发动机与汽车动力性、燃料经济性匹配的模拟计算

发动机与汽车动力性、燃料经济性匹配的模拟计算

文孝霞[1]2003年在《基于遗传算法的汽车动力性、经济性参数优化研究》文中研究说明汽车动力性、燃料经济性是汽车性能中最重要、最基本的性能,它们的优劣直接影响到汽车基本性能的好坏,优良的汽车动力性、经济性很大程度上取决于汽车动力传动系统的合理匹配。因此,合理确定汽车动力传动系统的参数非常重要。开展这方面的研究工作对于从根本上提高汽车动力性、燃料经济性有着举足轻重的作用,也是汽车节能的需要。统计资料分析表明,目前汽车发动机与传动系参数匹配不当,多数发动机使用工况远离最佳经济区域,在发动机的整个持续工作期间内其平均效率仅为11%~18%,未能实现动力传动系统的最佳匹配。而且在评价一辆汽车的动力、经济性能好坏时,目前通常是在进行实车的道路试验之后给予评价的,这样不仅周期长,成本高,且在产品设计阶段对结构参数的选择带有一定的盲目性和随意性。为了从根本上提高汽车的动力、经济性能,避免设计阶段的盲目性、缩短产品开发研制时间,本论文进行了如下研究工作:1.在优化方法上,运用优化设计的思想,通过分析对比几种优化方法各自的优点,结合待研究问题的特点、采用了世界上较为先进的遗传算法对动力性、经济性数学模型(在优化领域又称为目标函数)进行多目标优化,编制了优化程序,计算结果表明,遗传算法在汽车动力性、经济性参数优化问题上是一种行之有效的方法。2.在模型建立上,本文从汽车实际的使用工况出发,细化了动力性、经济性评价指标。通过研究和实车计算结果的对比,建立了合理的汽车动力性、燃料经济性数学模型。3.编制了较为完整的汽车动力性、经济性模拟预测程序。并利用该程序对某实车的动力性、经济性能进行了计算,计算后的数据表明,该开发程序能较为准确的模拟计算汽车的动力性、经济性。本研究具有一定的理论意义和实际应用价值,可为设计人员提供有益的知识、经验和设计方法。从而提高国内汽车设计水平。增强产品的自主开发能力和我国汽车工业在国际上的竞争力。

陈宗好[2]2006年在《汽车动力传动系分析、优化匹配的研究及软件开发》文中研究表明本文首先对国内外汽车动力传动系计算机模拟计算、匹配的研究现状进行了论述,在总结前人研究的基础上提出了一套综合评价汽车动力性与经济性的评价指标体系。在建立发动机及整车动力性、经济性数学模型的基础上,提出了传动系参数综合优化模型;并建立了相关参数对汽车动力性与燃料经济性的弹性系数数学模型。 其次,基于动力传动系参数优化及分析模型的建立,结合MATLAB与Visual C++编程语言的各自优点,开发了一套基于PC机的动力传动系参数分析及优化设计软件。利用该软件,对安凯某型客车的动力传动系统进行了参数弹性系数分析及优化设计研究。 最后,根据相似工程学理论,建立了汽车动力传动系统相似计算模型,从动力传动系结构与整车性能相似模型来探讨相似理论在动力传动系匹配过程中的应用。

苏琴[3]2000年在《发动机与汽车动力性、燃料经济性匹配的模拟计算》文中认为本文介绍了适用于计算非稳定工况的汽油机准维燃烧模型,通过模型计算得出了发动机性能指标随工况的变化情况,并编制出“汽车动力性、燃料经济性模拟计算程序”,以BJ2020SQ轻型越野车为例,进行了发动机与汽车动力性、燃料经济性的匹配计算及分析,并对该车采用化油器发动机(BN492Q)和电喷发动机(BN492D1QB)时的性能指标加以比较,对汽车传动系的参数变化引起整车的动力性、燃料经济性的影响进行了计算分析,最终达到通过合理匹配汽车动力传动系统来提高汽车运输效率,降低燃油消耗的目的。

马庆龙[4]2004年在《汽车传动系参数优化及软件开发》文中研究指明本文利用优化设计理论,对汽车传动系统参数进行了优化设计,并开发了传动系参数优化设计软件。 首先从汽车的动力性和燃料经济性入手,介绍了发动机和传动系等部分的数学模型,并提出了非稳态情况下的处理方法,总结出汽车动力性燃料经济性各项评价指标的计算方法。 在此基础之上,基于优化设计的理论,以汽车的燃料经济性为目标函数,以动力性能为约束条件,提出了汽车传动系参数的优化设计方法,并利用复合形法进行求解。 基于以上理论,利用Matlab软件为开发工具,编制出了汽车传动系参数优化软件,并以Matlab/GUI为界面开发工具进行了界面开发,建立了人机交互界面。该软件以Matlab为平台,界面友好,具有很强的人机对话能力,操作简单。软件除具有优化传动系参数的功能外,还能对汽车的动力性能和燃料经济性能进行单独计算。动力性各项评价指标的计算,包括最高车速、最大爬坡度、加速性能、动力因素;燃料经济性评价指标的计算,包括等速过程、加速过程、减速过程和多工况燃料消耗量的计算。 最后以哈飞汽车有限公司的路宝轿车为实例,对其各项性能指标进行了模拟计算,并对传动系参数进行了优化,就软件的实用性和可靠性进行了检验,结果令人满意。

郭源科[5]2008年在《机场摆渡车动力传动系统的优化匹配研究》文中提出机场摆渡车传动系的匹配对整车的动力性和燃油经济性有很大的影响,故传动系参数的确定成为机场摆渡车设计中一个重要的组成部分。为提高设计质量,缩短研制周期,将优化规划理论引入到机场摆渡车传动系参数设计当中,以实现发动机与传动系的最佳匹配,达到充分发挥整车性能的目的。本文对机场摆渡车的动力性与燃油经济性评价指标进行了论述和分析,并提出了一套综合评价动力性燃油经济性的指标体系,这些评价指标更好地反映了机场摆渡车动力性、燃油经济性的发挥程度。建立了发动机数学模型和传动系数学模型,总结出便于计算机实现的汽车动力性和燃油经济性评价指标的模拟计算方法。在此基础之上,基于优化设计的理论,以原地起步连续换挡加速时间和多工况循环使用油耗作为衡量动力性和燃油经济性的两个分目标,采用线性加权组合的方法将其转换成单一目标函数,建立了机场摆渡车的动力传动系优化数学模型,并选用合适的优化算法对其进行求解。基于Matlab编写了动力性、燃油经济性及传动系参数优化仿真程序。对机场摆渡车的各项性能指标进行了计算,并对其传动系参数进行了优化设计,优化前后整车性能对比分析结果显示,机场摆渡车的整车性能达到了设计要求。计算机模拟计算法为汽车动力性和燃料经济性的预测提供了有效而准确的工具,同传统的设计方法相比有明显的优势,可以大大地提高设计效率,缩短开发周期,降低产品开发成本,能够根据预定的性能指标和技术要求找出较佳的设计参数。

宁予[6]2009年在《基于GT-DRIVE的微型汽车动力传动匹配分析及优化》文中指出汽车动力性与燃油经济性是汽车最重要、最基本的性能,动力系统良好的匹配对于提高动力性、改善燃油经济性和降低排放污染物具有显著的效果。在以往通常需要在完成汽车道路试验以后才能进行评价,如果评价结果不理想,还需更改设计,无形中加长了开发周期,提高了人力和物力成本。随着汽车技术、计算机技术的发展、消费者需求的提高以及市场竞争的结果,使得对汽车动力性与经济性的分析在概念开发阶段就已经开始了。这样可以缩短设计周期,节省开发试验费用,并可以对所开发车辆的性能进行预测。汽车动力传动系统匹配的首要任务是:保证传动系各部件之间以及与发动机之间良好的匹配,确保汽车能在不同条件下正常行驶,并具有良好的动力性和燃油经济性。动力传动系统动态模型的建立是车辆设计、匹配及性能研究的基础,但其建模复杂,调试过程时间相对较长,给研究工作带来了很大的不便。采用专业软件进行建模及仿真研究,不仅可以使建模过程简单化,节省大量的时间,而且程序运行可靠、调试方便、结果准确,便于分析研究。本文采用GT-DRIVE软件,对某微型车型车进行了动力性、燃油经济性的仿真分析,并与实验结果进行对比分析,进而利用仿真结果优化传动系的参数,具体研究内容如下: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,并提出了一套综合评价汽车动力性燃油经济性的指标体系,这些评价指标的确定,解决了以往评价指标的不适宜性,更好地反映了汽车动力性、燃油经济性。2、对GT-DRIVE软件的功能、特点及程序结构及应用方法进行了研究。详细分析了仿真程序中各个模块的功能与参数设置方法,针对某微型车的变速器、主减速器的控制,选择相应的控制模块,完成了参数及性能的设置、选择与调整。3、应用GT-DRIVE建立了汽车动力传动系优化数学模型,在此基础上,对微型车进行动力性、燃油经济性进行仿真计算,并对计算结果进行分析。4、通过仿真计算结果与实验数据的对比,利用GT-DRIVE软件对整车进行优化计算,并分析优化结果,提出了改进的建议。

刘坤[7]2013年在《某客车动力性和经济性仿真计算分析》文中指出在研究客车性能过程中,客车的动力性与经济性是其最为重要与基本的性能参数指标。良好的动力传动系统对于改善汽车动力性与经济性具有重要意义,相比传统匹配方法中反复修改传动系参数进行多次试验,才能明确最后的匹配参数。现代汽车技术、计算机技术发展不断提高,汽车动力性与经济性分析可以进行虚拟现实的模拟与仿真。这样既节省了试验费用,缩短了设计周期,相关设计人员也对自己所设计的整车有概括和方向性的了解。也提高了设计车型的竞争力。本文以在某客车企业某车型开发工作中所参与的实际开发项目为例,以MATLAB模拟程序和E-P模拟软件为切入,从以下四个方面某车型的动力性与经济性进行了仿真计算和分析采用优化理论,建立传动系优化数学模型,以原地起步换挡加速时间和多工况循环试验油耗为衡量动力性和经济性的分目标,采用线性加权组合的方法使其转化为单一目标函数,并且选择合适的优化组合方案。研究内容如下:1)建立发动机外特性和万有特性仿真所用的数学模型;2)对汽车的动力性进行仿真计算分析;3)对汽车的经济性进行仿真计算分析;4)实际工作中进行模拟时需注意的细节,合理匹配发动机与传动系统具体参数;5)利用专业E-P程序软件对整车进行系统的动力性与经济性计算分析,并提出一套综合评价动力性与经济性的体系,以此为基础进行传动系参数优化组合,选择合适的符合要求的方案。基于以上研究的目的,本文对研究某客车的车型进行动力性和经济性的进行模拟计算,并且进行传动系的优化计算,发现仿真计算结果和试验结果性能指标最高车速、加速时间、爬坡度,和等速百公里油耗数据差距都在5%以内,通过试验和仿真方案的对比确定仿真模拟分析的方向、验证了方法的准确性。为将来其他车型的开发及仿真模拟分析计算提供基础。也提出了系统研究的不足和改进。

王薇[8]2006年在《汽车动力传动系计算仿真及参数优化设计》文中研究指明汽车的传动系对整车的动力性和燃油经济性有很大的影响,故传动系参数的确定成为汽车设计中一个重要的组成部分。本论文主要研究的是如何将优化规划理论引入到汽车传动系参数设计当中,以实现汽车发动机与传动系的最佳匹配,达到充分发挥汽车整车性能的目的,并以此为基础,开发出一套汽车传动系参数优化设计系统。本文首先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,并提出了一套综合评价汽车动力性燃油经济性的指标体系,这些评价指标的确定,解决了以往评价指标的不适宜性,更好地反映了汽车动力性、燃油经济性的发挥程度。建立了发动机数学模型,总结出便于计算机实现的汽车动力性燃油经济性各项评价指标的模拟计算方法。在此基础之上,基于优化设计的理论,以原地起步连续换档加速时间和多工况循环使用油耗作为衡量动力性和燃油经济的两个分目标,采用线性加权组合的方法将其转换成单一目标函数,建立了汽车动力传动系优化数学模型,并选用合适的优化算法对其进行求解。基于以上理论,采用VB(Visual Basic)与Matlab混合编程的方法开发了汽车传动系参数优化设计系统。该系统操作简单、具有很强的人机对话能力。本系统除具有优化传动系参数的功能外,还能对汽车的动力性能和燃油经济性能各项评价指标进行模拟计算。最后以哈飞汽车有限公司的路宝HFJ7110轿车为实例,对其各项性能指标进行了模拟计算,并对其传动系参数进行了优化,通过对优化前后整车性能的对比分析,验证了该系统的实用性与可靠性,并就此系统出现的不足之处提出了改进建议。

何仁[9]1991年在《传动系参数与汽车动力性、燃料经济性之间关系的模拟研究》文中研究说明为获得发动机和传动系在动力性与燃料经济性方面的最佳匹配,必须定量研究传动系参数的改变对汽车动力性与燃料经济性的影响。 1 性能模拟计算和分析方法 用于分析传动系参数与汽车动力性燃料经济性间关系的工具是汽车动力性与燃料经济性模拟计算方法。

何文军[10]2011年在《重型商用汽车动力传动系统匹配研究》文中研究表明随着汽车工业的迅猛发展,和全球环境保护意识的加强,人们对汽车的动力性、经济性提出了更高的要求,对汽车的排放性能的要求也日趋严格。在我国的汽车开发过程中,由于分工过细,往往发动机的生产厂商和底盘的生产厂商并不属于同一企业。从而怎样实现发动机与底盘的最佳匹配,使整车具有较好的动力性、经济性和排放性,在整车的匹配研究过程中便显得尤为重要。发动机与传动系的合理匹配,就是根据汽车的使用条件和要求,通过选择适当的传动系参数使发动机的常用工作区尽量与其理想工作区相吻合,以达到整车动力性、燃油经济性的合理匹配。国外从20世纪60年代中期就开始了汽车动力性与燃油经济性模型建立与模拟软件的开发工作,而我国在这方面的研究起步较晚,开始于20世纪80年代中后期。随着汽车技术的迅速发展,早期研究不可避免具有一定的局限性,因此有必要继续进行深入研究。本文主要研究内容有以下几个方面:在总结国内外经验的基础上,建立了重型商用汽车动力性、燃油经济性和整车动力性燃油经济性综合评价指标,内容分别包括驱动功率损失率、等速百公里燃油消耗量及载货汽车六工况循环燃油消耗和能量利用率。建立了发动机外特性和万有特性数学模型,并将试验值与模拟值进行了对比验证。建立了变速器和驱动桥效率模型以及动力性与燃油经济性两种换挡规律模型,使模拟计算结果更准确。根据汽车理论知识和国家标准中对动力性和燃油经济性的试验要求,确定了重型商用汽车动力性和燃油经济性的模拟计算方法。在建立的准确的行驶循环工况的前提下,本文介绍了AVL-CRUISE的主要功能、应用范围、及具体操作流程,并对软件提供的元件作了介绍。AVL公司开发的车辆性能仿真软件CRUISE是专门为汽车传动系统匹配而设计的整车性能仿真软件,由于所有计算模块都经过了实验数据的标定,从而保证了计算结果的可靠性和精确性。针对目前我国重型商用汽车的生产模式,提出了适用于优选动力传动系统的方法,包括发动机功率的选择、最大功率时发动机转速以及最大扭矩的确定、变速器的最大最小传动比和驱动桥速比的确定。除传动系对重型商用汽车动力性和燃油经济性影响外,还从整车总质量、滚动阻力系数、空气阻力系数、汽车的迎风面积、传动效率等方面进行了参数敏感性分析。

参考文献:

[1]. 基于遗传算法的汽车动力性、经济性参数优化研究[D]. 文孝霞. 重庆交通学院. 2003

[2]. 汽车动力传动系分析、优化匹配的研究及软件开发[D]. 陈宗好. 合肥工业大学. 2006

[3]. 发动机与汽车动力性、燃料经济性匹配的模拟计算[D]. 苏琴. 河北工业大学. 2000

[4]. 汽车传动系参数优化及软件开发[D]. 马庆龙. 燕山大学. 2004

[5]. 机场摆渡车动力传动系统的优化匹配研究[D]. 郭源科. 哈尔滨工业大学. 2008

[6]. 基于GT-DRIVE的微型汽车动力传动匹配分析及优化[D]. 宁予. 武汉理工大学. 2009

[7]. 某客车动力性和经济性仿真计算分析[D]. 刘坤. 长安大学. 2013

[8]. 汽车动力传动系计算仿真及参数优化设计[D]. 王薇. 湖南大学. 2006

[9]. 传动系参数与汽车动力性、燃料经济性之间关系的模拟研究[J]. 何仁. 江苏工学院学报. 1991

[10]. 重型商用汽车动力传动系统匹配研究[D]. 何文军. 西安石油大学. 2011

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