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4.1飛輪慣量匹配方法的研究4.1.1方法一1.混合動力車輛道路行駛模型:車輛行駛阻力公式為:(4-1)其中是車輛行駛慣性力,是車輛行駛速度。臺架測試時主要利用電力測功機模擬電動車輛行駛受到的空氣阻力、滾動阻力和爬坡阻力,而慣性力和轉(zhuǎn)動慣量主要由機械飛輪實現(xiàn)加載。首先建立兩種模型,一種是道路上行駛的車輛驅(qū)動系統(tǒng)牽引模型,一種是臺架測試的牽引系統(tǒng)轉(zhuǎn)動模型,通過兩種模型分析,研究車輛動力驅(qū)動系統(tǒng)在臺架測試時的慣量匹配方法。車輛道路行駛模型可以簡化為圖4-1的形式,發(fā)動機/電機通過變速傳動(變速器和主減速器以及差速機構(gòu))牽引車輪克服道路阻力行駛。圖4-1車輛道路行駛模型圖4-1中,為輸出轉(zhuǎn)速(rad/s),為發(fā)動機/電機轉(zhuǎn)動慣量,為折算到發(fā)動機/電機軸上的車輛慣量;為車輛行駛速度(m/s),為車輛傳動比。車輛在道路上行駛時,動能可以表示為:(4-2)其中和是車輛上其它旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動慣量和旋轉(zhuǎn)角速度。為了便于分析和計算,將車輛旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力偶矩轉(zhuǎn)化為平移質(zhì)量的慣性力,引入質(zhì)量換算系數(shù),由此,上式可以簡化為:(4-3)2.的選擇計算車輛慣量的簡單方法是利用車輛質(zhì)量換算系數(shù)將旋轉(zhuǎn)慣量轉(zhuǎn)變?yōu)槠揭茟T量。多種因素與的大小有關(guān),如車輪旋轉(zhuǎn)慣量、齒輪旋轉(zhuǎn)慣量等,一般情況可以使用公式(4-4)計算。(4-4)是車輛上所有主動旋轉(zhuǎn)部件和被動旋轉(zhuǎn)部件的慣量之和。不同的車輛具有不同的傳動比,因此具有不同的,表4-1是不同內(nèi)燃機車輛不同擋位對應的值。表4-1質(zhì)量換算系數(shù)的數(shù)值可以看出,擋位越高,對應值越小,一般在直接擋時=1-1.5,具體數(shù)值可以根據(jù)公式(4-4)計算得到。3.車輛動力驅(qū)動系統(tǒng)的臺架測試模型圖4-2為車輛發(fā)動機/電機臺架測試時的配置,其中、、和是四個聯(lián)軸器的慣量;為轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的慣量;為齒輪箱旋轉(zhuǎn)部件的慣量;和分別是增/減速箱中主動齒輪和被動齒輪的慣量;為測功機轉(zhuǎn)子的慣量;定義為增/減速箱的減速比;是機械飛輪的慣量,與圖4-1的車輛道路行駛模型對比,臺架測試要保證發(fā)動機/電機軸的轉(zhuǎn)速以及加載到發(fā)動機/電機軸上的轉(zhuǎn)矩和慣量應該與車輛在實際道路上行駛圖4-3三維慣量匹配圖圖4-4基于對數(shù)坐標的慣量匹配圖4.1.3方法二整車慣量包括整車平移質(zhì)量的慣量、車輪的轉(zhuǎn)動慣量和主減速器的轉(zhuǎn)動慣量,驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量等。表4-2列出了試驗臺設計時,進行慣量模擬需要考慮的汽車元件。表4-2需要慣量模擬的汽車元件參照圖4-5,整車慣量等效計算的任務是將整車平移質(zhì)量、前后車輪的轉(zhuǎn)動慣量和,以及差速器的轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)換成主減速器輸入軸的當量轉(zhuǎn)動慣量,即主減速器輸入軸處的當量轉(zhuǎn)動慣量是整車平移質(zhì)量、前后車輪圖4-5整車慣量轉(zhuǎn)化示意圖的轉(zhuǎn)動慣量和以及差速器的轉(zhuǎn)動慣量各自當量轉(zhuǎn)動慣量的和。最后,等效到主減速器輸入軸處的整車等效慣量按下式計算:(4-14)式中:——整車質(zhì)量,單位;——車輪滾動半徑,單位;——從動輪和驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動慣量之和,單位;——主減速
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