农用皮卡传动系统参数优化及换挡策略研究

摘要

皮卡作为农产品物流和现代农业发展的一种重要的交通运输工具，它既有轿车乘坐舒适性又具有一定载货的能力是农业现代化和新农村建设的重要组成部分。由于皮卡常在农村道路行驶，需克服复杂的行驶工况，其动力性影响整车的通过性、使用性和操控性，其燃油经济性影响农户的使用成本及能否满足国家燃油消耗要求，其排放性则直接决定该车能否达到国家排放标准而获得生产和上市许可。本文以皮卡整车的动力性、燃油经济性及排放特性为优化目标，对整车进行了传动系参数优化及换挡策略优化，并通过整车仿真模型对各优化方案进行动力性、燃油经济性及排放性仿真对比分析，最终采用整车性能综合评价体系对各方案进行综合评价。
　　本文对传动系参数优化匹配的方法和整车匹配的评价指标进行了深入探讨，并建立了整车性能综合评价体系;根据原车相关参数及实验数据，应用GT-Drive软件建立皮卡整车仿真模型，对整车仿真模型进行静力学、动力学及运动学仿真，将仿真结果与原车实测数据或官方公布数据进行比对，完成整车仿真模型校准;对皮卡匹配原传动系参数进行仿真计算，分析发现皮卡匹配原传动系存在的问题及导致原因，为传动系优化提供改进思路和途径;建立了一套完整的传动系优化匹配的方法，并采用VBA开发出传动系参数优化程序，该程序可根据客户需求进行正向传动系参数设计，计算方便快捷;在皮卡匹配优化后传动系的基础上，进一步研究换挡策略，建立了最佳经济性换挡策略数学模型，并制定了最佳经济性换挡策略基本原则，利用GT-Drive中求解模块得到最佳经济性换挡策略曲线;调用生成的最佳经济性换挡策略进行整车仿真计算，分析了整车动力性、燃油经济性及排放性，对比分析整车优化传动系前后、整车既优化传动系又优化换挡策略前后车辆各项性能指标变化;最后通过建立的综合评价体系对原车方案、优化传动系方案、既优化传动系又优化换挡策略方案进行综合评价，其对应整合性能评价值分别为0.91、0.95、0.98，评价值越大，整车综合性能越好，因此，皮卡匹配既优化传动系又优化换挡策略方案整车综合性能最佳，达到了优化目的。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外相关研究现状

1．2．1 国外研究动态

1．2．2 国内研究动态

1．3 本文研究内容和方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

2 整车性能综合评价体系的建立

2．1 整车性能指标基本理论

2．1．1 车辆驱动力

2．1．2 车辆行驶阻力

2．1．3 车辆行驶方程

2．2 动力性评价指标

2．2．1 最高车速

2．2．2 加速时间

2．2．3 最大爬坡度

2．3 燃油经济性评价指标

2．3．1 等速燃油经济性

2．3．2 多工况循环燃油经济性

2．4 排放性评价指标

2．5 综合评价体系

2．5．1 确定权重系数方法

2．5．2 性能综合评价体系

2．6 小结

3 整车仿真建模

3．1 建模软件GT-Drive介绍

3．2 整车仿真模型的建立

3．2．1 整车相关参数

3．2．2 发动机模型

3．2．3 传动系模型

3．2．4 车身模型

3．2．5 轮胎模型

3．2．6 驾驶员模型

3．2．7 整车仿真模型

3．3 整车仿真模型的较准

3．4 小结

4 动力传动系参数优化

4．1 传动系参数优化设计方法

4．1．1 确定最大总传动比

4．1．2 确定最小总传动比

4．1．3 确定挡位数

4．1．4 分配各挡传动比

4．1．5 传动系参数优化程序开发

4．2 原车传动系参数仿真分析

4．2．1 匹配原变速器整车性能仿真

4．2．2 仿真结果分析

4．3 传动系参数优化设计

4．3．1 相关参数选取

4．3．2 传动系参数优化方案初选

4．3．3 初选优化方案仿真结果

4．3．4 皮卡传动系参数优化结果分析

4．4 小结

5 换挡策略优化研究

5．1 换挡策略基本理论

5．1．1 换挡策略简介

5．1．2 最佳燃油经济性换挡策略数学模型

5．2 皮卡换挡策略制定及仿真

5．2．1 皮卡最佳经济性换挡策略制定

5．2．2 皮卡最佳经济性换挡策略仿真及分析

5．3 皮卡优化方案综合评价

5．3．1 评价权重系数确定

5．3．2 皮卡综合性能评价

5．4 小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 研究展望

参考文献

附录

致谢