微型轿车动力传动系统参数匹配优化研究

摘要

汽车的动力性、燃油经济性及排放性是评价其整车性能的重要指标,而汽车整车性能的好坏又受制于汽车动力传动系统参数。因此,合理匹配优化汽车动力传动系统参数对于改善汽车的动力性、燃油经济性和排放性具有重要意义。
　　本文以某微型轿车为研究对象,基于汽车排放性的约束条件,建立了以汽车动力性、经济性为目标的双目标优化模型,并围绕汽车动力传动系统参数进行最优匹配优化,具体做了以下研究工作:
　　首先,确定了该微型轿车动力性、燃油经济性和排放性的评价指标,基于通用的发动机外特性和万有特性的数学模型,应用MATLAB软件处理发动机试验数据,拟合出了发动机的外特性曲线和万有特性曲线。
　　其次,以该微型轿车的动力传输路线,应用AVL CRUISE软件建立了微型轿车的整车仿真模型,对该微型轿车的动力性、燃油经济性和排放性的评价指标进行了仿真计算,并将仿真计算结果与试验数据进行对比分析,验证了仿真模型的精确性。
　　在此基础之上,基于多目标最优化设计的理论方法,建立了以微型轿车变速器各挡传动比和主减速器变速比为设计变量,原地起步连续换挡加速时间为动力性分目标, UDC循环工况百公里油耗为经济性分目标,并通过引入加权系数将其转换成单一目标函数的汽车动力传动系统参数优化数学模型,并选用合适的优化算法求解这一问题。
　　最后,应用AVL CRUISE软件对匹配优化后的该微型轿车的动力性、燃油经济性和排放性的评价指标进行仿真计算,并比对分析优化前后仿真结果。结果表明,优化后的微型轿车不仅动力性能满足要求,燃油经济性和排放性也比原车型有了很好的改善。验证了所建立的优化设计模型是合理可信的,采用的优化方法和策略是可行的,对今后整车开发有一定的借鉴意义。

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1.绪论

1.1选题背景

1.2本课题的研究意义

1.3国内外研究现状

1.4本文主要研究内容

2.微型轿车整车性能评价指标分析及测试工况的选择

2.1汽车动力性评价指标

2.2汽车燃油经济性评价指标

2.3汽车排放性评价指标

2.4测试工况的选择

2.5本章小结

3.发动机数学模型的建立及曲线拟合

3.1发动机数学模型的建立

3.2发动机特性曲线的拟合

3.3非稳定工况下发动机性能修正

3.4本章小结

4.微型轿车整车模型的建立

4.1AVL CRUISE仿真软件介绍

4.2整车仿真模型的建立

4.3模型各子模块分析

4.4本章小结

5.整车性能仿真计算

5.1汽车行驶方程式

5.2汽车动力性仿真计算

5.3汽车燃油经济性仿真计算

5.4汽车排放性仿真计算

5.5微型轿车整车仿真模型验证

5.6本章小结

6.微型轿车动力传动系参数优化

6.1动力传动系统参数对汽车整车性能的影响

6.2微型轿车动力传动系统参数匹配优化

6.3匹配优化前后整车性能比较

6.4本章小结

7.全文总结和展望

7.1全文总结

7.2展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢