XD260N5发动机配套某12米后置公交车动力性与经济性研究

摘要

天然气发动机以清洁度高、有害物质排放低的优势代替传统柴油机应用在城市公交客车上可以有效改善目前存在的环境污染问题，所以，以天然气发动机为动力的公交车在国内外已开始得到快速的应用和发展。XD260N5发动是某企业在柴油机基础上开发的一款全新的国5天然气发动机，目前还缺少该发动机与整车动力传动系统匹配的理论研究和经验数据，不利于该机型的应用推广。因此，研究该发动机与公交车动力传动系统匹配的动力性与经济性规律对该发动机的应用和推广十分重要。
　　本文采用建模仿真、道路试验、优化分析相结合的方法对XD260N5发动机配套某12米后置公交车动力性与经济性进行了研究。根据整车动力性与经济性的评价指标，利用AVL-Cruise软件建立整车仿真模型，对最高车速、滑行距离、直接档加速时间、起步换挡加速时间、最大爬坡度、最大动力因子、等速百公里气耗、路况循环综合气耗进行仿真分析。为验证仿真结果的合理性，利用道路试验对车辆进行测试研究。以仿真计算和道路试验结果为基础，在保证整车动力性的前提下，制定了以降低整车气耗为目标的优化方案。选用QJ1205和QJ805两种变速箱与6种不同速比的后桥组合得到12种动力传动系统，利用AVL-Cruise软件中DOE实验设计功能，从动力性与经济性方面对12种方案进行对比分析。优化结果为:采用5档 QJ1205变速箱和速比为5.125(24F4-00005)的后桥时，车辆的气耗可以降低到较低的水平，动力性与经济性都可以到达预期的目标。在匹配优化的基础上，本论文又进一步对比研究了XD260N5发动机代替原XD240-50柴油机配套12米公交车动力性与经济性的优势和劣势。
　　本论文研究结果表明，XD260N5发动机在12米公交车上的适配性较好，整车功率储备系数较高。通过调整传动系统零部件的参数，可以满足对动力性要求较高的路况，也可以满足对气耗比较敏感的客户。用XD260N5发动机代替原XD240-50柴油机配套相同配置的12米公交车时，不但可以降低尾气排放，而且，经济性和动力性也可以得到提升。
　　本论文研究成果可以作为企业配套规范用于指导汽车厂从事XD260N5发动机与12米后置公交客车动力传动系统的选型设计。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究的背景

1．2 国内外天然气发动机研究现状

1．3 国内外对天然气公交车动力性与经济性的研究现状

1．4 本论文研究的内容

第二章 基于Cruise软件的仿真计算

2．1 AVL-Cruise软件简介

2．2 整车基本组成结构

2．3 整车仿真模型的创建

2．3．1 发动机总成模型的建立

2．3．2 动力传动系统模型的建立

2．3．3 风扇总成模型的建立

2．3．4 驾驶室总成模型的建立

2．3．5 车辆模型的建立

2．3．6 车辆仿真模型的建立

2．4 公交车动力性与经济性的评价指标

2．5 设置计算项目

2．6 整车动力性模拟计算

2．7 整车燃气经济性模拟计算

2．8 本章小结

第三章 动力性与经济性试验研究

3．1 试验引用的标准

3．2 试验设备

3．3 试验准备条件及注意事项

3．4 试验方法

3．5 试验数椐与仿真计算的对比研究

3．6 本章小结

第四章 动力性与经济性的匹配优化

4．1 优化方案的建立

4．1．1 优化目标的确定

4．1．2 优化变量的设定

4．1．3 优化方案的设计

4．2 基于DOE方案的选型计算

4．3 优化后的数据分析

4．3．1 动力性数据分析

4．3．2 经济性数据分析

4．3．3 路况循环综合气耗与动力性关系

4．4 优化后方案与原方案对比分析

4．5 本章小结

第五章 柴油机和天然气发动机匹配整车的动力性与经济性对比研究

5．1 建模仿真及计算

5．2 本章结论

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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