王燕云

【摘 要】本文以某款自卸汽車動力匹配為主線，分析該車的動力性能和燃油經(jīng)濟性能，建立這種自卸汽車動力優(yōu)化匹配的框架，為其它自卸汽車的設計和匹配提供一定參考。主要研究內(nèi)容是，對現(xiàn)有的發(fā)動機選擇合適的變速箱和主傳動比，實現(xiàn)發(fā)動機、傳動系統(tǒng)的最優(yōu)匹配，使汽車整車的動力性能和經(jīng)濟性能達到較為完美合理。

【關鍵詞】自卸汽車；動力性能和經(jīng)濟性能；仿真分析

0 前言

國內(nèi)外汽車界企業(yè)、機構和學者都十分重視汽車動力系統(tǒng)匹配的研究。在國外，1972年美國通用汽車公司首先開發(fā)出汽車動力性、燃料經(jīng)濟性的通用預測程序 GP-SIM。在測試汽車典型行駛工況基礎上，國外大的汽車公司相繼開發(fā)了各自的汽車模擬程序，如福特公司的 TOFEP，康明斯公司的 VMS，美國交通部的 VEHSIM，日產(chǎn)公司的 CSVFEP，奔馳公司的 TRASCO，等等。這些汽車公司使用這些程序，在汽車產(chǎn)品開發(fā)時，對其動力性和燃料經(jīng)濟性進行模擬，在不同的匹配條件下找到合乎設計要求的匹配參數(shù)。目前，世界科技的進步，帶動了汽車仿真的發(fā)展和提高，陸續(xù)出現(xiàn)了專門從事汽車動力系統(tǒng)性能分析和研究的技術公司，為汽車動力總成設計和制造公司提供咨詢和技術支持，如奧地利的 AVL公司，該公司已經(jīng)在專用軟件應用分析、發(fā)動機設計、變速箱設計等各方面的研究中卓有成效，而且與國內(nèi)很多汽車公司和汽車零部件公司正在進行提供技術支持的合作，有的已經(jīng)卓有成果。

本文仿真分析的某款自卸汽車的動力性能和經(jīng)濟性能和速度特性，除了與一般的汽車考慮的原理相同，受到車輛發(fā)動機、變速箱、離合器、驅動橋、輪胎、路況、載荷、工況等多維參數(shù)決定外，還有很多特殊的方面，例如特殊的載荷和行駛條件等。

1 整車模型的建立

通過采用AVL Cruise 仿真軟件，針對某款自卸汽車匹配不同的變速箱和主減速比，車輛的動力性能和燃油消耗性能的對比，進行驗證及優(yōu)化。本文不打算對該自卸汽車的各種工況都進行仿真分析，而選擇常用典型工況（滿載狀態(tài)）進行分析，此時車輛滿載，包括動力性、經(jīng)濟性、加速等四種模式。在仿真分析中，首先建立仿真的動力性模型及控制系統(tǒng)模型并對所選的工況進行再現(xiàn)，然后在此基礎上進行主減速比和變速箱速比的優(yōu)化，最后提出一個經(jīng)理論計算改進的車輛動力匹配結果。其他工況可依此進行。

2 各種參數(shù)的設定

在整車建模過程中，除了將各部分進行機械聯(lián)接，還要建立數(shù)據(jù)信號聯(lián)接；建立整車模型后，需要針對車輛各系統(tǒng)設置參數(shù)，這些參數(shù)有的是根據(jù)試驗得到，有的是總成制造者提供的。而對于自卸汽車模型，則要另外建立數(shù)據(jù)庫（圖2）。

將各種參數(shù)輸入到各系統(tǒng)中，然后定義各種工況及各種任務，進行計算（圖3）。

（a）整車重心等相關參數(shù)

（b）發(fā)動機外特性曲線

（c）發(fā)動機萬有特性曲線圖（三維）

（d）變速器參數(shù)

（e）后橋參數(shù)

3 發(fā)動機與變速器、后橋速比的仿真計算及優(yōu)化

3.1 8JS118變速器速比

3.2 457后橋速比

C：6.33 D：6.5

3.3 仿真計算將A、C和B、D分組進行計算對比分析

3.3.1 爬坡度對比

從曲線性能可以看出A、C組爬坡性能比B、D組爬坡性能要好。

3.3.2 經(jīng)濟性對比

3.3.2 加速度對比

3.3.3 對比結果

從上述三個主要參數(shù)綜合反應出，A、C組比B、D組匹配合理、更能滿足不同工況、不同使用環(huán)境、不同用戶群體使用，適用性廣。

4 結論

本文探討了某款自卸汽車動力系統(tǒng)最優(yōu)匹配的方法和思路，提出了全面考慮車輛動力傳動系統(tǒng)，把它們作為一個整體來分析。設定變速箱速比、主減速比、載荷及自卸汽車的國家技術條件和實際使用要求為約束條件，把發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、與自卸汽車實際行駛條件和特點相結合，既反映了自卸汽車本身具有的行駛能力，又反映了用戶的實際使用效果。

采用Cruise仿真軟件，對匹配進行了仿真研究，能夠定量地表達某自卸汽車動力傳動系統(tǒng)匹配的優(yōu)劣程度，表明了該車型實際使用工況與用戶需求差距，能夠提示出該車型動力系統(tǒng)優(yōu)化和改善的途徑和潛力。

【參考文獻】

[2]葛安林，吳錦秋，等.汽車動力性傳動系數(shù)參數(shù)的最佳匹配[J].汽車工程，1991，1：35-42.

[3]劉惟信，戈平，等.汽車發(fā)動機與傳動系參數(shù)最優(yōu)匹配研究[J].汽車工程，1991，2：65-72.

[4]丁能根，等.汽車動力參數(shù)模糊優(yōu)化設計[J].清華大學學報自然版，1997，37（11）：31-37.

[5]張大壯，江輝.仿真技術在汽車傳動系參數(shù)優(yōu)化設計中的應用[J].汽車技術，1990，12：1-9.

[6]李峰.汽車發(fā)動機與傳動系參數(shù)的優(yōu)化匹配[D].大連理工大學，2003，3.

[7]王麗榮. AVL-Cruise整車性能計算分析流程與規(guī)范[S].北汽福田汽車股份有限公司歐曼技術中心，2008.

[責任編輯：曹明明]