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基于 Cruise 的整车动力经济性优化分析

摘要:采用 CRUISE 软件搭筑载货车整车动力链仿真模子,设备正在统一款成熟带头机根本上,通过 Quasi-stationary等算法对区别动力链般配的载货车动力性及经济性展

摘要:采用 CRUISE 软件搭筑载货车整车动力链仿真模子,设备正在统一款成熟带头机根本上,通过 Quasi-stationary等算法对区别动力链般配的载货车动力性及经济性睁开解析,优选出归纳功能较好的动力链。基于此动力链正在试验样车前进行道途试验,比拟试验与仿真数据,结果证实仿真与试验数据正在偏差规模内,通过仿真解析区别主减速比, 确定的最佳动力链对产物研发阶段设备遴选有紧急指示事理,极大朴实试验用度,改正经济性,进步产物商场竞赛力。

汽车的燃油经济性与动力性是权衡车辆功能与产物竞赛力的两项紧急目标。然而整车寻觅最佳动力性时,同时一定要有更好的燃油经济性,两者存正在肯定的冲突。为了缩短整 车开荒周期,缓慢进入商场霸占份额,目前国内的大个别企业均直接正在国内成熟柴油带头机上选型,然而成熟带头机万有特质及经济油耗区间分散基础都很难再调治,正在带头机外特质及最大扭矩段不易更改的条件下,怎么遴选符合的动力传动般配来保障整车同时具有杰出的动力与经济性显得尤为紧急。正在产物开荒周期短,试验验证时代不充裕,商场操纵情 况及客户请求等配景下,我司遴选 3.7 速比为驱动桥主减速比,如此直接通过经历来遴选的式样不太合理,为获取最佳 动力性、经济性目标,操纵 AVL CRUISE 软件对区别设备动 力链的动力性、经济性举行仿真解析,抵达优化整车功能的方向。

文中采用 Cruise 软件设备载货车的仿真模子,盘算推算八种 区别动力般配状况下整车的最高车速、爬坡度、超车加快时 间、C-WTVC 油耗等功能参数,优选出最佳动力链,并服从仿真优选出的动力链举行试验验证比拟解析,确认优化计划的有用性。

型及用复合饱舞对优化所得计划举行测试和验证。相对待古板悬架编制,电动赛车的半主动悬架编制可能对车身行驶不变性加紧,可能使电动赛车车身的振动被支配正在某个规模之内,大大进步电动赛车老手驶历程中的平顺性,从而正在角逐中赢得更好功效。

该载货车为一款8×4 载货车,搭载为 430 马力 6 缸涡轮 增压柴油带头机,12 档 12JSDX240TA 变速箱,后桥速比为 3.7;驱动花样为后轮驱动,整车总质料 31t,整车基础参数如表 1 所示。

汽车正在水准直线道途上行驶时,存正在滚动阻力及氛围阻力;当汽车正在上坡时,还需取胜沿坡道宗旨的坡度阻力;汽车正在加快的历程中,还需取胜其质料加快运动时的惯性力。CRUISE 中涉及的阻力搜罗:滚动阻力、氛围阻力、坡度阻 力以及惯性阻力四个别。

式中,Ft 为汽车牵引力;Ff 为汽车滚动阻力;Fw为氛围 阻力;Fj 为汽车的惯性阻力;Fi 为汽车坡度阻力。各类受力的睁开如下:

个中 TE 显示带头机扭矩,Ta 显示附件扭矩,ig 显示变速箱速比,io 显示主减速比,ηr 显示传动系的死板服从,r 显示轮胎滚动半径。

个中 CD 显示氛围阻力系数,A 显示整车迎风面积,ρa 显示氛围密度,Vv 显示车速,Vw显示风速。

如下图 1 所示,汽车正在运动历程中,能量会按比例分拨到区别的部件上,滚动阻力与氛围阻力正在汽车行驶平昔会存正在,再坡道上时,坡度阻力和惯性阻力均会存正在。

整车般配动力性的评判目标有最高车速、爬坡才智、加快才智等,个中最高车速是正在似乎沥青或者混土壤水准杰出途况行驶,汽车能抵达的最高速率。

功率平均方程汽车运动历程中的阻力所消磨的功率搜罗氛围阻力功率 Pw、滚动阻力功率 Pf、惯性阻力 Pj、坡度阻力 Pi,综上汽车功率平均方程如下:

当阻力功率弧线与最高级功率弧线交友时,此时对应的车速即为整车的最高车速 Vv,由式(7)和式(8)的功率平均方程可得。

式中:99δ 为汽车悬置质料换算系数。其次,汽车用最大爬坡度来显示满载时汽车正在杰出途况上的爬坡才智。重卡正在国道、省道、矿区、山地等各类途况上行驶,于是最大爬坡度也是动力性的紧急评判目标。

个中:G:整车质料(N) Rk:轮胎滚动半径(m) f:轮胎滚动阻力系数θmax:汽车最大爬坡角度 μi:汽车传动系服从 IK1:汽车变速器第一档速比 I0:汽车驱动桥减速比 Temax:汽车最大扭矩汽车加快才智指车辆正在途面行驶时,发生加快率的才智, 大凡可能通过加快时代及各档位加快率巨细来评判。以下通 过仿真解析载货车的动力及经济性来优选出最佳动力链。

AVL CRUISE可能供应布局化的筑模式样和先辈的数据处分理念,采用AVL CRUISE软件可能设备整车、带头机、变速箱、聚散器、差速器、主减速器、制动器、轮胎等构成整车动力传动编制,遴选Commercial Vehicle形式举行模子设备。

筑模时遴选相应的模块搭筑模子,每个部件搜罗动力输入、输出接口,插手驾驶室模块以对车辆举行支配,增添元件之后将死板元件和总线数据衔接后,即结束整车仿线 整车仿真模子

对整车参数中输入轴距、重心、重量、风阻系数及迎风面积等参数,个中最枢纽的时阻力模子的遴选精确性。总共有6总阻力模子可能遴选,判袂为表面阻力模子、参考车辆阻力方程、参考车辆阻力弧线、非参考车辆阻力方程、非参考车助力方程以及非参考车阻力弧线。本文被选用车辆实质测试的整车满载滑行试验数据,通过最小二乘法拟合出对应的阻力模子,简化公式如式(9)所示:

带头机参数中最枢纽的个别为精确的带头机外特质数据、油耗万有特质数据及带头机油门特质,可能将带头机的燃油消磨量精确的显示,如图4和图5所示:

结束整车及带头机等各元件参数设立后,即可设备区别盘算推算职分,可分为两大类:动力性和经济性,细分为轮回行驶工况(Cycle Run)、爬坡功能解析(Climbing Performance)、稳态行驶功能解析(Co

通过对上表2中的参数举行解析可知,超车加快功能3.7速比均优于其他速比,百公里油耗基础相当。依据带头机的转速与扭矩图可能看出带头机最低比油耗区间,这个区域大凡称为经济区间。通过对区别速比的般配解析,把任务区间向经济区间转移,比拟油耗数据可能挖掘,遴选符合的速比可能坐正在操纵时任务区间最逼近带头机经济区间。变更后桥速比对整车布局计划影响最小,开荒周期也短,最终选定3.7主减速比。

结束最优计划设备后,举行整车安装并展开试验,试验 途段为丘陵高速途段比例 98%;寻常途段比例 2%。获取的公途油耗扭矩时代/油耗时代百分比气泡图如图 6 所示,司机驾驶档位行使/油门行使频次百分好比图 7 所示,公途油耗试验车速、海拔及带头机转速弧线 公途油耗扭矩时代/油耗时代百分比气泡图

颠末以上各图解析:带头机基础上都是任务正在经济转速 区间,然则因为道途是丘陵高速(占比高达 98%),海拔高 度振动对照大,导致上坡时加快对照众,大扭矩输出的比例 对照众,比平原高速费油。此外司机正在爬坡时未提前切换档位,车速有所降低,导致均匀车速(70.2)低少少,大个别时代正在 12 档上,倘使把均匀车速支配 80km/h,油门开度会大一点,大油门频次百分比会增众,油耗结果值会随之晋升。

通过以上对一种搭载成熟带头机的 8×4 载货车的动力性经济性的解析与改正, 可能获得如下结论:

1)商场上带头机基础已成熟,万有特质等均已确定,正在整车般配计划历程中,务必般配最优的速比来抵达动力性和经济性的平均点。

2)整车般配结束熟带头机后,依据带头机 MAP 的经济 区间,满意肯定动力性条款状况下遴选个别速比,剖断常用 车速的带头机任务区间与经济区间的吻合水准选定速比。

3)操纵 CRUISE 仿真软件,设备工况吻合实质的仿真 模子,选出较优的速比,再依据较优速比举行尝试,可能昭着验证的宗旨,极大缩短产物开荒周期,结果证实仿真结果与尝试实测值偏差正在可控规模内,十足可能供应实质指示意 义,能有用晋升产物的商场竞赛力。

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作者: sheep

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