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汽车传动系的优化设计-【新闻】台山

发布时间:2021-04-20 12:15:30 阅读: 来源:三维扣板厂家

汽车传动系的优化设计

汽车的动力性、经济性能是车辆的重要性能,影响汽车的动力性、经济性能的因素很多,其中汽车的动力装置参数和排气消声参数对上述性能的影响最大。过去研究动力传动系的匹配,是通过对不同的参数选择进行匹配试验,靠大量积累的试验数据和反复测试的结果进行设计,然后选择适用此车型的一组参数。这种方法耗时、耗力和耗费大量的费用。随着计算机的应用和测试手段的提高,可以通过模拟计算与试验相结合的方法来对汽车传动系优化设计。文中是对已经选定的一款发动机匹配商务车通过模拟计算与试验相结合方法来介绍如何对传动系优化设计。在已选定的发动机、变速箱速比和轮胎的基础上对后桥主减速比进行选择使动力性和经济性能达到最佳匹配。

2、 模型建立

对给定发动机传动系参数的进行优选,由于变速箱的速比和挡位数及传动比对汽车的行使功率和燃料消耗量有着决定的影响。变速器参数的选择及主减速比的选择不仅应当满足汽车行驶动力性要求,而且应使多数常用工况都处于发动机特性曲线的最低油耗区。可通过优选整个传动系的速比达到动力性和经济性最佳匹配。以加速时间作为动力性参数,以六工况百公里体积油耗为经济性参数的优化设计。设给定发动机及主减速比i2,由外特性曲线拟合所得的转矩多项式为:

因此,车轮牵引力Ft可表达为:

由汽车行使方程:

式中:σ——汽车旋转质量换算系数;

Ff——汽车的滚动阻力,;

G——汽车满载质量,kg;

Fw——汽车的空气阻力,

f——汽车满载质量,kg;

CD——空气阻力系数;

A——迎风面积,m2。

因为dt=dv/j,故可由加速度J的倒数与车速的关系曲线为自变量的油耗率的二维多项式:

式中:的平均值。

在第j挡对应于nM时的车速。

满足最高车速要求,则有:

式中:Memax——发动机最大扭矩,N·m;

Vamax——最高挡时发动机最大扭矩时的汽车车速,km/h;

最高挡的动力因数可以增大上坡加速能力,但最高车速降低,最高挡总传动比提高,发动机负荷率降低汽车经济性变差,若总传动比小虽然发,动机负荷率高汽车的燃料经济性变好但爬坡能力和加速能力降低,因此确定时应兼顾汽车的动力性与经济性,根据模型编制优化程序确定既满足汽车动力性要求而燃料经济性又最佳的汽车传动系参数。

2、 基本参数,初步选定为3.929和V挡经济性要好于4.222的主减速比。

4.2 动力性能的测试与分析

针对加速时间、最高车速和爬坡度进行测试比较分析。动力性能的测试见表3,直接挡从32km/h加速到222km/h见图5a,起步连续换挡加速到222km/h见图5b。

从上表试验测试结果分析来看,配置4.222后桥速比的最高车速、加速时间和最大爬坡度都优于配置3.929速比的后桥。

5、 结论

通过理论计算和试验结果分析来看,理论计算和试验结果基本一致,结合商务车的特点选用不同的加权系数,以动力性为主要的考虑对象进行综合比较选定后桥主减速比为4.222。

通过计算机编程的传动系优化计算和试验结合,证明了文中提出方法的可行性和正确性。这种模拟计算与试验结合的方法适用于所有的车辆匹配,大大的节省了时间与费用。但是整个传动系统的匹配设计是一个很复杂的过程,要考虑的因素也比较多,如速比的变化将影响到最小稳定转速,影响到操纵的舒适性能等,文中仅仅是从速比的选择来说明模拟计算与试验结合的方法在汽车匹配上的应用,如果要进行整车系统的匹配设计,根据约束条件把所有不同的参数代入设定的程序,分别计算、调整,然后选取计算调整的参数进行试验验证,最终得到比较好的传动系统。

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