基于AVL CRUISE的某小型货车动力传动系统优化匹配

摘要

评价车辆性能的重要指标是车辆的动力性和燃油经济性，也是车辆性能设计过程中需要重点考虑的内容。改善动力传动系统的设计匹配是提高汽车动力性和燃油经济性的重要途径，传统的整车设计匹配方法是反复修改动力传动系统参数后进行整车试验，最终确定匹配方案。不过这种方法不仅浪费时间、人力和物力，而且容易错过汽车传动系统的最佳匹配方案，导致不能实现动力系统最合理的匹配。随着计算机技术的迅速发展，诞生了一批通过计算机的仿真计算实现匹配优化功能的软件，AVL-Cruise就是其中之一。
　　AVL-Cruise是一款适用于仿真汽车动力传动系统分析的软件，能够胜任汽车从规划、开发、生产到后续各阶段的各种工作。无论是传统的汽车动力传动系统还是更加先进的混合动力汽车，都能用AVL-Cruise软件进行建模并得到其动力性经济性模拟数据，完成对车辆的仿真研究与分析。
　　本文以某小型货车为研究对象，围绕车辆动力传动系统参数进行优化匹配以实现该小型货车动力性和经济性的最优匹配，本文的研究工作如下：
　　1)分析和阐述汽车动力性和燃油经济性的评价指标及其影响因素，并以此为基础确定本文的研究方向。
　　2)以AVL-Cruise软件为平台搭建某小型货车的模型，并简要介绍AVL-Cruise软件中发动机、离合器、变速器、后桥主减速器、制动器、轮胎等模块中的主要参数和数学模型选取，将已知的该小型货车的相关参数输入到相关的模块中，搭建整车的计算模型，设置计算任务并进行仿真计算，得到整车动力性和经济性的关键参数指标。
　　3)以国家标准为依据，对该小型货车进行实车的道路试验，测得相关参数，统计试验数据并与软件仿真的结果进行对比，验证所建模型的准确性和软件分析的可行性，为该小型货车动力传动系统的优化匹配提供参考依据。
　　4)综合考虑本公司生产的实际情况，选取了最合适的3种变速器和3种主减速器进行匹配研究，利用AVL-Cruise软件的DOE实验模块对这9种组合进行模拟仿真计算，并对仿真结果进行对比分析，选出最优的优化方案。
　　通过以上研究可知，AVL-Cruise软件的仿真结果准确率大于95％，可使用该软件进行等速及特定循环工况的车辆动力性经济性仿真计算，并应用到具体汽车设计开发过程中，能够替代部分动力性经济性试验，降低产品开发费用，缩短产品开发周期。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景、目的及意义

1．1．1 研究的背景

1．1．2 研究的目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 汽车动力性经济性国内外研究现状

1．2．2 AVL-Cruise仿真软件在国内外的应用现状

1．3 论文主要研究内容

1．4 本章小结

第2章 汽车动力性、经济性评价指标

2．1 汽车动力性评价指标

2．1．1 汽车的最高车速

2．1．2 汽车的加速时间

2．1．3 汽车的最大爬坡度

2．2 汽车经济性评价指标

2．2．1 等速百公里油耗

2．2．2 综合工况燃油经济性及循环工况百公里油耗

2．3 本章小结

第3章 小型货车整车性能分析模型的建立

3．1 车辆主要参数

3．2 整车性能分析模型的建立

3．2．1 车身模块的建立

3．2．2 发动机模块的建立

3．2．3 离合器模块的建立

3．2．4 变速器模块的建立

3．2．5 主减速器模块的建立

3．2．6 差速器模块的建立

3．2．7 驾驶室模块的建立

3．2．8 制动器模块、车轮模块和监视器模块的建立

3．2．9 数据总线的连接

3．3 本章小结

第4章 小型货车动力性经济性仿真分析与试验验证

4．1 计算任务的设置

4．2 车辆动力性仿真分析

4．2．1 最高车速仿真

4．2．2 加速性能仿真

4．2．3 爬坡性能仿真

4．3 车辆经济性仿真分析

4．3．1 百公里油耗

4．3．2 UDC循环工况油耗仿真

4．3．3 NEDC循环工况油耗仿真

4．4 制动性模拟仿真

4．5 试验验证

4．5．1 试验概述

4．5．2 试验对象、试验的条件和试验仪器

4．5．3 测试结果

4．5．4 综合结果分析

4．5．5 软件建模可行性分析

4．6 本章小结

第5章 小型货车动力传动系统的优化匹配

5．1 传动方案的试验设计

5．2 各传动方案动力性经济性仿真分析

5．3 最优传动方案的确定

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢