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1、目 录中文摘要3英文摘要4第一章 绪论51.1传动系统匹配研究的目的和意义51.2模拟计算在汽车传动系参数优化设计中的应况51.3国内外动力总成匹配研究现状概述71.4本文的主要研究内容8第二章 发动机特性数学模型的建立92.1发动机建模方法的选择92.1.1发动机使用外特性建模92.1.2 发动机万有特性建模102.1.3 实例及结果分析11214结论1322发动机万有特性曲线数字化的研究与分析14221数字化原理142.2.2数字化程序的开发152.2.3实例应用172.3本章小结19第三章 重型商用车传动系参数的匹配213.1 概述213.2 整车性能的计算机仿真模拟计算213.2.1
2、汽车换档模型213.2.2 汽车动力性模拟计算233.3 重型商用车传动系匹配评价指标的确定293.3.1 概述2934 重型商用车传动系的快速匹配293.4.1 重型商用车传动系匹配的数学模型293.4.2 重型商用车传动系匹配计算机仿真303.5 总结32第四章 重型商用车传动系参数的优化设计334.1 概述334.2 重型商用车传动系参数优化数学模型的建立334.2.1 目标函数334.2.2 设计变量344.2.3 约束条件344.3优化方法概述354.3.1 MDCP数学模型354.3.2 MDCP的基本原理354.4 实例应用394.4.1 发动机建模结果394.4.2 原车性能计
3、算414.4.3 优化后整车性能及分析474.5 关于汽车排放性能指标的研究524.5.1汽车排放性能的模拟计算524.5.2 排放指标在传动系优化中的应用544.6 本章小结54第五章 全文总结与建议555.1 本文总结555.2 建议56参考文献57基于整车动力经济性传动系匹配优化设计中文摘要： 本文分析了重型商用车传动系参数的优化设计及匹配过程，首先比较分析了建立发动机数学模型的数值计算方法，确定了最小二乘法拟合的建模思路并针对万有特性图片的数据采集困难的问题，开发了万有特性图片的数字化程序，从而准确快速的建立了发动机的数学模型，为后续的汽车动力性和经济性仿真计算打下了良好的基础。其次，
4、论文分析了汽车动力性和燃油经济型的计算机仿真过程；建立了重型商用车基于实际运行工况的传动系匹配的综合评价指标：分析了重型商用车传动系参数的匹配流程。并且应用该综合评价指标，以车轮半径为离散变量，主减速比为连续变量对国产某重型卡车进行了传动系参数的优化设计，使得优化后整车常用车速的等速百公里油耗得到了改善。关键词：重型商用车 传动系参数 优化设计 匹配Abstract: In this paper, we studied optimal design and matching process of the transmission parameters of heavy commercial v
5、ehicle. Firstly, we compare with some mathematic method about modeling engine characteristics; the conclusion is that the Least squares method has the best fitting precision. In view to the problem of gathering data from the engine fuel consumption characteristics plot, an engine fuel consumption ch
6、aracteristics digitalized method is developed. The method can quickly and accurately establish the math model of the engine, what applies a good basis for the following dynamic and economic simulation of the heavy commercial vehicle.Then we analysis the process of computer of the automobile power pe
7、rformance and fuel economy; establish the evaluation index of the optimal match of heavy commercial vehicle transmission parameters based on practice conditions; and then we analysis the matching process of transmission parameters heavy commercial vehicle. After that, the transmission parameters of
8、heavy truck are optimized with the index, in the optimization model, final drive ratio is continuous variable and tire size is discrete variable. And the constant speed oil-consumption per 100km of the truck is improved.Keywords: heavy commercial vehicle transmission parameters optimization design m
9、atching第一章 绪论1.1传动系统匹配研究的目的和意义汽车整车性能的好坏不仅仅取决于发动机和传动系各自单独的能，而是在很大程度上取决于二者匹配得如何在评价汽车的整性能时，往往要用到一些特定的指标，如衡量汽车动力性的主要指是其最高车速爬坡性能和加速性能等，衡量燃油经济性和排放特的主要指标是汽车在标准试验循环下的百公里油耗和每公里排放这些指标除了反映发动机本身的动力性燃油经济性和排放特外，还体现了整车驱动系统包括发动机变速器主减速器以及驱轮等的相互配合及优化程度一台发动机即使具有良好的性能果没有与之合理匹配的传动系，也不可能充分发挥其最佳性能。因此合理的匹配汽车的动力传动系统是降低汽车油耗和
10、排放、提升动力的重要措施。在新能源、新技术尚未大规模推广之前，合理的匹配汽车的动力总成系统对于汽车生产厂家更具有现实意义。1.2模拟计算在汽车传动系参数优化设计中的应况在汽车实际设计过程中，动力传动系的匹配状况并不能令人满意。这主要是由两个方面的原因造成的。其一，由于传统的测试手段和计算工具的限制，设计人员在进行动力传动系匹配时一直都采用定性分析和简单的定量计算，靠大量积累的经验数据、反复的测试及设计，难以对多种方案进行计算比较。这样所造成的后果往往是，一个部件性能的改进完全有可能由于和另一个部件的匹配不当而造成整体的性能未获得改进。有统计表明，目前国内汽车发动机的使用工况多数远离其最佳经济区
11、和最佳排放区，未能实现动力传动系的最佳匹配，在发动机的整个持续工作期间其平均效率仅为11-18%。其二，即使采用上述方法对动力传动系统进行了简单的匹配，对于车辆的动力性、经济性和排放性能的评价也只能在进行试车道路试验或地盘测功机试验之后方可实施。这样做不但周期长、重复性差、成本高，而且在茶品设计中使得整车及总成方案的确定、结构参数的选取及传动系与发动机的匹配都具有一定的盲目性，从而造成人力、财力和物力的浪费，更为严重的是，有可能曹智整车设计的失败。由此看来，如果整车总布置设计时不能科学的、合理的、明确的提出发动机总成、传动系总成及车辆零部件的技术性能指标，就会使的设计结果往往远离产品设计要求。
12、为了避免技术开发和技术决策的盲目性，提高汽车设计质量，缩短研制周期，更合理的确定发动机、传动系及各总成零部件的性能指标，在设计阶段就应当采用系统工程的观点来研究整车性能，对整车性能进行技术评价、技术分析和技术决策。在确定车辆性能时常用的方法有实验法和计算机模拟计算法。实验法是通过道路试验测定汽车的动力性指标，在汽车底盘测功机试验台上让汽车按标准试验讯号规定的行驶程序行驶，测量其燃油消耗和排放，而计算机模拟计算方法则是利用发动机的一些特性曲线（如外特性曲线和万有特性曲线）和汽车的技术参数对汽车各种典型的行驶过程进行数值模拟，进而计算在同试验循环下的燃油消耗和排放。在计算时，对汽车瞬态工况（如加速
13、过程）的模拟，多是利用发动机稳态万有特性场，采用线性回归拟合或多维插值对其进行数值模拟。实验法相对而言比较准确，但是需要一套昂贵的汽车底盘试验设备，实验室还要加工不同的试验备件，耗费较大，而且在整车设计开发的初期，也没有样车进行试验，不可能分析比较各种不同的实验方案。与实验法相比，模拟计算法则具有以下特点：1 可以考察汽车结构参数是如何影响汽车动力性和燃油经济性的，特别是这些参数作微小变化时，实际车辆试验往往测量不出对动力性和燃油经济性的影响，而计算机模拟计算则可以计算出其微小的影响。2 可以求解比较复杂而准确的数学模型，过去无法求解的或需要大量时间才能求解的线性或非线性系统的微分方程组。采用
14、计算机和现在数值计算方法以后，就可以很快的求出其数值解。所以，在计算机模拟的情况下可以采用能准确描述所研究运动的较复杂的数学模型，这就使得计算机结果更接近实际。3 既可以模拟汽车在规定循环工况的排放和油耗，也可以在有路面谱的情况下模拟整车实际运行情况的各种性能。因而能全面、准确的预测汽车动力性和燃油经济性的各种性能指标。4 能在很短的时间内对大量的设计方案进行计算，查明这些方案和参数对汽车性能的影响，有助于汽车设计人员很快的找到比较有利的设计方案和参数匹配，大大降低了设计人员的工作量。5 能使汽车工程师在产品设计阶段，能够对整车参数进行分析和优化，从而实现在一定的预期目标下进行产品设计，这在如
15、今激烈的市场竞争的汽车工业来说是极为重要的，它将使产品的设计成功率大大提高，大幅降低汽车产品设计和开发的费用，缩短研究周期，而且也将使得所设计产品的性能大大提高，从而使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。正是这些优点使得计算机模拟仿真方法可以有效的应用于汽车动力传动系统匹配设计。目前，国外汽车公司尤其是欧美国家对这一研究课题非常关注。模拟计算对于加快汽车的开发研制，尤其是对于汽车动力传动系的优化设计具有重要的意义。1.3国内外动力总成匹配研究现状概述中国作为一个汽车大国，但并非是汽车强国，在汽车的开发研究和试验测试方面跟国外汽车公司相比有一定的差距。国外公司在开发投放新车型之前，都要针对目前汽车市场、竞争对手的车型、购车者的消费心理做一些分析研究，从而确定所开发车型的主要尺寸、技术参数、性能参数、成本、价格及利润等。技术部门的设计任务是实现汽车的性能，动力性和燃油经济性是其中最基本、最重要的性能。传统汽车开发阶段，这些性能主要是通过实车道路试验来测定。但随着社会经济、汽车技术及计算机技术的发展，汽车的这些性能必须在汽车概念开发阶段就确定，因此合理的汽车性能计算机仿真成为汽车工业发展的需要。这样不仅可以节省大量的试验费用，缩短设计开发周期，而且
