賴前中

摘要：隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和對(duì)運(yùn)輸利益最大化的需求，人們對(duì)汽車的排放和節(jié)能降耗提出了更高的要求。而通過(guò)對(duì)汽車傳動(dòng)系進(jìn)行合理匹配，可有效地提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而達(dá)到高速高效、節(jié)能降耗的目的，運(yùn)用AVL_Cruise軟件，編制程序?qū)χ乜▊鲃?dòng)系統(tǒng)進(jìn)行匹配分析，對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力性能、燃油經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行計(jì)算分析，并運(yùn)用樣車試驗(yàn)對(duì)理論計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，快速、高效的開發(fā)出適應(yīng)市場(chǎng)需求的經(jīng)濟(jì)型新產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗；AVL_Cruise；傳動(dòng)系統(tǒng)；匹配分析；試驗(yàn)驗(yàn)證

1引言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展導(dǎo)致了做為生產(chǎn)工具的中重型卡車保有量的不斷攀升，給人們的生活帶來(lái)了很大的便利，同時(shí)也給環(huán)境帶來(lái)了很大的壓力。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和對(duì)運(yùn)輸利益最大化的需求，人們對(duì)汽車的排放和節(jié)能降耗提出了更高的要求。目前我國(guó)部分地區(qū)已全面國(guó)四階段商用車的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)國(guó)四階段中重卡動(dòng)力總成系統(tǒng)的科學(xué)匹配優(yōu)化，是中重卡節(jié)能減排的重要方法。

而過(guò)對(duì)汽車傳動(dòng)系進(jìn)行合理匹配，可有效地提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而達(dá)到高速高效、節(jié)能降耗的目的，本介紹了運(yùn)用AVL_Cruise軟件，編制程序?qū)δ晨?×4輕量化牽引車的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行匹配分析，對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力性能、燃油經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行計(jì)算分析，并運(yùn)用樣車試驗(yàn)對(duì)理論計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，并與國(guó)Ⅲ車型的動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了對(duì)比，通過(guò)理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，為后續(xù)國(guó)Ⅴ產(chǎn)品開發(fā)積累寶貴的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

2.動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

衡量汽車動(dòng)力性的主要指標(biāo)是其最高車速、爬坡性能和加速性能等；衡量燃油經(jīng)濟(jì)性的常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)有等速行駛百公里油耗燃油消耗量和多工況循環(huán)行駛工況的百公里燃油消耗量，這些指標(biāo)除了反映發(fā)動(dòng)機(jī)本身的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性外，還體現(xiàn)了整車動(dòng)力總成系統(tǒng)的相互配合及合理優(yōu)化程度，即使一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的性能，如果沒有與之合理匹配的傳動(dòng)系，也不可能充分發(fā)揮其最佳性能。因此合理的匹配汽車的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是提升動(dòng)力、降低油耗的重要措施。

3. 傳動(dòng)系匹配理論分析

下面以某款國(guó)IV6×4輕量化牽引車為例，進(jìn)行傳動(dòng)系匹配分析。首先通過(guò)對(duì)動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性初步分析選定三個(gè)匹配方案，然后對(duì)其中兩個(gè)經(jīng)濟(jì)性較優(yōu)的方案進(jìn)行理論分析和試驗(yàn)對(duì)比，并運(yùn)用AVL_Cruise整車性能分析軟件進(jìn)行仿真計(jì)算，采用對(duì)比選優(yōu)的辦法，最終確定一種最合適的傳動(dòng)系匹配方案。

具體從以下幾個(gè)步驟確定傳動(dòng)系配置：

A.根據(jù)6×4輕量化牽引車的使用環(huán)境及相關(guān)政策規(guī)定確定發(fā)動(dòng)機(jī)；

B.根據(jù)高速物流牽引車動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性需求確定傳動(dòng)系初步傳動(dòng)系匹配方案；

C.通過(guò)理論分析及AVL_Cruise軟件進(jìn)行仿真計(jì)算選定最佳傳動(dòng)系匹配方案。

3.1傳動(dòng)系初步匹配方案確定

根據(jù)該牽引車的運(yùn)輸路線和使用工況說(shuō)明，按照以往的整車開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，擬選配下列三種方案，對(duì)整車傳動(dòng)系進(jìn)行分析：

4 基于AVL_Cruise軟件對(duì)傳動(dòng)系匹配方案進(jìn)行仿真分析

基于CURISE的整車計(jì)算理論和計(jì)算方法，在汽車建模器模塊完成整車模型的建立和原始數(shù)據(jù)的輸入。本文根據(jù)牽引車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用特點(diǎn)，進(jìn)行整車模型建立，主要模型為：發(fā)動(dòng)機(jī)模型、發(fā)動(dòng)機(jī)附件模型（電磁風(fēng)扇離合器）、變速箱模型、后橋模型、輪胎模型、掛車模型（掛車為三軸結(jié)構(gòu)）等，鑒于本文探討的6×4輕量化牽引車主要以高速物流為主，用戶對(duì)整車經(jīng)濟(jì)性要求較高，因此本文在設(shè)計(jì)時(shí)把整車的起步加速、滿載爬坡和行駛的經(jīng)濟(jì)性作為三個(gè)主要的研究對(duì)象。

4.1整車模擬計(jì)算分析及結(jié)果

在cruise中輸入相關(guān)輸入數(shù)據(jù)，計(jì)算模型輸入以整車滑行阻力（試驗(yàn)值）定義整車阻力，整車滿載總質(zhì)量為55T，以典型的高速公路路況為主，來(lái)進(jìn)行動(dòng)力匹配的模擬計(jì)算。

整車的經(jīng)濟(jì)性計(jì)算結(jié)果如下：

從上述的分析中可知，方案3充分考慮了國(guó)IV發(fā)動(dòng)機(jī)的特性，通過(guò)匹配直接檔變速箱+小速比后橋，可充分提高傳動(dòng)系統(tǒng)的效率，發(fā)揮整車的性能，該配置經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)，同時(shí)動(dòng)力性完全滿足公路運(yùn)輸型輕量化6×4牽引車的實(shí)際使用工況。

5試驗(yàn)驗(yàn)證、分析及結(jié)論

在定遠(yuǎn)試驗(yàn)場(chǎng)，環(huán)境溫度為25°，風(fēng)速3.5m/s，氣壓101.4kPa時(shí)，試驗(yàn)驗(yàn)證情況如下：

（1）方案1和方案3的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，與運(yùn)用AVL_Cruise軟件計(jì)算出的結(jié)果對(duì)比相符合。

（2）試驗(yàn)證明，方案3的整車動(dòng)力性滿足設(shè)計(jì)要求，整車經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)。

（3）計(jì)算值與試驗(yàn)值的對(duì)比可以看出，仿真結(jié)果與試驗(yàn)值有一定的誤差（<5%），這是由建立仿真模型時(shí)存在一定的簡(jiǎn)化及試驗(yàn)時(shí)駕駛員的換檔規(guī)律不一致等原因造成的。如忽視發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的摩擦損失數(shù)據(jù)、沒有考慮熱機(jī)狀態(tài)及各種阻力系數(shù)誤差等。通過(guò)實(shí)際的試驗(yàn)驗(yàn)證后得出計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果誤差在5%范圍內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求Cruise模型有效。

6結(jié) 論

本文主要內(nèi)容為通過(guò)Cruise軟件，對(duì)某款6×4輕量化牽引車進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化匹配，通過(guò)系統(tǒng)分析，制定了最優(yōu)的動(dòng)力系統(tǒng)匹配方案。計(jì)算分析所形成的經(jīng)驗(yàn)結(jié)論，可指導(dǎo)在今后的國(guó)V車型研發(fā)設(shè)計(jì)，形成組織記憶力。

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