TY4250载货汽车动力传动系统参数优化匹配

论文摘要

汽车的动力性和燃油经济性是商用车的重要评价指标,本文以TY4250重型载货汽车的底盘与上装的动力传动系统匹配为主线,提出TY4250载货汽车综合性能评价指标,建立整车动力匹配的数学模型,应用AVL-Cruise软件建立了TY4250牵引车的结构模型,并对其进行了性能仿真分析,仿真分析结果与试验结果基本吻合。在此基础上,建立了TY4250载货汽车结构模型,对其动力传动系统匹配进行了仿真分析,根据仿真结果,应用试验设计（DOE）加优化组合的优化策略进行了传动系参数的优化,达到了与动力的最佳匹配。具体内容如下:1)对现有汽车动力性与燃油经济性评价指标进行论述和分析,提出了载货汽车动力性、燃油经济性的综合评价指标体系。2)建立了整车性能数学模型。为了有效地对整车性能进行匹配研究,根据TY4250载货汽车已知结构参数和技术数据建立仿真计算模型,包括发动机外特性和万有特性数学模型、载货汽车的动力性、燃油经济性的计算数学模型等,并用ISIGHT软件和MATLAB软件编写了仿真程序。3)利用AVL-Cruise软件建立TY4250牵引车动力匹配模型,并对其性能进行了仿真分析,分析结果与试验结果对比基本吻合,验证了牵引车模型的正确性。以此为基础,建立了列车动力匹配框架,对匹配结果进行了评价分析。对载货汽车主要结构参数:汽车总质量、滚动阻力系数、空气阻力系数和传动效率进行了参数敏感性分析。4)以驱动功率损失率和载货汽车的六工况循环油耗分别作为衡量汽车动力性和经济性的评价目标,以加权合成的双目标函数作为综合目标函数。利用ISIGHT软件作为基础平台,将AVL-Cruise软件和MATLAB软件集成到ISIGHT软件的运行环境下,采用ISIGHT软件提供的实验设计（DOE）加优化组合的优化策略,通过对综合目标函数的优化,实现了动力传动系统参数的优化匹配。结果表明,本文所阐述的优化匹配理论和采用的优化技术策略是有效的,可以应用到今后的整车开发中。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 国外重型载货汽车的技术发展状况
• 1.1.2 国内重型载货汽车的技术发展状况
• 1.2 课题研究的目的及意义
• 1.3 国内外关于整车性能研究状况
• 1.4 课题来源及本文主要研究内容
• 第二章 TY4250 载货汽车动力燃油经济性能的评价
• 2.1 载货汽车的动力性评价指标
• 2.1.1 载货汽车的最高车速
• 2.1.2 载货汽车的加速性能
• 2.1.3 载货汽车的爬坡能力
• 2.2 燃油经济性评价指标
• 2.2.1 等速百公里油耗消耗量
• 2.2.2 多工况燃油消耗量
• 2.3 TY4250 载货汽车综合性能评价指标
• 2.3.1 汽车能量利用率
• 2.3.2 驱动功率损失率
• 2.4 本章小结
• 第三章 TY4250 载货汽车整车动力匹配数学模型
• 3.1 发动机性能
• 3.1.1 载货汽车发动机外特性模型
• 3.1.2 载货汽车发动机万有特性数学模型
• 3.1.3 非稳定工况下载货汽车发动机性能的修正
• 3.2 载货汽车换档规律
• 3.2.1 载货汽车最佳动力换档规律
• 3.2.2 载货汽车最佳经济换档规律
• 3.3 载货汽车动力计算模型
• 3.3.1 各档驱动力及动力因数计算方法
• 3.3.2 载货汽车最大爬坡度计算
• 3.3.3 载货汽车最高车速的计算
• 3.4 载货汽车燃油经济性仿真计算
• 3.4.1 等速百公里油耗计算
• 3.4.2 载货汽车多工况燃油经济性计算
• 3.5 本章小结
• 第四章 TY4250 载货牵引车模型的建立及验证
• 4.1 AVL-CRUISE 软件概述
• 4.2 TY4250 牵引车结构模型
• 4.2.1 TY4250 牵引车主要参数
• 4.2.2 TY4250 牵引车模型
• 4.3 TY4250 牵引车模型的数据分析
• 4.3.1 发动机模型的数据分析
• 4.3.2 变速器模型的数据分析
• 4.4 TY4250 牵引车的性能仿真分析
• 4.4.1 爬坡性能分析
• 4.4.2 加速性能分析
• 4.4.3 等速油耗仿真分析
• 4.5 整车性能实验
• 4.6 仿真分析结果与试验结果对比
• 4.7 列车仿真模型
• 4.8 列车仿真结果分析
• 4.8.1 循环工况仿真分析
• 4.8.2 爬坡性能分析
• 4.8.3 加速性能分析
• 4.9 参数敏感性分析
• 4.9.1 汽车总质量的影响
• 4.9.2 滚动阻力系数的影响
• 4.9.3 空气阻力系数的影响
• 4.9.4 传动效率的影响
• 4.10 本章小结
• 第五章 TY4250 载货汽车传动系参数优化
• 5.1 传动系参数对汽车性能的影响
• 5.1.1 变速器传动比的影响
• 5.1.2 主减速器传动比的影响
• 5.1.3 变速器档位数的影响
• 5.2 TY4250 载货汽车传动系参数优化设计
• 5.2.1 设计变量的选取
• 5.2.2 优化设计的目标函数
• 5.2.3 约束条件的建立
• 5.2.4 优化数学模型的建立
• 5.3 优化流程的确定
• 5.3.1 ISIGHT 软件介绍
• 5.3.2 优化流程分析
• 5.4 优化策略的确定
• 5.4.1 DOE 试验设计
• 5.4.2 自适应模拟退火算法
• 5.4.3 序列二次规划方法
• 5.4.4 响应面近似模型
• 5.5 优化结果及分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文