AVL-CRUISE-2019-整車經(jīng)濟性動力性分析操作指導(dǎo)書

AVL_CRUISE_2019_整車經(jīng)濟性動力性分析操作指導(dǎo)書AVLCRUISE純電動汽車經(jīng)濟性動力性分析操作指導(dǎo)書

目錄TOC\o"1-1"\h\z\t"a1,1,a2,2,a3,3"AVLCRUISE純電動汽車經(jīng)濟性動力性分析操作指導(dǎo)書第一章AVLCruise2014簡介 11.1動力性經(jīng)濟性仿真集成平臺 21.2AVLCruise建模分析流程 31.3主要模塊功能 31.4AVLCruise計算任務(wù)的設(shè)定 9第二章汽車零部件模型建立 142.1.軟件啟動 142.2.Project創(chuàng)建 15第三章整車動力經(jīng)濟性分析模型連接 443.1.部件之間物理連接 443.2.部件之間信號連接 45第四章整車動力經(jīng)濟性分析任務(wù)設(shè)置 494.1爬坡性能任務(wù)制定 504.2等速百公里油耗分析 534.3最大車速分析 564.4循環(huán)工況油耗分析 594.5加速性能任務(wù)制定 62第五章計算及分析處理 655.1.計算參數(shù)設(shè)置 655.2.分析處理 65第六章整車動力性/經(jīng)濟性計算理論 716.1動力性計算公式 716.1.1變速器各檔的速度特性 716.1.2各檔牽引力 716.1.3各檔功率計算 726.1.4各檔動力因子計算 726.1.5最高車速計算 726.1.6爬坡能力計算 736.1.7最大起步坡度 746.1.8加速性能計算 746.1.9比功率計算 766.1.10載質(zhì)量利用系數(shù)計算 766.2經(jīng)濟性計算公式 766.2.1直接檔（或超速檔）等速百公里油耗計算 766.2.2最高檔全油門加速500m的加速油耗（L/500m） 776.2.3循環(huán)工況百公里燃油消耗量 78第一章AVLCruise2014簡介1.1動力性經(jīng)濟性仿真集成平臺AVLCruise是AVL公司開發(fā)一款整車及動力總成仿真分析軟件。它可以研究整車動力性、燃油經(jīng)濟性、排放性能及制動性能，是車輛系統(tǒng)的集成開發(fā)平臺。AVLCruise軟件已經(jīng)成功的在整車生產(chǎn)商和零部件供應(yīng)商之間搭建起了溝通的橋梁。該軟件與其他整車仿真工具相比，具有以下主要特點：1.通過模塊化的建模方式，可以快速將傳統(tǒng)車輛改變?yōu)橄冗M動力傳動系統(tǒng)，并支持分層建模，方便客戶管理各個子系統(tǒng)。2.Cruise內(nèi)置了很多基于汽車工程應(yīng)用的計算任務(wù)。主要有循環(huán)工況任務(wù)、巡航工況任務(wù)、最大爬坡度計算任務(wù)、穩(wěn)態(tài)行駛性能任務(wù)、全負(fù)荷加速性能任務(wù)、制動/滑行/反拖任務(wù)以及最大牽引車計算任務(wù)等。3.有大量的電氣部件，可用于電動汽車或者混合動力汽車的開發(fā)；立體式全方位的接口，便于進行整車集成測試；也可以對先進動力傳動系統(tǒng)進行分析評價，例如：AT、AMT、DCT和GSI等，其中的GSP模塊可進行換擋規(guī)律的生成和優(yōu)化。4.根據(jù)預(yù)先設(shè)定的動力性、燃油經(jīng)濟性或者排放性指標(biāo)，可以進行動力參數(shù)匹配計算和動力總成匹配計算。5.內(nèi)置Function函數(shù)，用戶可以根據(jù)自己的需求編寫控制策略。6.Cruise軟件可以與AVLIn-Motion、dSPACE和ETAS等硬件系統(tǒng)進行耦合仿真，實現(xiàn)車輛動力總成系統(tǒng)的實時(RealTime)仿真；也可以調(diào)試和分析控制系統(tǒng)，縮短了開發(fā)時間并且提高幵發(fā)速度。7.可同時進行正向仿真和逆向仿真。正向仿真是指駕駛員根據(jù)車速要求，通過調(diào)整油門踏板和制動踏板，使實際車速跟隨目標(biāo)車速的過程，這個過程由于存在駕駛員的主觀意識和調(diào)整過程，因此實際車速會圍繞目標(biāo)車速呈小幅波動趨勢，波動的幅度與控制器的控制特性有關(guān)；逆向仿真是指根據(jù)車輪的轉(zhuǎn)矩(功率)需求逆向推導(dǎo)發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩；只要該需求轉(zhuǎn)矩在發(fā)動機可提供的范圍內(nèi)，逆向仿真可確保實際車速與目標(biāo)車速完全一致。8.采用與Oracle對接的數(shù)據(jù)庫管理體系，便于進行系統(tǒng)的管理和資源分配，提高了數(shù)據(jù)管理的安全性，同時方便實現(xiàn)Cruise軟件不同使用群體之間的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)讀??；強大的數(shù)據(jù)搜尋和對比功能，使用戶在面對大量的數(shù)據(jù)的情況下可根據(jù)自己設(shè)定的邊界條件便捷的進行數(shù)據(jù)的獲取和對比。1.2AVLCruise建模分析流程輸入?yún)?shù)生成車輛模型項目/方案在Cruise軟件中建立仿真模型時，需要按照一定的流程圖逐步建立整車模型。這樣可以避免不必要的錯誤，防止數(shù)據(jù)的遺漏，保證仿真過程的順利進行。在建模過程中，推薦的仿真流程圖如1所示。輸入?yún)?shù)生成車輛模型項目/方案計算任務(wù)通信連接物理連接計算任務(wù)通信連接物理連接結(jié)果輸出運行計算設(shè)置計算結(jié)果輸出運行計算設(shè)置計算圖1AVLCruise建模分析流程圖1.3主要模塊功能Vehicle模塊Vehicle模塊是每個模型的基本組件，在該組件中可以定義車輛的基本尺寸、重量等參數(shù)。每個模型只能有一個Vehicle模塊。該組件可以計算得到車輪動態(tài)載荷、空氣阻力、滾動阻力、坡度阻力、加速阻力以及車輛總阻力。Vehicle模塊參數(shù)輸入主界面如圖2所示。圖2Vehicle模塊參數(shù)輸入主界面在Vehicle模塊中，需要輸入的主要參數(shù)有：油箱容積、較接點到前軸的距離、軸距、臺架試驗臺的固定點到地面的距離、重心到前軸的距離、重心高度、前后輪胎壓、整備質(zhì)量、滿載質(zhì)量、迎風(fēng)面積、空氣阻力系數(shù)以及前后軸升力系數(shù)等。Engine模塊Engine模塊是通過特性曲線和Map圖來建模的。理論上，要求使用在試驗臺架測定的燃油消耗和廢氣排放圖。這些Map圖是在發(fā)動機的某一工作溫度時測定的。而在冷起動模擬時，可以采用溫度和摩損模塊來考慮燃油消耗和廢氣排放的增加。如果再輸入增壓器的一些附加特性(增壓器工作壓力，進氣溫度等),就可以研究增壓器對全負(fù)荷加速時間的影響。發(fā)動機的數(shù)據(jù)可以根據(jù)新發(fā)動機的排量進行相應(yīng)地縮放。所有與發(fā)動機排量相關(guān)的數(shù)據(jù)都要乘以發(fā)動機的排量比。Engine模塊的輸入?yún)?shù)主界面如圖3所示。圖3Engine模塊參數(shù)輸入主界面在Engine模塊中需要輸入的主要參數(shù)有：發(fā)動機排量、氣紅數(shù)、沖程數(shù)、發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速與最高轉(zhuǎn)速、發(fā)動機轉(zhuǎn)動慣量、發(fā)動機響應(yīng)時間、燃油熱值以及燃油密度等。Clutch模塊Clutch模塊用于模擬手動變速箱的摩擦式離合器模型，最大傳遞轉(zhuǎn)矩是摩擦式離合器的主要性能。最大傳遞轉(zhuǎn)矩可以通過輸入的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)來計算，也可以直接輸入。Clutch可以由Driver通過離合器踏板行程控制，或者由ClutchControl、ClutchProgram來控制。Clutch模塊的輸入?yún)?shù)主界面如圖4所示。圖4Clutch模塊參數(shù)輸入主界面該模塊需要輸入的主要參數(shù)有：離合器輸入、輸出轉(zhuǎn)動慣量、離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩、離合器摩擦片的內(nèi)外工作半徑、摩擦面數(shù)等。GearBox模塊GearBox模塊中，考慮了傳動比、轉(zhuǎn)動慣量和轉(zhuǎn)矩?fù)p失等因素，將驅(qū)動端的輸入轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成動力輸出端的輸出轉(zhuǎn)矩。GearBox模塊的輸入?yún)?shù)主界面如圖5所示。圖5GearBox模塊參數(shù)輸入主界面該模塊需要輸入的主要參數(shù)有：擋位數(shù)目、各個擋位的傳動比、每一擋位的驅(qū)動輸入端和動力輸出端的轉(zhuǎn)動慣量、每一擋位嚙合齒輪齒數(shù)等。SingleRatioTransmission模塊SingleRatioTransmission模塊用來模擬主減速器，與GearBox模塊類似，不同的是該部件只提供一個傳動比。SingleRatioTransmission模塊的輸入?yún)?shù)主界面如圖6所示。該模塊需要輸入的主要參數(shù)有：主減速比、驅(qū)動端和動力輸出端的轉(zhuǎn)動慣量等。圖6SingleRatioTransmission模塊參數(shù)輸入主界面Differential模塊Differential模塊用來模擬差速器。考慮了轉(zhuǎn)動慣量，該部件可以把驅(qū)動端的輸入轉(zhuǎn)矩分成兩個動力輸出端的輸出轉(zhuǎn)矩，或者把兩個動力輸入端的輸入轉(zhuǎn)矩求和。另外，該部件還提供了差速鎖。Differential模塊的輸入?yún)?shù)主界面如圖7所示。圖7Differential模塊參數(shù)輸入主界面該模塊需要輸入的主要參數(shù)有：轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)、驅(qū)動端和動力輸出端的轉(zhuǎn)動慣量等。Wheel/Tire模塊Wheel/Tire模塊是車輛和道路之間的連接模塊。該模塊可以考慮輪胎滑移。并且有Michelin滾動阻力矩模型，可以考慮眾多參數(shù)對車輪阻力的影響。Wheel模塊輸入?yún)?shù)主界面如圖8所示。圖8Wheel/Tire模塊參數(shù)輸入主界面Cockpit模塊Cockpit模塊用來模擬駕駛室。駕駛室用來鏈接車輛和駕駛員。并且可以確定哪些信息與數(shù)據(jù)可以被駕駛員調(diào)用以及駕駛員的輸出對車輛的影響。Cockpit模塊輸入?yún)?shù)主界面如圖9所示。圖9Cockpit模塊參數(shù)輸入主界面該模塊需要輸入的主要參數(shù)有：前進擋數(shù)、倒擋數(shù)、最大制動力等。1.4AVLCruise計算任務(wù)的設(shè)定計算任務(wù)的組織管理是通過文件夾的方式來實現(xiàn)的。對于每一項任務(wù)都包括以下文件夾：計算任務(wù)特性設(shè)置文件夾、計算任務(wù)文件夾、Course(道路)設(shè)置文件夾、Driver(駕駛員）設(shè)置文件夾。對于不同的計算任務(wù)文件夾，在不需要計算時，可以關(guān)閉來節(jié)省計算時間。大部分計算任務(wù)可以設(shè)置為道路模式或者底盤測功機模式。這兩者的主要區(qū)別在于車輛的阻力不同。在底盤測功機模式中，需要定義飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。另外，在考慮和不考慮輪胎滑移的計算任務(wù)中，可以考慮理論上所能傳遞的發(fā)動機功率的不同。計算任務(wù)特性設(shè)置文件夾該文件夾主要是設(shè)置計算精度、仿真步長等參數(shù)，一般取默認(rèn)值。推薦的默認(rèn)設(shè)置如下:CalculationAccuracy：normal(possiblyhigh)CorrectionThreshold：highSimulationMax.SimulationTimeStep：0.05sOutputafterevery1SimulationStep(s)ReverseEngineeringOutputafterevery1CalculationStep(s)TimeInterval：0.5sVelocityInterval：O.5km/h計算任務(wù)文件夾該文件夾用于設(shè)置計算任務(wù)。Cruise軟件內(nèi)置了多種基于汽車工程應(yīng)用的計算任務(wù)。包括的任務(wù)如下:循環(huán)行駛工況(CycleRun)該任務(wù)用來計算整車在標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)工況（如UDC、NEDC等）中的燃油油耗和排放情況。Cruise內(nèi)置了各個國家不同駕駛需求的標(biāo)準(zhǔn)路譜，用戶可以方便地使用，另外用戶也可以根據(jù)實際道路譜修正道路譜。爬坡性能分析(ClimbingPerformance)該任務(wù)屬于靜態(tài)計算，用于計算各個擋位，發(fā)動機整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最大爬坡度。另外，也可以計算在一定轉(zhuǎn)速或者一定車速的最大爬坡度。穩(wěn)態(tài)行駛性能分析(ConstantDrive)該任務(wù)也是靜態(tài)計算，用于計算各個擋位的等速燃油消耗和排放。其中的最高車速子任務(wù)可以計算實際達到的最高車速和理論最高車速。優(yōu)化是通過改變主減速器速比來進行的，結(jié)果中可以得到主減速比優(yōu)化系數(shù)。全負(fù)荷加速性能(FullLoadAcceleration)在該任務(wù)下有三個子任務(wù)：各擋最大加速性能計算(MaximumAccelerationinallGears)：該子任務(wù)也是靜態(tài)計算，可以計算得到所有車速和擋位下的最大加速度。原地起步連續(xù)換擋加速性能(ShiftingGearsfromStandstill)：該任務(wù)可以計算車輛原地起步連續(xù)換擋加速性能。超車加速性能(Elasticity)：該任務(wù)用于計算車輛的超車加速性能。最大牽引力計算(MaximumTractionForce)該任務(wù)也是靜態(tài)計算，可以得到所有車速和擋位下的發(fā)動機最大牽引力。同時在結(jié)果中，可以得到驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖和功率平衡圖。巡航行駛工況(Cruising)該任務(wù)與循環(huán)工況任務(wù)相似，可用于計算客戶自己定義的已知兩城市間的總體燃油消耗和排放。制動/滑行/反拖(Brake/Coast/Thrust)通過設(shè)置是否換擋和是否有制動力，該任務(wù)可用于分析車輛的制動、滑行以及反拖性能。Course(道路)設(shè)置文件夾Course部件用于描述計算任務(wù)的環(huán)境條件。為了描述外界環(huán)境，的大氣壓力、大氣密度以及溫度等都是必需的。所需輸入?yún)?shù)有：可以與時間或距離相關(guān)的一些輸入?yún)?shù)：大氣溫度濕度行駛方向上的風(fēng)速過程信號，可以定義為車輛模型的外部輸入信號其他的與距離相關(guān)的輸入?yún)?shù)還有：大氣密度或壓力道路摩擦系數(shù)道路高度變化路段車速限制圖10所示為Course文件夾設(shè)置窗口：圖10Course設(shè)置窗口Driver(駕駛員）設(shè)置文件夾駕駛員模塊用來實現(xiàn)駕駛員的操作。圖11為Driver設(shè)置窗口。圖11Driver設(shè)置窗口Cruise中內(nèi)置了多種標(biāo)準(zhǔn)的駕駛員操作數(shù)據(jù)，方便用戶選擇。在行駛循環(huán)測試中得到的車輛的動力性和燃油經(jīng)濟性，很大程度上受到駕駛員操作特征的影響。駕駛員的操縱特征、駕駛員的操縱習(xí)慣特點是駕駛員操縱車輛的決策基礎(chǔ)。Cruise的模塊化理念使得對于同一輛車，可以采用不同的駕駛員來執(zhí)行大量不同的任務(wù)。反過來，同一類型的駕駛員模塊也可以用于不同的車輛進行燃油經(jīng)濟性能和動力性能的測試。第二章汽車零部件模型建立本次計算是以某4×2后驅(qū)車為基礎(chǔ)，進行零部件建模，整車模型搭建、計算任務(wù)設(shè)定、計算結(jié)果處理等，最終評價匹配結(jié)果，并對其進行優(yōu)化，最終滿足性能要求。2.1.軟件啟動開始→所有程序→AVLCruise2014，打開AVLCruise2014，如圖12所示。圖12打開軟件AVLCruise2014默認(rèn)進入User(用戶)模式，側(cè)是Project導(dǎo)航窗口，里面包括軟件自帶的各種案例模型，右側(cè)是project模型的詳細(xì)信息，如圖13所示。圖13AVLCruise2014歡迎界面2.2.Project創(chuàng)建在AVLCruise2014的安裝目錄D:\ProgramFiles\AVL\CRUISE\v2014\projects下建立純電動汽車分析文件夾，點擊進去之后再建立文件夾Electric_4×2_Rear-Drive，如圖14所示。圖14建立純電動汽車分析文件夾接下來將會在Cruise主界面左側(cè)的Project樹中看到純電動汽車分析的文件夾，下面有一個名為Electric_4×2_Rear-Drive的Project文件，右鍵點擊該project，選擇new→version，創(chuàng)建了一個Electric_4×2_Rear-Drive的算例，如圖15所示。圖15建立Electric_4×2_Rear-Drive算例右鍵點擊導(dǎo)航窗口中project，選擇“l(fā)oad”，進入Desk建模主界面，如圖16所示。圖16進入Desk建模界面下面將逐一建立純電動汽車的各個系統(tǒng)及部件。Vehicle整車模型首先確保當(dāng)前編輯狀態(tài)處于“VehicleModel”下，點擊“Modules”模塊下的Vehicles，并將其拖曳到建模主窗口，如圖17所示。VehicleModelVehicleModel圖17建立Vehicle模型車輛模塊包括汽車公稱尺寸、質(zhì)量、空氣阻力系數(shù)等一些基本的數(shù)據(jù)，是傳動系模型重要的組成部分。車輛模塊需要的參數(shù)主要包括整車整備質(zhì)量、最大總質(zhì)量、行駛阻力、車輛重心位置、車輛動載荷、迎風(fēng)面積等，車輛模塊中主要參數(shù)如圖18所示。圖18車輛模塊尺寸其中hv,cog—車輛重心高度；lv,cog—重心到前軸高度；lv,fr—軸距；hv,vcp—鉸接點到地面的距離；lv,vcp—鉸接點到前軸的距離。1、整車質(zhì)量汽車的質(zhì)量是與汽車裝載狀態(tài)有關(guān)的。不同裝載情況下，汽車的質(zhì)量是不同的，可表示為： (2-1)其中，空載時半載時滿載時如果不是上面這三種狀態(tài)，則可以按式（2-2）計算汽車的瞬時質(zhì)量： (2-2)式中，mV,act：整車的瞬時實際質(zhì)量，kg；ZV,load：汽車的載荷狀態(tài)；mV,min：是汽車的整備質(zhì)量，kg；mV,zul：是汽車的滿載質(zhì)量，kg。2、阻力A）從物理模塊得汽車所受阻力是由空氣阻力，滾動阻力，加速阻力和坡度阻力幾部分組成的。其中，滾動阻力是對所有車輪逐個進行計算得到的?？諝庾枇? (2-3) (2-4)式中，vv：車速，m/s；vU,air：空氣的流動速度，m/s；vU，V，rel：汽車與空氣的相對速度，m/s；cw：空氣阻力系數(shù)；ρU，air：空氣的密度，一般取1.2258N·s2·m-4；Av：車的迎風(fēng)面積，m2；FV,air：空氣阻力，N。坡道阻力 (2-5) (2-6)式中，αU,up：αU,dn：αU：實際坡度，rad；FV,incl：坡道阻力，N。通過相對推力kV,add,trac和kV,add,push來確定額外牽引力或者推力。它們與汽車質(zhì)量有關(guān)，其大小可以通過適用于特殊計算任務(wù)（如，最大牽引力）的方程解算器來確定。總的行駛阻力為： (2-7)式中，F(xiàn)v,res：總的行駛阻力，N。B）從參考汽車的阻力函數(shù)得首先需輸入cA，cB和cC三個參數(shù)。通過這些參數(shù)和式（2-8）可以得出行駛阻力函數(shù)，為： (2-8)式中，mref：參考汽車的質(zhì)量，kg。C）從參考汽車的阻力表得行駛阻力曲線是由力與車速關(guān)系得到的。從這個表中可以得出阻力函數(shù)中的常數(shù)部分和比例部分。由參考汽車的質(zhì)量得： (2-9) (2-10) (2-11)式中，A：阻力函數(shù)系數(shù)（常數(shù)部分），N；B：阻力函數(shù)系數(shù)（線性變化部分），Nh/km。這些部分都與車的實際質(zhì)量有關(guān)，可以分別進行處理。用式（2-12）計算出阻力函數(shù)的高階的部分，為： (2-12)現(xiàn)在，可以計算出每個時間步長內(nèi)的實際阻力（FV,res,ges）。 (2-13) (2-14)D）從無參考汽車的阻力函數(shù)得輸入的cA，cB和cC三個參數(shù)。通過這些參數(shù)和式（2-15）可以得出行駛阻力函數(shù)，為： (2-15)E）從無參考汽車的阻力表得行駛阻力的曲線是由力與車速關(guān)系得到的。從這個表中可以得出阻力函數(shù)的常數(shù)部分和比例部分。 (2-16) (2-17) (2-18)這些部分都與車的實際質(zhì)量有關(guān)，可以分別進行處理。用式（2-19）計算出阻力函數(shù)的高階部分，為： (2-19)現(xiàn)在，可以計算出每個時間步長的實際阻力。 (2-20) (2-21)3、質(zhì)心位置由于在進行車輪動載荷分配的計算時需要用到汽車質(zhì)心位置，所以需要先確定是在下面哪種情況下進行實驗的。在路上行駛在這種情況下，質(zhì)心高度和與前軸的距離是與三種負(fù)載狀態(tài)有關(guān)的，其計算方法如下： (2-22) (2-23)式中，hV,cog,act：汽車質(zhì)心的實際高度，mm；lV,cog,act：汽車質(zhì)心距前軸的距離，mm；hV,cog(ZV,load)：依據(jù)載荷狀態(tài)的質(zhì)心高度，mm；lV,cog(ZV,load)：依據(jù)載荷狀態(tài)的質(zhì)心距離前軸的距離，mm。在底盤測功機上當(dāng)在底盤測功機上進行實驗時，質(zhì)心的垂直距離和支撐點的高度是兩項很重要的參數(shù)。 (2-24)式中，hV,cd：在底盤測功機上支撐點的高度，mm。4、車輪動載荷A）前軸動載荷由平衡條件可知對后輪和路面的接觸點處取矩的和為0，即： (2-25)依據(jù)式（2-26）可計算出前軸的載荷，為： (2-26)式中，F(xiàn)w,x,f,ax：前軸的負(fù)載，N；lV,fr：軸距，mm。前軸的載荷是均勻分布在前軸所有車輪上的，所以右前輪的載荷為： (2-27)左前輪的載荷為： (2-28)B）后軸動載荷同前軸一樣，對前輪和路面的接觸點處取矩的和也應(yīng)為0，即： (2-29)所以后軸的動載荷應(yīng)為： (2-30)右后輪的載荷為： (2-31)左后輪的載荷為： (2-32)式中，F(xiàn)w,x,r,ax：后軸的負(fù)載，N。雙擊“VehicleModel”模型圖標(biāo)，將車輛的尺寸及其他參數(shù)進行輸入，如圖19所示。圖19Vehicle模型參數(shù)輸入Wheel車輪模型點擊“Modules”模塊下的Wheel，并將其拖曳到建模主窗口，如圖20所示。圖20建立Vehicle模型車輪傳遞著汽車與路面之間的力和力矩，是汽車與道路之間的傳力部件，主要功用：支撐整車的質(zhì)量；緩沖路面沖擊；產(chǎn)生驅(qū)動力、制動力；提供側(cè)向力供車輛轉(zhuǎn)彎。在車輪模型中，輪胎的半徑和滾動阻力對車輛的性能有重要的影響。車輪的滾動阻力與滾動阻力系數(shù)和車輪載荷有關(guān)，表達式如下：FW,r=cw,r?Fw,s式中：cw,r—滾動阻力系數(shù)；FW,r—車輪載荷。車輪的半徑分為自由半徑、靜力半徑、滾動半徑。滾動半徑即汽車運動時的半徑，表達式：式中：s—車輛行駛路程，m；nw—車輪轉(zhuǎn)動的圈數(shù)。右鍵點擊“WheelModel”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進行輪胎屬性設(shè)置，Slip選擇“FunctionwithLimit”，每個車輪的WheelLocation選擇適當(dāng)選項，如圖21所示。圖21輪胎屬性設(shè)置雙擊“WheelModel”模型圖標(biāo)，將車輪的尺寸及其他參數(shù)進行輸入，如圖22所示。圖22Wheel模型參數(shù)輸入Brake制動器模型點擊“Modules”模塊下的Brakes，并將其拖曳到建模主窗口，如圖23所示。圖23建立Brake模型制動器的功用：運行時，使行駛的車輛減速甚至停車；停車時，使己停止的車輛不產(chǎn)生滑動；坡道時，使車輛保持穩(wěn)定速度行駛。數(shù)學(xué)模型：MB=2pB?AB?ηB???μB?????rB??????CB式中：MB—制動轉(zhuǎn)矩，N/m;pB—液壓紅工作壓力，N;AB—制動活塞面積，（mm2);ηB—傳動效率；μB—制動鼓的摩擦系數(shù)；rB—有效摩擦半徑，（mm);CB—制動系數(shù)。右鍵點擊“BrakesModel”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進行制動器屬性設(shè)置，ControlVariable選擇“BrakePressure”，如圖24所示。圖24制動器屬性設(shè)置雙擊“BrakesModel”模型圖標(biāo)，將制動器的尺寸及其他參數(shù)進行輸入，如圖25所示。圖25制動器模型參數(shù)輸入傳動系統(tǒng)模型傳動系模型主要有離合器模塊、變速器模塊（有些純電動沒有離合器、變速器，本車型中沒有變速器，為了建模通用型，這里詳細(xì)進行介紹）、主減速器模塊和差速器模塊。傳動系參數(shù)對汽車動力性經(jīng)濟性影響很大，發(fā)動機與傳動系匹配時，通過改變傳動系相關(guān)參數(shù)，能夠使汽車常用行駛工況靠近發(fā)動機萬有特性曲線經(jīng)濟區(qū)域，從而提高汽車燃油經(jīng)濟性。Clutch離合器模型離合器直接與發(fā)動機相聯(lián)，它能切斷和實現(xiàn)發(fā)動機動力傳遞，保證汽車平穩(wěn)起步；保證車輛換擋時工作平順；當(dāng)工作時受到較大動載荷時，防止傳動系統(tǒng)過載，離合器結(jié)構(gòu)原理如圖26所示。圖26離合器結(jié)構(gòu)原理圖圖中：Mc,in—發(fā)動機輸出扭矩，（N.m）；Mc,out—離合器輸出扭矩，（N.m）；Mc—離合器傳動扭矩，（N.m）；θc,m、θc,out—離合器輸入輸出端轉(zhuǎn)動慣量，（kg?m2）；c,in、c,out—離合器輸入輸出端加速度，（m/s2）。離合器傳遞轉(zhuǎn)矩計算分以下兩種情況：主從動部件相對滑動時：Mc=-μc,act?rc,m?Fa,act?Nc主從動部件相對結(jié)合時：Mc=式中：-μc,act—離合器實際摩擦系數(shù)；rc,m—平均有效摩擦半徑；Fa,act—實際壓緊力；Nc—摩擦盤數(shù)。點擊“Modules”模塊下的Clutchs，并將其拖曳到建模主窗口，如圖27所示。圖27建立Clutch模型右鍵點擊“Clutch”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進行離合器屬性設(shè)置，ControlVariable選擇“DesiredClutchRelease”，如圖28所示。圖28離合器屬性設(shè)置雙擊“Clutch”模型圖標(biāo)，將離合器的屬性及其他參數(shù)進行輸入，如圖29所示。圖29離合器模型參數(shù)輸入GearBox變速器模型（5速手動為例）變速器主要作用是通過改變傳動比，擴大驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的范圍；能使發(fā)動機在高功率低油耗的工況下運行；在發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，汽車能倒退行駛。變速器的結(jié)構(gòu)對整車動力性、經(jīng)濟性、操作穩(wěn)定性和平順性等有重要的影響，其中變速器的傳動比和傳遞效率對傳動系參數(shù)優(yōu)化匹配有很大影響。變速器傳動比、輸出軸的角速度、角加速度計算公式分別如下：式中：iG,act—當(dāng)前變速箱傳動比；NG,act—當(dāng)前的檔位；in—輸入軸的角速度；in—輸入軸的角加速度。轉(zhuǎn)矩?fù)p失MG,loss：1)計算時不考慮轉(zhuǎn)矩?fù)p失時（ZG,loss=1）：MG,loss=0;ηG=12）計算時考慮轉(zhuǎn)矩?fù)p失時（ZG,loss=2）：MG,loss=MG,V,2(G,in;MG,loss;NG,act)+MG,V,2(G,in;NG;TG)ηG=1-式中：MG,loss—轉(zhuǎn)矩?fù)p失；MG,in—輸入扭矩；ηG—傳遞效率；MG,V,2(G,in;MG,loss;NG,act)—某一檔位的轉(zhuǎn)矩?fù)p失；MG,V,2(G,in;NG;TG)—受溫度影響的轉(zhuǎn)矩?fù)p失；點擊“Modules”模塊下的GearBox，并將其拖曳到建模主窗口，如圖30所示。圖30建立GearBox模型右鍵點擊“GearBox”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進行變速箱屬性設(shè)置，Losses選擇“Efficiency”，如圖31所示。圖31變速箱屬性設(shè)置雙擊“GearBox”模型圖標(biāo)，將變速箱的屬性及其他參數(shù)進行輸入，如圖32所示。圖32變速箱模型參數(shù)輸入FinalDrive主減速器模型主減速器作用是增大變速器輸入轉(zhuǎn)矩，降低轉(zhuǎn)速，對于發(fā)動機縱置的汽車，還能利用錐齒輪改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向。主減速器的傳動比對汽車的性能有著直接的影響。主減速器傳動比：角速度和角加速度分別為：式中：ZD,1—主動齒數(shù)；ZD,2—從動齒數(shù)；iD—主減速器速比。轉(zhuǎn)矩?fù)p失的計算方法同變速器的計算方法類似。點擊“Modules”模塊下的SingleRatio，并將其拖曳到建模主窗口，如圖33所示。圖33建立SingleRatio模型右鍵點擊“SingleRatio”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進行主減速器屬性設(shè)置，選擇適當(dāng)?shù)摹癉efinition”和“Losses”選項，如圖34所示。圖34主減速器屬性設(shè)置雙擊“SingleRatio”模型圖標(biāo)，將主減速器的屬性及其他參數(shù)進行輸入，如圖35所示。圖35主減速器模型參數(shù)輸入Differential差速器模型差速器的主要作用是實現(xiàn)汽車兩驅(qū)動橋之間、驅(qū)動橋左右車輪之間以不同角速度旋轉(zhuǎn)；當(dāng)汽車在行駛時，使驅(qū)動輪以不同的角速度滾動，從而使兩側(cè)驅(qū)動輪，作純滾動運動，改善汽車的穩(wěn)定性和通過性。Cruise軟件中對差速器兩軸輸出轉(zhuǎn)矩是通過差速器模塊中DifferentialLock來控制的，差速器運行方式分為鎖止、未鎖止、數(shù)據(jù)總線控制三種方式，鎖止方式表示差速器兩軸輸出的轉(zhuǎn)速相同，轉(zhuǎn)矩不同；未鎖止方式表示差速器兩軸輸出的轉(zhuǎn)矩相同，轉(zhuǎn)速不同；數(shù)據(jù)總線控制表示差速器兩軸輸出的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩由輸入信號控制。點擊“Modules”模塊下的Differential，并將其拖曳到建模主窗口，如圖36所示。圖36建立Differential模型右鍵點擊“Differential”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進行差速器屬性設(shè)置，選擇適當(dāng)?shù)摹癓osses”選項，如圖37所示。圖37差速器屬性設(shè)置雙擊“Differential”模型圖標(biāo)，將差速器的屬性及其他參數(shù)進行輸入，如圖38所示。圖38差速器模型參數(shù)輸入Engine發(fā)動機模型點擊“Modules”模塊下的Engine，并將其拖曳到建模主窗口，如圖39所示。圖39建立Engine發(fā)動機模型發(fā)動機模型參數(shù)主要包括發(fā)動機性能參數(shù)，如發(fā)動機排量、類型、最大轉(zhuǎn)速、怠速轉(zhuǎn)速、最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動慣量、冷起動參數(shù)、氣虹數(shù)和沖程數(shù)等，以及發(fā)動機各種工作過程狀態(tài)下轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、效率的map圖；如發(fā)動機外特性圖、萬有特性圖。Cruise軟件中提供了4種類型發(fā)動機模型：發(fā)動機(engine)、Boost發(fā)動機(Boostengine)、斷虹熄火發(fā)動機(cylinderengine)、局部發(fā)動機(partialengine)。發(fā)動機是傳統(tǒng)汽車的動力源，發(fā)動機數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性對汽車性能的模擬計算有著重要影響，發(fā)動機建模方法有理論建模法和實驗建模法。理論建模法即在已知發(fā)動機各特征參數(shù)情況下，利用熱力學(xué)相關(guān)知識求出發(fā)動機的輸出特性。該方法建模不用對發(fā)動機進行預(yù)先的測試，應(yīng)用范圍廣，同類型發(fā)動機一次建模即可，缺點是建立模型較困難。實驗建模法即通過對發(fā)動機做臺架試驗，測得實驗數(shù)據(jù)，統(tǒng)計發(fā)動機各參數(shù)，利用查表、差值、擬合等方法，模擬發(fā)動機的工作特性。該方法模型搭建相對簡單、精確度高，數(shù)據(jù)可以通過臺架試驗測得，但是不能反映發(fā)動機的瞬態(tài)響應(yīng)，每臺發(fā)動機都要進行建模。這里采用實驗建模法，通過發(fā)動機全負(fù)荷性能實驗和萬有特性實驗，測得一組實驗數(shù)據(jù)，將實驗數(shù)據(jù)進行擬合處理，得到外特性曲線和萬有特性曲線。發(fā)動機全負(fù)荷特性數(shù)據(jù)輸入到發(fā)動機模塊中的Fullloadcharacteristic中得到發(fā)動機外特性曲線，如圖40所示。右鍵點擊“Engine”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進行發(fā)動機屬性設(shè)置，選擇適當(dāng)?shù)倪x項，如圖40所示。圖40發(fā)動機屬性設(shè)置雙擊“Engine”模型圖標(biāo)，將發(fā)動機的尺寸及其他參數(shù)進行輸入，如圖41所示。圖41發(fā)動機模型參數(shù)輸入發(fā)動機全負(fù)荷特性數(shù)據(jù)輸入到發(fā)動機模塊中的Fullloadcharacteristic中得到發(fā)動機外特性曲線，如圖42所示。圖42發(fā)動機外特性曲線發(fā)動機萬有特性數(shù)據(jù)輸入到發(fā)動機模塊中EngineMapsBasic中得到發(fā)動機萬有特性曲線，如圖43所示。圖43發(fā)動機萬有特性曲線Cockpit司機-駕駛室模型點擊“SpecialModules”模塊下的Cockpit，并將其拖曳到建模主窗口，如圖44所示。圖44建立Cockpit模型車輛在道路上運行時，駕駛員利用加速踏板、制動器踏板、離合器踏板和方向盤來操縱汽車，使之適應(yīng)環(huán)境的變化。Cruise軟件中的Cockpit模塊是司機和車輛的接口，通過數(shù)據(jù)總線與車輛進行信號交換，例如車輛速度、加速度行駛距離、發(fā)動機油門幵度等數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線傳遞給駕駛室，駕駛員根據(jù)這些信號結(jié)合道路狀況調(diào)節(jié)油門和踏板位置；同樣，駕駛員的信息也可以通過數(shù)據(jù)總線傳遞給各個模塊。駕駛室模塊需要定義一些信息模擬真實的駕駛室，如換擋模式、最大制動力、變速器擋位數(shù)、加速踏板特性曲線、離合器踏板特性曲線、制動器踏板特性曲線，這些特性曲線可以根據(jù)經(jīng)驗自己定義或使用默認(rèn)的設(shè)置。右鍵點擊“Cockpit”模型圖標(biāo)，選擇“properties”，進行司機-駕駛室屬性設(shè)置，選擇適當(dāng)?shù)摹癆ccelerationPedalSelection”選項，如圖45所示。圖45Cockpit屬性設(shè)置雙擊“Cockpit”模型圖標(biāo)，將司機-駕駛室的參數(shù)進行輸入，如圖46所示。Monitor監(jiān)視器點擊“SpecialModules”模塊下的Monitor，并將其拖曳到建模主窗口，如圖47所示。雙擊“Monitor”模型圖標(biāo)，在“DescriptionofDataBus”中將需要監(jiān)視的變量添加進去，如圖48所示。圖46Cockpit模型參數(shù)輸入圖47建立Monitor模型圖48Monitor模型參數(shù)輸入至此，4×2后驅(qū)車零部件建模完成。第三章整車動力經(jīng)濟性分析模型連接3.1.部件之間物理連接零部件模型建立完畢之后，主窗口中所有的部件如圖49所示，所有需要連接的部件上面都有連接接口“pin”，適時調(diào)整部件的位置與“pin”的位置，為了便于物理連接。圖49整車未連接前狀態(tài)由于制動器既要與輪胎相連，又要與差速器相連，而制動器上面只有一個“pin”，點擊制動器上面的“pin”，選擇“clonepin”,如圖50所示，可以復(fù)制一個“pin”，并且將“pin”的位置進行調(diào)整，以便部件之間進行連接。同樣在另一側(cè)的制動器上，也復(fù)制一個部件之間的連接接口。右鍵點擊每個部件上面的“pin”，選擇“connect”，然后將要連接的部件進行連接，最終連接成的整車模型如圖51所示。圖50復(fù)制制動器上的連接接口圖51整車的物理連接3.2.部件之間信號連接雙擊主窗口底部的“紅綠藍”三線（databus），進行零部件模型之間信號的連接，如圖52所示。首先進行四個制動器的信號連接，分別為“componentrequires”圖52整車信號連接窗口(Brake)——“inputinformation”(BrakePressure)——“componentdelivering”(Cockpit)——“outputinformation”(BrakePressure)，每個制動器的連接形式如圖53所示。圖53制動器信號連接離合器的信號連接，分別為“componentrequires”(Clutch)——“inputinformation”(DesiredClutchRelease)——“componentdelivering”(Cockpit)——“outputinformation”(DesiredClutchRelease)，離合器的連接形式如圖54所示。圖54離合器信號連接監(jiān)視器的信號連接，分別為“componentrequires”(Monitor)——“inputinformation”(VehicleAcceleration)——“componentdelivering”(Vehicle)——“outputinformation”(Acceleration:Longitudinal)等五個需要監(jiān)視的變量，監(jiān)視器的信號連接形式如圖55所示。圖55監(jiān)視器信號連接變速箱的信號連接，分別為“componentrequires”(GearBox)——“inputinformation”(DesiredGear)——“componentdelivering”(Cockpit)——“outputinformation”(DesiredGear)，變速箱的連接形式如圖56所示。圖56變速器信號連接發(fā)動機的信號連接，分別為“componentrequires”(Engine)——“inputinformation”(LoadSignal)——“componentdelivering”(Cockpit)——“outputinformation”(LoadSignal)，發(fā)動機的連接形式如圖57所示。圖57發(fā)動機信號連接司機-駕駛室的信號連接，分別為“componentrequires”(Cockpit)——“inputinformation”(GearIndicator)——“componentdelivering”(GearBox)——“outputinformation”(CurrentGear)等三個需要監(jiān)視的變量，司機-駕駛室的信號連接形式如圖58所示。圖58司機-駕駛室信號連接第四章整車動力經(jīng)濟性分析任務(wù)設(shè)置將建好的各模塊之間進行物理連接和信號連接之后，便可以根據(jù)需要定制計算任務(wù)，Cruise軟件計算任務(wù)都是在ProjectDate文件夾下定義，一般需要設(shè)定以下幾項計算任務(wù)，如圖59所示。圖59定制任務(wù)在每個計算任務(wù)文件夾下都需要定義行駛路況(course)和駕駛員參數(shù)(Driver),行駛路況即包括道路的環(huán)境參數(shù)如周圍溫度、濕度、空氣的密度、大氣壓力、風(fēng)速、道路摩擦系數(shù)等等，駕駛員參數(shù)需要定義啟動方式、換擋時間、加速踏板一些性能等。需要注意的是在定義循環(huán)油耗計算任務(wù)時，需要定義工況(profile)，軟件自帶了一些基本的循環(huán)行駛工況路譜，如歐洲15循環(huán)工況(ECER15)、美國城市循環(huán)(FTP72withoutbreak)、美國高速公路循環(huán)(USHighwayDrivingCycle)和円本10/15模式(JaPanlO/15.Mode)等，需要時直接加載就可以，當(dāng)然用戶也可以自己定義路譜，用軟件自帶的編輯器非常方便。如圖60所示。圖60路譜曲線4.1爬坡性能任務(wù)制定首先確認(rèn)主窗口位置為“Desk”桌面狀態(tài)，右鍵點擊“ProjectData”→“Project”→“add”→“TaskFolder”，建立一個計算任務(wù)文件夾，如圖61所示。圖61新建任務(wù)文件夾右鍵點擊“TaskFolder”→“add”→“ClimbingPerformance”，建立最大爬坡度計算任務(wù)，如圖62所示。圖62新建最大爬坡度任務(wù)點擊“TaskFolder”下的“ClimbingPerformance”節(jié)點；進行爬坡度計算的參數(shù)輸入，如圖63所示。圖63最大爬坡度計算總體參數(shù)輸入點擊“ClimbingPerformance”下的“VelocityMeasuringPoints”節(jié)點；進行爬坡度計算的速度范圍參數(shù)輸入，如圖64所示。圖64最大爬坡度計算速度范圍定義點擊“ClimbingPerformance”下的“Course”節(jié)點；進行爬坡度計算的路況環(huán)境參數(shù)輸入，如圖65所示。圖65最大爬坡度計算路況環(huán)境定義點擊“ClimbingPerformance”下的“Driver”節(jié)點；進行爬坡度計算駕駛員參數(shù)輸入，如圖66所示。圖66最大爬坡度計算駕駛員定義“ClimbingPerformance”→“Driver”→“Shifting”→“ShiftingAccordingtoVelocity”(根據(jù)總體參數(shù)輸入界面下的定義)，進行最大爬坡度計算換擋策略的定義，如圖67所示。圖67換擋時機的選擇4.2等速百公里油耗分析首先確認(rèn)主窗口位置為“Desk”桌面狀態(tài)，右鍵點擊“ProjectData”→“Project”→“add”→“TaskFolder”，建立一個計算任務(wù)文件夾，如圖68所示。圖68新建任務(wù)文件夾右鍵點擊“TaskFolder”→“add”→“ConstantDrive”，建立等速百公里油耗計算任務(wù)，如圖69所示。圖69新建等速百公里油耗任務(wù)點擊“TaskFolder”下的“ConstantDrive”節(jié)點，進行等速百公里油耗計算的參數(shù)輸入，Name:RuninallGears；模式選擇“RuninallGears”，其他根據(jù)實際情況進行輸入，如圖70所示。圖70等速百公里油耗計算總體參數(shù)輸入點擊“ConstantDrive”下的“VelocityMeasuringPoints”節(jié)點；進行等速百公里油耗計算速度范圍參數(shù)設(shè)定，如圖71所示。圖71等速百公里油耗計算速度范圍定義點擊“ConstantDrive”下的“Course”節(jié)點，進行等速百公里油耗計算的路況環(huán)境參數(shù)輸入，如圖72所示。圖72等速百公里油耗計算路況環(huán)境定義點擊“ConstantDrive”下的“Driver”節(jié)點，進行等速百公里油耗計算駕駛員參數(shù)輸入，如圖73所示?！癈onstantDrive”→“Driver”→“Shifting”→“ShiftingAccordingtoVelocity”(根據(jù)總體參數(shù)輸入界面下定義)，進行等速百公里油耗計算換擋策略定義，如圖74所示。圖73等速百公里油耗計算駕駛員定義圖74換擋時機的選擇4.3最大車速分析右鍵點擊之前的“TaskFolder”→“add”→“ConstantDrive”，建立最大車速計算任務(wù)，如圖75所示。圖75新建最大車速分析任務(wù)點擊“TaskFolder”下的“ConstantDrive”節(jié)點，進行最大車速計算的參數(shù)輸入，Name:MaximumVelocitywithoutSlip；模式選擇“MaximumVelocity”，其他根據(jù)實際情況進行輸入，如圖76所示。圖76最大車速計算總體參數(shù)輸入點擊“ConstantDrive”下的“Course”節(jié)點，進行最大車速計算的路況環(huán)境參數(shù)輸入，如圖77所示。圖77最大車速計算路況環(huán)境定義點擊“ConstantDrive”下的“Driver”節(jié)點，進行最大車速計算駕駛員參數(shù)輸入，如圖78所示。“ConstantDrive”→“Driver”→“Shifting”→“ShiftingAccordingtoVelocity”(根據(jù)總體參數(shù)輸入界面下的定義)，進行最大車速計算換擋策略的定義，如圖79所示。圖78最大車速計算駕駛員定義圖79換擋時機的選擇4.4循環(huán)工況油耗分析右鍵點擊“ProjectData”→“Project”→“add”→“TaskFolder”，建立一個計算任務(wù)文件夾。右鍵點擊“TaskFolder”→“add”→“CycleRun”，建立循環(huán)工況油耗計算任務(wù)，如圖80所示。圖80新建循環(huán)工況油耗任務(wù)點擊“TaskFolder”下的“CycleRun”節(jié)點，進行循環(huán)工況油耗計算的參數(shù)輸入，選擇公路（如果是臺架的話選擇測功機）如圖81所示。圖81循環(huán)工況油耗計算總體參數(shù)輸入點擊“CycleRun”下的“Course”節(jié)點，進行循環(huán)工況油耗計算的路況環(huán)境參數(shù)輸入，如圖82所示。圖82循環(huán)工況油耗計算路況環(huán)境定義點擊“CycleRun”下的“Profile”節(jié)點，可以看到循環(huán)工況下的路譜，如果不是標(biāo)準(zhǔn)路譜，也可以對該路譜進行編輯，生成自己需要的路譜，如圖83所示。圖83循環(huán)工況油耗計算路譜點擊“CycleRun”下的“Driver”節(jié)點，進行循環(huán)工況油耗計算駕駛員參數(shù)輸入，如圖84所示。“CycleRun”→“Driver”→“Shifting”→“ShiftingAccordingtoVelocity”(根據(jù)總體參數(shù)輸入界面下的定義)，進行循環(huán)工況油耗計算換擋策略的定義，如圖85所示。圖84等速百公里油耗計算駕駛員定義圖85換擋時機的選擇4.5加速性能任務(wù)制定首先確認(rèn)主窗口位置為“Desk”桌面狀態(tài)，右鍵點擊“ProjectData”→“Project”→“add”→“TaskFolder”，建立一個計算任務(wù)文件夾。右鍵點擊“TaskFolder”→“add”→“FullLoadAcceleration”（AccelerationinallGears：各檔最大加速度），建立（各檔最大加速度）加速性能計算任務(wù)，如圖86所示。圖86新建加速性能任務(wù)點擊“TaskFolder”下的“FullLoadAcceleration”節(jié)點，進行各檔最大加速度計算的參數(shù)輸入，如圖87所示。圖87各檔最大加速度計算總體參數(shù)輸入點擊“FullLoadAcceleration”（AccelerationinallGears：各檔最大加速度）下的“Course”節(jié)點，進行各檔最大加速度計算的路況環(huán)境參數(shù)輸入，如圖88所示。圖88各檔最大加速度計算路況環(huán)境定義點擊“FullLoadAcceleration”下的“Driver”節(jié)點，進行各檔最大加速度計算駕駛員參數(shù)輸入，如圖89所示。圖89各檔最大加速度計算駕駛員定義“FullLoadAcceleration”→“Driver”→“Shifting”→“ShiftingAccordingtoVelocity”(根據(jù)總體參數(shù)輸入界面下的定義)，進行各檔最大加速度計算換擋策略的定義，如圖90所示。圖90換擋時機的選擇同上，建立另外兩個最大負(fù)荷加速性能計算——“FullLoadAcceleration”（ShiftingGearsfromStandstill：從靜止到某一車速所需時間）、“FullLoadAcceleration”（Elasticity80-1404thGear：最高檔從80-140km/h加速所需時間），后續(xù)設(shè)置與各檔最大加速度計算類似。第五章計算及分析處理5.1.計算參數(shù)設(shè)置分析任務(wù)設(shè)置完畢之后之后，點擊頂部菜單中的計算模式按鈕進入計算模式，可以在如圖91所示的“TaskFolder”后面選擇各個分析任務(wù)的運行與否，下面可以設(shè)置計算精度、運行步長等參數(shù)。圖91計算設(shè)置點擊按鈕檢查模型是否正確，如果模型準(zhǔn)確無誤，點擊運行按鈕開始計算，如圖92所示。5.2.分析處理爬坡計算：計算完畢后，計算監(jiān)視器的進度條顯示為100%，在左側(cè)模型樹下，可以看到“ResultManager”下面文件夾顯示高亮的為通過計算的，如圖93所示。圖92計算監(jiān)視器圖93計算結(jié)果點擊“climbing”下的“ClimbingPerformance”文件夾，在主窗口顯示計算結(jié)果，點擊如圖94所示的“ClimbingPerformance”選項，可以顯示各個檔位下最大爬坡度曲線，如圖95所示。圖94選擇“ClimbingPerformance”選項圖95各檔最大爬坡度曲線等速百公里油耗分析：點擊“Constant”下的“RuninallGears”文件夾，在主窗口顯示計算結(jié)果，點擊如圖96所示“ConstantDrive”選項，可以顯示各個檔位下不同車速等速百公里油耗曲線。圖96各個檔位下不同車速等速百公里油耗曲線最大車速分析：點擊“Constant”下的“MaximumVelocity”文件夾，在主窗口顯示計算結(jié)果，點擊如圖97所示“Vmax”選項，可以顯示各個檔位最大車速計算結(jié)果。圖97各個檔位最大車速計算結(jié)果全負(fù)荷加速度分析：點擊“fullload”下的“Accelerationinallgears”文件夾，在主窗口顯示計算結(jié)果，點擊如圖98所示“FullLoadAccelerationinallGears”選項，可以顯示各個檔位加速度曲線計算結(jié)果。圖98各個檔位加速度曲線點擊“fullload”下的“ShiftingGearsfromStandStill”文件夾，在主窗口顯示結(jié)果，如圖99所示“FullLoadAccelerationinallGears”選項，可以顯示車輛從靜止到某一指定車速下的加速時間。圖99車輛從靜止開始加速曲線點擊“fullload”下的“Elasticity80-140km/h4thGear”文件夾，在主窗口顯示結(jié)果，如圖100所示“Elasticity”選項，可以顯示車輛在4擋狀態(tài)下，車速從80km/h加速到140km/h的時間曲線。圖100車輛加速曲線第六章整車動力性/經(jīng)濟性計算理論6.1動力性計算公式6.1.1變速器各檔的速度特性（km/h）(1)其中：為車輪滾動半徑，m;由經(jīng)驗公式：(m)d輪輞直徑，inb輪胎斷面寬度，in輪胎變形系數(shù)為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，r/min；為后橋主減速速比；為變速箱各檔速比，，為檔位數(shù)，（以下同）。6.1.2各檔牽引力汽車的牽引力：x=y+z/e（N）(2)其中：為對應(yīng)不同轉(zhuǎn)速（或車速）下發(fā)動機輸出使用扭矩，N?m；為傳動效率。汽車的空氣阻力：（N）(3)其中：為空氣阻力系數(shù)，A為汽車迎風(fēng)面積，m2。汽車的滾動阻力：（N）(4)其中：＝mg為滿載或空載汽車總重(N)，為滾動阻尼系數(shù)汽車的行駛阻力之和：（N）(5)注：可畫出驅(qū)動力與行駛阻尼平衡圖6.1.3各檔功率計算汽車的發(fā)動機功率：（kw）(6)其中：為第檔對應(yīng)不同轉(zhuǎn)速（或車速）下發(fā)動機的功率。汽車的阻力功率：（kw）(7)6.1.4各檔動力因子計算(8)各檔額定車速按下式計算（km/h）(9)其中：為發(fā)動機的最高轉(zhuǎn)速；為第檔對應(yīng)不同轉(zhuǎn)速（或車速）下的動力因子。對各檔在[0，]內(nèi)尋找使得達到最大，即為各檔的最大動力因子注：可畫出各檔動力因子隨車速變化的曲線6.1.5最高車速計算當(dāng)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力平衡時，車速達到最高。根據(jù)最高檔驅(qū)動力與行駛阻力平衡方程，求解。舍去中的負(fù)值或非實數(shù)值和超過額定車速的值；若還有剩余的值，則選擇它們中最大的一個為最高車速，否則以最高檔額定車速作為最高車速。額定車速按下式計算（km/h）(10)其中：為發(fā)動機的最高轉(zhuǎn)速為最高檔傳動比附著條件校驗根據(jù)驅(qū)動形式計算驅(qū)動輪的法向反力驅(qū)動形式4*4全驅(qū)：4*2前驅(qū)：4*2后驅(qū)：其中：為軸距，為滿載或空載質(zhì)心距前軸的距離若滿足下式其中：——道路附著系數(shù)則表示“超出路面附著能力，達不到計算得出的最高車速值！”6.1.6爬坡能力計算(11)其中：為第檔對應(yīng)不同轉(zhuǎn)速（或車速）下的爬坡度各檔爬坡度在[0，]中對尋優(yōu)，找到最大值附著條件校驗計算道路附著系數(shù)提供的極限爬坡能力驅(qū)動形式4*4：，計算4*2前驅(qū)：，計算4*2后驅(qū)：，計算其中：——滿載或空載質(zhì)心到后軸的距離——道路附著系數(shù)——軸距取、之小者作為一檔或直接檔的最大爬坡度6.1.7最大起步坡度按下式計算最大起步驅(qū)動力（N）(12)其中：為發(fā)動機的最大輸出扭矩為起步檔位的傳動比，這里分別取一檔傳動比和二檔傳動比為主減速器的傳動比為起步檔（一檔或二檔）的傳動效率按下式計算最大起步坡度（rad）(13)附著條件校驗按校驗附著條件，得到極限爬坡度，取和之較小者作為最大起步坡度。6.1.8加速性能計算計算第檔的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)如果已知經(jīng)驗值，，則按下式計算(14)其中：——第檔傳動比如