 ，选取适 当的排放级别 作为统一 目标 函数 的一个约
束条件 ， 这使 得 整 车 动 力 总 成 的 设 计 要 求 越 来 越 高 。 ２１ 动 力 性 的评 价 指 标 ．
的好 坏 。
一
区与最佳经济特性 区并不重合 ，且 国家对 汽车尾气 排放指标 管理 １趋严格 ， ３ 因此在设计汽车兼顾 动力 性 、 济性 的 同时加 经
入汽车尾气排放性能 的考虑 。 有学者提 出将 动力性指标 、 经济
性 指 标 和 多 工 况 汽 车 尾 气 主 要 污 染 物 （ Ｏ、 Ｃ 和 Ｎ ｘ ￣ 放 Ｃ Ｈ Ｏ）
关 键 词 ： 车 传 动 系 ； 化 ； 价 指标 汽 优 评
中图分类号 ： ４ ２ Ｕ ７
文献标 识码 ： Ａ
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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。
优化时取Pdlim的最大值。
参照图2,对上式中各变量作如下说明:
①上式右边分母所代表的面积表示各种车速下发动机的最大功率Pemax全部传到了驱动轮上的理想状况,而分子则代表驱动功率实际的可能极限。
②用va表示车速, vmin为Ⅰ挡时,发动机最大转矩点所对应发动机转速下的车速(km/h); vmax为汽车的最高车速(km/h );
③Ai为图2中各挡对应阴影部分的面积。
④wi为第i挡的利用率系数。
考虑了汽车各挡利用率ui的不同。
⑤w为所有的均值,即:w=wi
驱动功率极限发挥率考虑了各挡使用率的不同,从而能够反映不同实际使用条件对速比的要求。
所以本次对汽车动力传动系优化匹配的优化指标选择为驱动功率极限发挥率Pdlim。
3 汽车动力传动系数学建模
3.1 发动机的数学模型
发动机性能的基本假设:汽车在行驶过程中,发动机经常在非稳定状态下工作。
因此,为了和实际情况一致,在发动机性能的台架试验中,应该测得非稳定工况的性能。
但是,到目前为止,发动机非稳定工况下的性能测试还有较大困难。
所以,在汽车动力性、燃油经济性计算中,一直采用稳定工况下的发动机性能试验数据。
这种处理方法对于燃油经济性来说,计算和测试结果的差异并不显著。
发动机数学模型的描述包括发动机外特性和发动机万有特性。
本文采用数学模型法描述。
对于已知试验数据的发动机,其使用外特性可以看作发动机转速的一元函数,由最小二乘法拟合获得。
3.2 发动机使用外特性数学模型发动机使用外特性下发动机转矩Me可以看成是发动机转速ne的函数,用以下多项式表示: Me=Cinie,(i=0,1,2,…,k)
式中:ne——发动机转速ne/10(r /min);Ci——多项式中系数; k——多项式中阶数。
用最小二乘法拟合获得发动机外特性拟合曲线。
3.3 传动系效率的数学模型发动机的净功率输出,主要用于克服离合器起步过程、动力传递的能量损失和行驶阻力,均匀行驶时各种损失,因此在大多情况下,可以采用经验公式进行估算:ηT=ηksηibηmu
式中:k,i,m——分别为圆柱齿轮、圆锥齿轮和万向节数量;
ηs,ηb,ηu——分别为圆柱齿轮、圆锥齿轮和万向节的传动效率。
3.4 汽车行驶方程式
汽车的行驶方程式为:Ft=Ff +Fw+Fi+Fj
4 汽车动力传动系参数优化匹配
4.1 设计变量的确定传动系主要设计参数就是各挡传动比,对传动系而言,在其他条件相同的情况下,最终影响汽车动力性及燃油经济性的参数是传动系的总传动比,即变速器各挡的传动比与主减速器传动比的乘积。
4.2 目标函数的建立
4.2.1 汽车动力系统匹配程度评价指标优化的目标函数采用驱动功率极限发挥率Pdlim,它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。
4.2.2 约束条件
4.2.2.1 变速器速比约束条件
①反映相邻挡位间速比大小关系的约束条件:ig j+1-ig j<0(j=1,2,…n-1)
②防止动力传递中断的约束条件:(nT /ig j+1)-(nemax /ig j)≤0(j=1,2…n-1)
4.2.2.2 汽车动力性约束条件
①直接档最大动力因数D0max的要求:
②最高车速vmax的要求
对于前进挡数为n的汽车,且n为最高挡时,应满足:Ft≥Ff +Fw
③最大爬坡度imax(D1max)的要求:Ft max≥Ff +Fimax
④附着条件的要求:Ft max≤Fψ
5 最优参数的求解
目前对约束最优化问题的解法很多,本文采用复合形法来解决汽车动力装置的最优化匹配的问题。
本优化过程的目标函数和约束条件较为复杂,不适合求导和大量的求解过程。
采用复合形法不必计算目标函数的梯度及二阶导数矩阵,也不用一维最优化搜索,需要的只是大量的数值计算,这在程序上是比较简单的,适用性也强,容易掌
握。
Matlab具有强大的数值计算功能,因此采用复合形法进行求解,并取得了比较满意的结果。
6 总结
随着对汽车动力传动系匹配理论研究的不断深入和计算机性能的逐步提高,模拟计算的结果将会更加精确,在整车的开发研制中将会变得更有实用价值。
参考文献:
[1]陈正江.《汽车动力传动系优化设计研究》.武汉理工大学.
[2]何仁,刘星荣.《汽车动力传动系统最优匹配的研究和发展》.江苏理工大学学报.
[3]何仁,商高高.《汽车动力传动系参数的优化方法》.江苏理工大学学报.。