载货汽车动力传动系统参数优化匹配(精)

FD1020D6K汽车动力性及传动系统主要参数的确定和选择计算条件：1.设计对象主要是运行于城市及城乡结合部的小型载货汽车2.汽车在满载时、挂直接档在平坦良好路面上用最高车速行驶3.满载总质量m=3300kg 前轴：1115 kg（34%）后轴2185 kg（66%）4.根据前后轴荷分配的情况，选定车轮,车轮胎用6.00-14LT 8层级普通钢丝子午线轮胎5.直接档速比=1, 希望直接档的最高车速V=68km/h 直接档经济车速V＇=50km/h一、汽车发动机动力的选择1.1.后桥主减速器比初步选择对于总重3吨左右的小型载货车而言，使用的柴油发动机多为480或485系列，它们的最高转速在3000-3200，经济转速约为2150，由满载直接档经济车速V＇=50km/h估算=1 ——汽车滚动半径，===；根据公式＝＞= 0.377 n / V＇=5.25选择212加强型后桥，主减速器比=5.375，额定轴荷2500kg1.2在满足上面设定的计算条件下，直接档的最高车速V=68km/h时所需发动机的功率为PP=（+）P ——发动机功率（kw）；——传动系数，4×2单级主减速器=0.86——重力加速度，取=9.8；——滚动阻力系数，对货车取0.021；——空气阻力系数，货车在0.8—1.00之间，取0.9；A——汽车正面投影面积：=2.28m2；V——最高车速 V=68km/h；——汽车总质量=3300kg,P==此时的P为装有全部附件时测得的最大有效功率,约比发动机外特性的最大功率值低12~20%，此处取16%。

则汽车在满载、挂直接档在平坦良好路面上用V=68km/h 车速行使时，所需发动机外特性最大功率为: =P/(1-16%=29.51.2 功率为时的转速n根据直接档最高车速V的值来推算＝＞ n=V*/0.377最高车速V=68km/h——汽车滚动半径，=；——计算常数，子午线胎用3.05，斜交胎用2.99 ；——变速器直接档传动比，；——后桥传动比，；n=68×1×5.375/（0.377×0.324）=29921.3 根据外特性曲线来选定发动机：1.3.1根据直接档V=68km/h时对发动机转速、功率的要求来选择发动机n=2992=29.5常柴CZ480QA发动机外特性曲线的参数符合上述要求1.3.2 发动机在n=2992时还应提供足够的扭矩，才能满足直接档V=68km/h的要求由转矩和功率的关系可知：T=T——发动机在时应提供的扭矩（N m）；n=2992；T ==94 N m查CZ480QA发动机外特性曲线，在n=2992所能提供的扭矩T=95N m，所以发动机提供的扭矩可以满足使用要求。

重型载货汽车传动与动力匹配一、参考文献介绍1《重型载货汽车动力传动系统参数优化匹配》作者：王铁武玉维李萍锋郑利锋王晓2《某重型汽车动力性与燃油经济性仿真与匹配优化》作者：杜子学颜溯刘记君3《重型汽车列车动力系统的优化匹配》作者：张翠平吕秀斌李萍锋胡建功4《基于发动机特性综合评价的传动系优选匹配方法》作者：刚宪约朱江苏柴山5《载货汽车动力传动系统的优化设计》作者：鲍远通范振勇6《基于CRUISE的动力传动系统匹配建模与仿真分析》作者：陈金柱张洁哈建东7《基于燃油经济性的汽车动力传动系匹配优化》作者：杜子学刘记君8《重型载货汽车动力传动系匹配研究》作者：董金松9《重型载货汽车动力传动系统匹配优化》作者：王乾峰10《新型混合动力汽车传动系统设计与工作模式耦合特性分析》作者：杨阳赵新富秦大同段志辉巩慧二、文献摘要1《重型载货汽车动力传动系统参数优化匹配》作者：王铁武玉维李萍锋郑利锋王晓针对某重型载货汽车油耗过高问题，利用仿真软件AVL-Crusie建立了整车性能仿真模型，采用MATLAB软件建立了数学分析方程，并集成到优化平台ISIGHT 软件中，对汽车动力传动系统的速比参数进行了优化设计和匹配。

在满足汽车动力性各项设计指标的前提下，该车辆驱动功率损失率降低了0.28%，6工况循环油耗降低了3.7%。

2《某重型汽车动力性与燃油经济性仿真与匹配优化》作者：杜子学颜溯刘记君根据某重型汽车的结构参数，按照动力传递路线，利用GT-DRIVE软件对该重型汽车进行了建模仿真，并分析了其动力性和燃油经济性。

仿真结果与试验结果的对比验证了该整车模型的正确性。

将此模型导入modeFRONTIER优化软件，采用多目标遗传算法对该车的传动系统参数进行优化，从优化方案中选取几种方案进行比较分析，并根据实际使用的需要确定了该车动力传动系统的最佳匹配方案。

3《重型汽车列车动力系统的优化匹配》作者：张翠平吕秀斌李萍锋胡建功利用CRUISE软件对TY4250半挂牵引车进行了建模，并对其动力性和燃油经济性进行了模拟仿真和计算分析；结合试验结果，验证了TY4250半挂牵引车CRUISE 模型的正确性。

1 研究背景今年由国家统计局发布的相关资料显示,到2014年止我国汽车保有量达到1.5亿辆。

短短的10年,我国民用汽车的保有量从2003年的2380万辆增长到2014年的1.5亿辆。

车辆的快速增长,带来的能源紧缺和环保问题也是非常突出的。

对于物流企业来讲,货运车辆的经济性是影响物流成本的主要因素。

为了解决节能环保问题,人们在不断尝试各种新技术来改善汽车的整车动力性和经济性。

经过汽车研发人员的努力发现车辆整车动力性和经济性除了和车辆搭载的发动机性能紧密联系,同时也取决于整车动力传动系统的合理化匹配。

国内外专家对汽车发动机和传动系统的匹配问题进行了大量的研究,并开发了像AVL-Cruise、GT-SUITE这样的仿真软件。

利用这些软件可以通过仿真技术对传动系统的参数进行优化,达到提高整车性能的目的[1]。

该文就以对某载货汽车发动机和传动系统匹配优化为例,说明使用GT-DRIVE软件进行仿真辅助设计的过程。

2 建模仿真计算分析通过市场调研分析报告可以了解到关于某一市场细分的相关信息,例如:市场中某一载货汽车存在经济性不太好的问题。

为了解决市场问题,需要对该车进行进一步调研,以便确定该车的具体设计目标(假设u x ma ≥h km /115,i max ≥%30,Q z ≤km L /24)。

然后将该车发动机和传动系统进行参数匹配优化,给出理论上最为理想的传动系各部件的传动比。

载货汽车使用优化后的传动系统参数配置就可以使得该车的经济性能有所改善。

根据仿真计算分析的重点不同使用GT-DRIVE软件建模时有三种方式,即静力学、动力学及运动学模型。

分别可以进行基本性能分析、经济性分析和排放性能分析。

该文主要讨论载货汽车的经济性,所以应该选择动力学模型,它可以对汽车的行驶工况进行模拟所以能够准确仿真。

建立模型时只要根据该载货汽车的动力传递路线,再将GT-DRIVE元件库中相关的汽车元件拖入建模区并按动力传递方向进行物理连接,便可以建立所需的仿真模型。

汽车传动系参数的优化匹配研究课题分析：汽车的动力性、燃油经济性和排放特性是汽车的重要性能。

如何在保证汽车具有良好动力性的同时尽量降低汽车的油耗并获得良好的排放特性，是汽车界需要解决的重大问题。

传动系参数的优化匹配设计是解决该问题的主要措施之一。

汽车传动系参数的优化匹配设计是在汽车总质量、质量的轴荷分配、空阻及滚阻等量已确定的情况下，合理地设计和选择传动系参数，从而大幅提高匹配后汽车的动力性、燃油经济性和排放特性。

以往传动系统参数设计依靠大量的实验和反复测试完成，耗时长，费用高，计算机的广泛应用和新的计算方法的出现，使得以计算机模拟计算为基础的传动系设计可在新车的设计阶段就较准确地预测汽车的动力性、经济性和排放特性，经济且迅速。

目前国内围绕汽车传动系参数的设计和优化，主要在以下几个方面展开工作：①汽车传动系参数优化匹配设计评价指标的研究；②汽车传动系各部分数学模型的研究，特别是传动系各部分在非稳定工况下模型的研究；③按给定工况模式的模拟研究；④按实际路况随机模拟的研究；⑤传动系参数优化模型的研究；⑥模拟程序的开发和研究。

检索结果：所属学科：车辆工程中文关键字：汽车传动系参数匹配优化英文关键字：Power train；Optimization；Transmission system; Parameter matching;使用数据库：维普；中国期刊网；万方；Engineering village;ASME Digital Library文摘：维普：检索条件: ((题名或关键词=汽车传动系)*(题名或关键词=参数))*(题名或关键词=优化)*全部期刊*年=1989-2008汽车传动系统参数优化设计1/1【题名】汽车传动系统参数优化设计【作者】赵卫兵王俊昌【机构】安阳工学院,安阳455000【刊名】机械设计与制造.2007(6).-11-13【文摘】主要研究将优化理论引入到汽车传动系参数设计中，以实现汽车的发动机与传动系的最佳匹配，达到充分发挥汽车整体性能的目的。

1机械传动汽车动力传动系统参数的优化通常包括发动机性能指标的优选，机械变速器传动比的优化和驱动桥速比的优化，以下分别阐述。

7.1汽车发动机性能指标的优选方法 在汽车设计中，发动机的初选通常有两种方法：一种是从保持预期的最高车速初步选择发动机应有功率来选择的，发动机功率应大体上等于且不小于以最高车速行驶时行驶阻力功率之和；一种是根据现有的汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有的功率。

在初步选定发动机功率之后，还需要进一步分析计算汽车动力性和燃料经济性，最终确定发动机性能指标（如发动机最大转矩，最大转矩点转速等）。

通常在给定汽车底盘参数、整车性能要求（如最大爬坡度max i ，最高车速m ax V ，正常行驶车速下百公里油耗Q ，原地起步加速时间t 等），以及车辆经常运行工况条件下，就可以选择发动机的最大转矩T emax ，及其转矩n M ，最大功率max e P 及其转速P n ，发动机最低油耗率min e g 和发动机排量h V 。

在优选发动机时常常遇到两种情况：一种情况是有几个类型的发动机可供选择，在整车底盘参数和车辆经常行驶工况条件确定时，这属于车辆动力传动系合理匹配问题，可用汽车动力传动系统最优匹配评价指标来处理。

第二种情况是根据整车性能要求和汽车经常行驶工况条件来对发动机性能提出要求，作为发动机选型或设计的依据，而这时发动机性能是未知的。

对于计划研制或未知性能特性指标的发动机性能可看作为发动机设计参数和运行参数的函数，此时，外特性和单位小时燃油消耗率可利用表示发动机的简化模型。

优选汽车发动机参数的方法: （1） 目标函数F （x ）目标函数为汽车行驶的能量效率最高。

（2） 设计变量X],,,,[max h M p e em V n n P T X（3） 约束条件1） 发动机性能指标的要求 发动机转矩适应性要求：3.1/1.1≤≤P em T T转矩适应性系数也可参考同级发动机试验值选取。

第27卷第l期辽宁工程技术大学学报(自然科学版 2008年2月V01.27No.1Joumal ofLiaoning Technical Univers时(Natural Science Feb. 2008 文章编号:i008拐62(200801m11∞3商用汽车动力传动系参数的优化设计关志伟1,孙奇涵1,张建华2(1.天津工程师范学院汽车工程系,天津300222:2.慕迪光大技术服务有限公司,北京100083摘要:为了对商用汽车动力传动系参数进行优化设计,在汽车动力性和经济性模拟计算的基础上,应用优化设计理论及方法,以汽车能量利用率为目标函数,提出了一种商用汽车传动系参数的优化设计方法。

以某商用汽车传动系参数的优化为例,经过优化传动系参数后的计算结果表明;燃油经济性提高了3.82%;∞95(kⅡ1,h加速时间为57.45(s,动力性提高了1.63%。

研究结果为商用汽车动力传动系参数的合理匹配提供了一种新的方法。

关键词:商用汽车;动力传动系:匹配:优化中图分类号; u 416.1文献标识码:AOptimal design memod of 10r巧powertrain parametersGUAN Zhiweil,SUN Qihanl,ZHANG Jianh瑚‘(1.DepartIIIent ofAutomotiVe En垂n∞一ng,Tianjin Unive璐时of Technolo留and Edu∞tion,Tia珂in 3∞222,China;2.M∞dy EverbrigIlt TechIlical Ser、,ice Co.,Ltd,Beijing 10∞83,China Abstracts Tb rcalize optimal design of lor巧powenrain paraI】∞ters,mis paper based on tlle siInulatin memod 0f automotiVe perfb咖锄ce aIld fuel economy,wim optimal des远n meoD,and lnemod,utilization础o of car ene玛y is a ta 玛et function,A optiIIlal pl孤is brought fonⅣard about powemain p蝴meters of IorIy.ne calculation result indicates tllat fuel economy will increase 3.82%;0~95(1【rI]I/11.The accelerating time will need 57.45(s,粕d automotiVe perform强ce will incfease 1.63%.The study fesult pr0Vides a new memod for lor叮powertrain paral】呛ter logical matching.Key wordsl lor巧;powe疵n; matching; optiIllize引言汽车动力性和燃油经济性是评价汽车性能的重要指标。

汽车动力传动系参数匹配汽车动力传动系统是指将发动机的输出动力传输到车轮上的系统。

它是汽车动力系统中至关重要的一部分，对汽车的性能和燃油经济性起着重要作用。

汽车动力传动系统的参数匹配需要考虑多种因素，包括发动机的特性、汽车的重量和驱动方式等。

下面将从发动机、变速器和传动轴等方面进行参数匹配的详细分析。

1.发动机参数匹配发动机是汽车动力传动系统的核心部件，其参数的匹配直接影响到汽车的性能和燃油经济性。

首先要考虑的是汽车的使用需求，例如是用于城市通勤还是长途旅行，以及需要的加速性能等。

一般来说，小型轿车适合搭配小排量、高燃油经济性的发动机，而大型SUV则需要较大排量的发动机以提供足够的动力。

此外，还需要考虑发动机的最大功率和最大扭矩，并与汽车的重量进行匹配，以确保动力输出能够满足日常使用需求。

2.变速器参数匹配变速器是将发动机输出的动力传递到车轮上的关键组件，其参数匹配与发动机的参数密切相关。

对于手动变速器来说，需要考虑的参数主要是变速器的齿比范围。

一般来说，较宽的齿比范围可以提供更好的加速性能和燃油经济性，但同时也增加了制造成本。

对于自动变速器来说，除了齿比范围外，还需要考虑换挡时的平顺性和响应速度等参数。

另外，还要根据发动机的最大扭矩和转速特性来选择适合的变速器档位比，以实现最佳的动力输出。

3.传动轴参数匹配传动轴是将动力从发动机传输到车轮的关键组件，其参数匹配需要考虑车辆的驱动方式和布局。

对于前驱车型来说，传动轴的参数主要是长度和扭矩承载能力。

较长的传动轴可以提供更好的舒适性和操控性，但同时也会增加传动效率的损失。

对于后驱车型来说，还需要考虑传动轴的布局，例如卡式传动轴或者万向传动轴。

还要根据车辆的行驶状况和使用需求，选择合适的传动轴比例以提供最佳的动力输出。

除了上述三个关键部件，还需要考虑其他参数的匹配，例如差速器的参数和轮胎的规格。

差速器参数的匹配需要根据车辆的驱动方式和悬挂系统来选择合适的差速器类型和齿比。

重型载货汽车动力传动系统参数优化匹配重型载货汽车作为一种用于运输大量货物的工具，其性能和可靠性对于物流效率的提升至关重要。

而动力传动系统作为汽车的核心组成部分，其优化匹配对于车辆性能的提升和经济性的改善至关重要。

传动系统包括变速器、传动轴、后桥等部分，下面就着重从这几个方面来谈一下如何优化匹配。

首先是变速器的匹配。

变速器可以控制车辆的转速，提供足够的马力和扭矩来使汽车克服道路和运输条件的限制。

对于不同的路况和运输条件，选择不同的变速器齿比和挡位组合可以实现更优的运输效率和更经济的燃油消耗。

例如，在不同的工况下，不同的变速器齿比和挡位组合可以提供不同的车速和经济性，选择合适的变速器匹配可以提高整车的运输效率和经济性。

其次是传动轴的匹配。

传动轴是将发动机的动力传递给汽车的轮胎，是重型载货汽车驱动的关键部件。

在选择传动轴时，需要考虑不同的运行负载和运行条件对于传动轴的要求，例如传动轴的扭矩承载能力和转速范围等。

通过选择合适的传动轴，可以实现动力传输的优化和车辆的增强。

最后是后桥的匹配。

后桥是驱动汽车轮胎的装置，其作用是将发动机传来的动力转化成轮胎的转动力，并且通过差速器将动力分配到汽车的左右两个轮胎上。

在选择后桥时，需要考虑不同的运行条件和驱动方式。

通过选择合适的后桥，可以提高汽车的行驶性能和运输经济性，减少燃料消耗和维修成本。

在重型载货汽车动力传动系统的参数优化匹配过程中，需要综合考虑车辆的负载能力、行驶条件以及发动机的功率和扭矩要求，对变速器、传动轴和后桥进行综合匹配，实现最优化的整车性能和经济性。

在车辆的使用过程中，需要根据实际情况进行调整和维护，以保证汽车的稳定性、可靠性和经济性。

在重型载货汽车的动力传动系统中，除了变速器、传动轴和后桥之外，还有液压传动系统、制动系统和转向系统等部分也需要注意优化匹配。

液压传动系统的匹配需要根据车辆的工作负载和运行环境进行优化，选择合适的液压泵和排量、压力等参数，以保证动力传输的效率和可靠性。

机械传动汽车动力传动系统参数的优化通常包括发动机性能指标的优选，机械变速器传动比的优化和驱动桥速比的优化，以下别离论述。

汽车发动机性能指标的优选方式 在汽车设计中，发动机的初选通常有两种方式：一种是从维持预期的最高车速初步选择发动机应有功率来选择的，发动机功率应大体上等于且不小于以最高车速行驶时行驶阻力功率之和；一种是依照现有的汽车统计数据初步估量汽车比功率来确信发动机应有的功率。

在初步选定发动机功率以后，还需要进一步分析计算汽车动力性和燃料经济性，最终确信发动机性能指标（如发动机最大转矩，最大转矩点转速等）。

通常在给定汽车底盘参数、整车性能要求（如最大爬坡度max i ，最高车速m ax V ，正常行驶车速下百千米油耗Q ，原地起步加速时刻t 等），和车辆常常运行工况条件下，就能够够选择发动机的最大转矩T emax ，及其转矩n M ，最大功率max e P 及其转速P n ，发动机最低油耗率min e g 和发动机排量h V 。

在优选发动机时常常碰到两种情形：一种情形是有几个类型的发动机可供选择，在整车底盘参数和车辆常常行驶工况条件肯按时，这属于车辆动力传动系合理匹配问题，可用汽车动力传动系统最优匹配评判指标来处置。

第二种情形是依照整车性能要求和汽车常常行驶工况条件来对发动机性能提出要求，作为发动机选型或设计的依据，而这时发动机性能是未知的。

关于打算研制或未知性能特性指标的发动机性能可看做为发动机设计参数和运行参数的函数，现在，外特性和单位小时燃油消耗率可利用表示发动机的简化模型。

优选汽车发动机参数的方式: （1） 目标函数F （x ）目标函数为汽车行驶的能量效率最高。

（2） 设计变量X],,,,[max h M p e em V n n P T X =（3） 约束条件1） 发动机性能指标的要求 发动机转矩适应性要求：3.1/1.1≤≤P em T T转矩适应性系数也可参考同级发动机实验值选取。

重型载货汽车动力传动系统匹配优化
本文结合课题组承担的国家863项目子项“重型汽车底盘集成匹配与性能优化研究”,以整车燃油经济性为目标、动力性为约束条件、传动系统速比为设计变量,对某商用重型载货汽车进行动力传动系统的匹配与优化研究。

应用ADVISOR软件,建立了汽车动力传动系统的数学模型。

在此基础上,开发了6×4多轴驱动汽车经济性和动力性仿真分析模块,并把该模块集成到ADVISOR仿真软件中,然后利用改进后的ADVISOR仿真软件对6×4多轴驱动重型载货汽车进行了经济性和动力性仿真计算,并将仿真计算结果与样车的相应试验结果进行了比较,验证了所开发的多轴驱动汽车动力传动系统性能仿真模块的有效性。

建立了汽车动力传动系统参数优化设计的数学模型,该模型以汽车的燃油经济性为目标函数,汽车动力性作为约束条件,传动系的各档总传动比作为设计变量。

在国标规定的六工况下对汽车燃油经济性能进行仿真,得到了多工况百公里燃油消耗量。

在此基础上对所研究车型动力传动系参数进行了优化,结果表明,在基本维持原车型动力性不变的情况下使其六工况循环百公里燃油消耗降低了6.59%。