汽車經(jīng)濟(jì)性模擬仿真與傳動(dòng)系參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

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1、萬方數(shù)據(jù)第3期2008年3月機(jī)械設(shè)計(jì)與制造MachineryDesign&Manufacture文章編號(hào)：1001—3997(2008)03-0001-03汽車動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性模擬仿真與傳動(dòng)系參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)‘何煦張建武魯統(tǒng)利(上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，上海200240)Computersimulationofpowerperformanceandfueleconomyandoptimizationoftransmissionparameterofautomobile、HEXu，ZHANGJian-wu，LUTo

2、ng-li(SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)【摘要】在對(duì)汽車動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行研究、建立了動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算機(jī)模擬仿真的基礎(chǔ)上，以動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)函數(shù)，繪制燃油經(jīng)濟(jì)性一加速時(shí)間曲線。并根據(jù)燃油經(jīng)濟(jì)性一加速時(shí)問曲線來優(yōu)化動(dòng)力傳動(dòng)系主減速比，從而綜合改善動(dòng)力性和燃油經(jīng)湃}生。關(guān)鍵詞：動(dòng)力性；燃油經(jīng)濟(jì)性；C曲線；優(yōu)化設(shè)計(jì)【Abstract】Amathmodelofcomputersi

3、mulationofpowerperforlll,ol址e蒯血feconomyofcaztomo-bile．塒∞setup．BaseOnthismodel,through，，l出i，塔．7饑Zeconomy-powerpe咖n，l田Mecurve，theobjectivefu耽twnispowerpe咖r玎硼7配e講以．，‰Zeconomyofautomobile．Then,baseOnthisCurve，thepe】咖r玎l(xiāng)nnceofautomobileCOltbeimprovedthroughoptimizat

4、ionoffi刪driveratioofautomobile．Keywords：Powerperformance；Fueleconomy；Ccurve；Optimization．·中圖分類號(hào)：THl2，U463文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1概述汽車是現(xiàn)代社會(huì)必不可少的一種高效率的交通運(yùn)輸工具，其運(yùn)輸效率之高低在很大程度上取決于汽車的動(dòng)力性，它是汽車最基本、最重要的一個(gè)性能。同時(shí)伴隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源緊張已經(jīng)成為全球關(guān)注的問題，如何節(jié)約燃料，較少能源消耗成為許多國(guó)家必須面臨的嚴(yán)峻問題。汽車作為消耗燃料的主體，首當(dāng)其沖面lf缶著降

5、低燃油消耗、提高燃油經(jīng)濟(jì)性的諸多技術(shù)要求。因此如何在保證動(dòng)力性的前提下盡量減少汽車的燃油消耗量就顯得尤為重要。2汽車動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性仿真計(jì)算2．1發(fā)動(dòng)機(jī)性能的數(shù)學(xué)建模2．1．1發(fā)動(dòng)機(jī)外特性建模在汽車動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算模擬過程中都用到了發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性，利用插值函數(shù)或最小二乘擬合將試驗(yàn)測(cè)試得到的一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)或據(jù)此繪制的一條曲線轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型。發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線描述的是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩r之間的關(guān)系，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩一般表示為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的一元多次函數(shù)，基本上均呈拋物線狀。攙nD+嘞n+oan2+?+at礦(1)式中：，l—

6、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r／rain；產(chǎn)—發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，N．m；矗一曲線擬合的最高次方。2．1．2發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性建模發(fā)動(dòng)機(jī)的萬有特性描述的是發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率b與發(fā)動(dòng)·來稿日期：2007--07—25機(jī)轉(zhuǎn)速孔和轉(zhuǎn)矩7’兩者之間的關(guān)系，是轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的兩維函數(shù)。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性的建模，目前主要有兩種方法，一是采用根據(jù)試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)列成矩陣來描述，計(jì)算時(shí)編寫插值函數(shù)提??；二是曲面擬合的方法，但有可能引起其系數(shù)矩陣出現(xiàn)病態(tài)。在計(jì)算中采用二元拉格朗日插值法，分析原因主要是因?yàn)椋呵鏀M合法應(yīng)用方便、速磨陜，但擬合誤差較大特別是針對(duì)復(fù)雜曲面。而

7、插值法的特點(diǎn)則是精度較高，適用于各種曲面，但較為繁瑣，其精度的高低則取決于數(shù)據(jù)點(diǎn)的疏密程度，因此可將數(shù)據(jù)選取點(diǎn)盡量選密，從而真實(shí)地反映發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性的局部特點(diǎn)，因此選取插值法建立發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性建模。在進(jìn)行插值計(jì)算前，首先根據(jù)原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制燃油消耗率表格，如圖1所示，為從燃油消耗率表格中截取的一小部分，要計(jì)算任意一點(diǎn)b(龍，Jy)處的燃油消耗率，可通過式(2)插值計(jì)算，具體如下：b(xl，弛l61j(耽，弛)●．b(x，，，)7．-6(翱，抑)b26(靶，y1)圖1燃油消耗率插值法圖解Fig．1Infuelollco

8、nsumptionrateinterpolationgraphicsolutionbl=(x-x1)46(勉，弛)+(規(guī)—曩)乖6(童l，知)b2=(x-x1)}6(，吐，)，1)+(勉—霄)幸6(量l，YI)■，k一，≯，■，》，≯，，．}設(shè)計(jì)與計(jì)算{．聿』曩●■0■1—，■：萬方數(shù)據(jù)一2一何煦等：汽車動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性模擬仿真與傳動(dòng)系參數(shù)優(yōu)