重型商用汽车动力传动系统匹配研究

论文摘要

随着汽车工业的迅猛发展,和全球环境保护意识的加强,人们对汽车的动力性、经济性提出了更高的要求,对汽车的排放性能的要求也日趋严格。在我国的汽车开发过程中,由于分工过细,往往发动机的生产厂商和底盘的生产厂商并不属于同一企业。从而怎样实现发动机与底盘的最佳匹配,使整车具有较好的动力性、经济性和排放性,在整车的匹配研究过程中便显得尤为重要。发动机与传动系的合理匹配,就是根据汽车的使用条件和要求,通过选择适当的传动系参数使发动机的常用工作区尽量与其理想工作区相吻合,以达到整车动力性、燃油经济性的合理匹配。国外从20世纪60年代中期就开始了汽车动力性与燃油经济性模型建立与模拟软件的开发工作,而我国在这方面的研究起步较晚,开始于20世纪80年代中后期。随着汽车技术的迅速发展,早期研究不可避免具有一定的局限性,因此有必要继续进行深入研究。本文主要研究内容有以下几个方面：在总结国内外经验的基础上,建立了重型商用汽车动力性、燃油经济性和整车动力性燃油经济性综合评价指标,内容分别包括驱动功率损失率、等速百公里燃油消耗量及载货汽车六工况循环燃油消耗和能量利用率。建立了发动机外特性和万有特性数学模型,并将试验值与模拟值进行了对比验证。建立了变速器和驱动桥效率模型以及动力性与燃油经济性两种换挡规律模型,使模拟计算结果更准确。根据汽车理论知识和国家标准中对动力性和燃油经济性的试验要求,确定了重型商用汽车动力性和燃油经济性的模拟计算方法。在建立的准确的行驶循环工况的前提下,本文介绍了AVL-CRUISE的主要功能、应用范围、及具体操作流程,并对软件提供的元件作了介绍。AVL公司开发的车辆性能仿真软件CRUISE是专门为汽车传动系统匹配而设计的整车性能仿真软件,由于所有计算模块都经过了实验数据的标定,从而保证了计算结果的可靠性和精确性。针对目前我国重型商用汽车的生产模式,提出了适用于优选动力传动系统的方法,包括发动机功率的选择、最大功率时发动机转速以及最大扭矩的确定、变速器的最大最小传动比和驱动桥速比的确定。除传动系对重型商用汽车动力性和燃油经济性影响外,还从整车总质量、滚动阻力系数、空气阻力系数、汽车的迎风面积、传动效率等方面进行了参数敏感性分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 论文研究的主要内容
• 第二章 重型商用汽车性能评价指标分析
• 2.1 评价指标概述
• 2.2 重型商用汽车动力性评价指标
• 2.3 重型商用汽车经济性评价指标
• 2.4 动力传动系统参数的初步选择
• 2.5 计算方法
• 第三章 重型商用汽车性能参数模拟计算
• 3.1 动力传动系统建模
• 3.1.1 发动机建模
• 3.1.2 变速器建模
• 3.1.3 驱动桥建模
• 3.2 重型商用汽车整车性能模拟计算
• 3.2.1 重型商用汽车动力性模拟计算
• 3.2.2 重型商用汽车燃油经济性模拟计算
• 3.3 模拟计算结果与实车试验结果对比
• 3.3.1 动力性计算值与试验值比较
• 3.3.2 燃油经济性计算值与试验值比较
• 第四章 计算机辅助计算
• 4.1 AVL-CRUISE软件的介绍
• 4.1.1 CRUISE软件的基本功能
• 4.1.2 CRUISE软件的特点
• 4.2 建立整车结构的模型
• 4.2.1 建立车辆模型
• 4.2.2 输入各总成模型数据
• 4.2.3 定制所需计算任务
• 4.2.4 查看计算结果
• 4.3 基础数据收集和输入
• 4.3.1 动力系统总成参数
• 4.3.2 车辆运行环境参数（滚阻、风阻或滑行试验数据、坡阻等）
• 4.4 计算任务和匹配优化
• 4.4.1 Cruise的计算模式
• 4.4.2 计算任务
• 4.4.3 数据对比及匹配优化
• 第五章 重型商用汽车动力传动系统匹配
• 5.1 概述
• 5.2 重型商用汽车动力传动系统的匹配
• 5.2.1 发动机的选择
• 5.2.2 变速器和驱动桥的选择
• 5.3 重型商用汽车自身属性对动力性与燃油经济性的影响
• 5.3.1 重型商用汽车总质量的影响
• 5.3.2 滚动阻力系数的影响
• 5.3.3 空气阻力系数与迎风面积的影响
• 5.3.4 传动效率的影响
• 第六章 结论
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 详细摘要