基于cruise某轎車動(dòng)力系統(tǒng)選型匹配和參數(shù)優(yōu)化仿真設(shè)計(jì)_東風(fēng)汽車等

1、基于 Cruise 某轎車動(dòng)力系統(tǒng)選型匹配和參數(shù)優(yōu)化仿真設(shè)計(jì)430056）（東風(fēng)汽車公司技術(shù)中心摘要：在轎車開(kāi)發(fā)前期，為了確定變速箱和主比的數(shù)比等一系列關(guān)鍵參數(shù)，需要進(jìn)行整車的動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性仿真計(jì)算，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行匹配。并根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)要求，平衡車輛性能，選擇優(yōu)化的動(dòng)力系統(tǒng)組合，確定關(guān)鍵部件的指標(biāo)參數(shù)。：變速箱，主器，仿真Choose of performanystem and Optimization of parameterbased on CruiseAbstract：On the earr stage of the research of car , in order to defi

2、ne the value of theparametert is important to gearbox and single ratio transmis, its nesary to have a taskt is the simulation of the performance and the economic of vehicle. According to the require ofdesign , we have to balance the performance of vehicle , choose the assembly betterand define the v

3、alue of the important parameter.n othersKey word：Gearbox , Single Ratio Transmis, Simulation1. 前言在和開(kāi)發(fā)轎車的過(guò)程中，特別是在技術(shù)方案的選擇階段，對(duì)于系統(tǒng)和關(guān)鍵部件的選擇，需要能夠很快縮小范圍，找到最佳方案?？梢砸揽坑?jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)和關(guān)鍵部件進(jìn)行建模，通過(guò)交替使用待選的系統(tǒng)和關(guān)鍵部件進(jìn)行模型仿真，從而找到最佳方案。在計(jì)算機(jī)模型中可填寫(xiě)每個(gè)待選系統(tǒng)和關(guān)鍵部件的詳細(xì)規(guī)格和設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行仿真分析，從而方便了設(shè)計(jì)者的工作，而且還有助于為設(shè)計(jì)和制造樣車制定工程目標(biāo)和計(jì)劃。為了能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短開(kāi)發(fā)周期，降低

4、開(kāi)發(fā)成本，采用虛擬開(kāi)發(fā)產(chǎn)品技術(shù)，在開(kāi)發(fā)前期進(jìn)行大量的整車動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性仿真計(jì)算。2. 整車動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性仿真2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)對(duì)不同的變速箱和主器組合的技術(shù)方案仿真，在滿足整車設(shè)計(jì)要求的前提下，以動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，合理確定技術(shù)方案。同時(shí)，確定各部件的技術(shù)指標(biāo)，提高整車動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性的途徑。2.2 仿真工作建立模型，定義計(jì)算任務(wù)圖 1 某轎車整車動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性仿真模型設(shè)定以下幾項(xiàng)計(jì)算任務(wù)：綜合工況油耗計(jì)算（Cycle Run）；等速油耗計(jì)算（ConstantDrive）；最高車速計(jì)算（Constant Drive）；最大爬坡度（Climbing Performance）；性能計(jì)算（Full Loa

5、d Acceleration）。2.3 變速箱、主器參數(shù)選擇和優(yōu)化2.3.1 匹配選型該任務(wù)主要是針對(duì)變速箱和主器的選型匹配仿真工作，下面列出變速箱和主器可選數(shù)據(jù)。表 1 變速箱參數(shù)變速箱數(shù)比變速箱 11 檔3.32 檔1.7表 2 主器參數(shù)由于有 2 種變速箱和 3 種主器選型，對(duì)于變速箱和主器的匹配一共有 6 種設(shè)計(jì)方案，如表 3 所示。表 3 設(shè)計(jì)方案對(duì) 6 種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真計(jì)算，結(jié)果如表 4 所示。表 4 設(shè)計(jì)方案仿真結(jié)果對(duì)比注：NEDC 為城市郊區(qū)綜合工況從表 4 中可以很明顯的看出，方案 2 和方案 6 的最高車速以及方案 1 的最大爬坡度均偏低，達(dá)不到設(shè)計(jì)目標(biāo)值，所以可以在方案

6、 3、方案 4 和方案 5 中進(jìn)行選擇，對(duì)于這 3 種方案整車性能參數(shù)方案 1方案 2方案 3方案 4方案 5方案 6最大爬坡度（%）37.5640.441.8641.8641.9341.98最高車速（Km/h）176.66166.85176.15178.25180.29168.33百公里時(shí)間（S）15.6915.3714.8814.8214.4314.21次高檔 80Km/h-120Km/h時(shí)間21.1518.9916.4416.0814.5812.9NEDC 綜合油耗（L）7.187.277.457.517.637.84最高檔等速油耗（L）60Km/h4.194.264.344.374.4

7、54.6390Km/h5.505.595.735.815.946.18120Km/h7.547.687.857.948.108.29設(shè)計(jì)方案方案設(shè)計(jì)方案 1變速箱 1+主器 1設(shè)計(jì)方案 2變速箱 1+主器 2設(shè)計(jì)方案 3變速箱 1+主器 3設(shè)計(jì)方案 4變速箱 2+主器 1設(shè)計(jì)方案 5變速箱 2+主器 2設(shè)計(jì)方案 6變速箱 2+主器 3主器數(shù)比主器 14.2主器 24.4主器 34.83 檔1.24 檔0.95 檔0.7倒檔3.5變速箱 21 檔3.82 檔2.13 檔1.44 檔1.15 檔0.8倒檔3.7來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)性方面相差并不是太大，但是方案 5 在最高車速和時(shí)間，包括次高檔時(shí)間都有比較明

8、顯的，所以方案 5 是一個(gè)比較合適的選擇。2.3.2 參數(shù)優(yōu)化從以上的仿真計(jì)算可以看出，設(shè)計(jì)方案 5 相對(duì)來(lái)說(shuō)比較合適，同時(shí)也可以看出在變速箱2 比變速箱 1 在匹配同一個(gè)主器時(shí)，動(dòng)力性得到了不小的?？梢赃x用變速箱 2，然后在主比 4.2 到 4.8 之間對(duì)主比進(jìn)行調(diào)節(jié)。在 Cruise 計(jì)算中，采用 Matrix Calculation 計(jì)算模式，然后設(shè)置范圍為 4.2 到 4.8，步長(zhǎng)為 0.05，計(jì)算之后進(jìn)行比較。發(fā)現(xiàn)主比在 4.5 附近的性能都相對(duì)比較好，最后選擇主比 4.49 進(jìn)行仿真計(jì)算，和匹配選型時(shí)的 4.4 主比進(jìn)行比較，結(jié)果如表 5 所示。從表 5 中可以看出，主比 4.49 時(shí)的動(dòng)力性有一定，經(jīng)濟(jì)性基本不變，所以選擇變速箱 2 和主比 4.49 匹配是比較合適的。3. 結(jié)論動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)于整車性能影響是比較大的，所以對(duì)于動(dòng)力系統(tǒng)的選型問(wèn)題是比較關(guān)鍵的，首先可以根據(jù)你可選的匹配分別進(jìn)行計(jì)算，找出相對(duì)比較好的值。然后再根據(jù) Cruise 的Matrix 計(jì)算模式對(duì)變量進(jìn)行一定調(diào)節(jié)和優(yōu)化，找出更加滿足要求的變量值，這些工作都可以在計(jì)算機(jī)上完成，大大方便了設(shè)計(jì)的工作。4. 參考文獻(xiàn)1 AVL Cruise UserGuid2，2007，汽車?yán)碚摚瑱C(jī)械工業(yè)整車性能參數(shù)主比4.44.49最大爬坡度（%）41.9341.94最高車