液力传动车辆经济性、动力性匹配优化计算及传动系扭振分析

摘要

如何提高装配有液力变矩器车辆的动力性、经济性，是一个需解决的问题。而汽车动力传动系统的合理匹配以及液力变矩器元件的参数优化是两个重要手段。 首先建立用于液力传动车辆动力性、经济性计算模型。分析用于动力性正向计算的发动机、液力变矩器共同工作性能，对整车最高车速、爬坡度、加速时间进行分别计算。分析用于经济性逆向计算的发动机、液力变矩器共同工作性能，建立传动系各部件逆向仿真模型，对等速百公里、ECE市区工况、EUDC郊区工况进行分别计算，得到较好的结果。提出了基于遗传算法，分别以整车动力性、燃油经济性为优化目标的优化模型，对变速器各档速比以及主减速比进行优化，得到较好的结果。 其次，基于液力变矩器基本理论及特性分析，推导了液力变矩器工作时液体循环流量、工作轮扭矩、工作轮能头、各种损失能头和液力变矩器特性的计算公式，以一元束流理论和能量守恒为基础，提出了基于一种改进了的复合型优化算法的液力变矩器叶栅参数优化模型，编制了基于MATLAB的计算程序，并且将该方法进行了实例分析，经济性以及动力性都有所提高，并且泵轮容量系数性能基本保持不变，证明了该方法的可靠性。 最后，在建立液力变矩器模型的基础上，根据能量守恒进行分析，推导出液力变矩器的等效粘性阻尼系数以及等效刚度系数与涡轮、泵轮速比和泵轮转速的定量非线性关系。通过液力变矩器原始特性分别对其刚度、阻尼系数进行拟合计算。根据液力变矩器某一速比下的等效刚度、阻尼，发动机转速，建立车辆动力传动系的通用力学模型，分别编写时域、频域计算程序，得到传动系固有振动特性以及传动系各部件时域响应。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1本课题的研究目的和意义

1.2国内外研究现状及分析

1.3本文的主要研究内容

第二章液力传动车辆动力性、经济性计算

2.1整车动力性计算

2.1.1发动机、液力变矩器正向共同工作性能计算

2.1.2车辆最高车速计算

2.1.3车辆爬坡度计算

2.1.4车辆加速时间计算

2.1.5仿真实例

2.2整车经济性计算

2.2.1计算思路分析

2.2.2等速百公里、循环上况油耗模拟计算

2.3本章小结

第三章基于GA的液力传动车辆动力性、经济性匹配优化

3.1动力传动系优化设计模型

3.1.1优化目标

3.1.2优化约束

3.1.3优化变量

3.2基于遗传算法的车辆传动系优化设计的实现

3.2.1编码以及群体初始化

3.2.2适应度函数的计算

3.2.3遗传算子设计

3.2.4遗传算子的运行参数

3.2.5基于MATLAB的整车动力性、经济性以及其参数优化算法程序设计

3.3仿真结果和分析

3.4本章小结

第四章液力变矩器性能优化

4.1液力变矩器的基本理论及特性分析

4.1.1液流研究的理论基础及其假设

4.1.2液力变矩器的变矩原理及其基本关系式

4.1.3液流的能量损失及平衡方程

4.1.4液力变矩器的特性分析

4.2液力变矩器叶栅参数优化数学模型的建立

4.2.1优化目标函数的建立

4.2.2优化约束的建立

4.3优化策略

4.3.1现有优化策略

4.3.2一种新的优化策略

4.4基于一种改进了的复合型网格算法的叶片参数优化研究

4.4.1液力变矩器叶栅参数优化特点

4.4.2算法简介

4.4.3算法流程

4.5实例分析及优化结果对比

4.5.1液力变矩器优化参数测量

4.5.2液力变矩器性能预测参数

4.5.3某液力变矩器性能预测曲线

4.5.4优化参数改变时对性能的影响

4.5.5优化参数选择原则

4.5.6以涡轮进出口角为优化参数

4.5.7以各轮进口角为优化参数

4.6本章小结

第五章液力传动车辆扭振研究

5.1液力变矩器非线性特性的研究

5.1.1液力变矩器力学模型的建立

5.1.2液力变矩器数学模型

5.1.3液力变矩器等效阻尼系数的确定

5.1.4液力变矩器等效刚度系数的确定

5.1.5某型号液力变矩器等效阻尼系数和等效扭转刚度的计算

5.2液力传动车辆传动系固有特性分析

5.2.1实模态基础理论

5.2.2车辆传动系扭振建模

5.2.3模型中各参数的建立

5.2.4车辆传动系扭转振动方程

5.2.5动力传动系固有特性计算结果

5.3液力传动车辆传动系受迫振动分析

5.3.1动力学模型的建立

5.3.2发动机模型的建立

5.3.3仿真结果与分析

5.4本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文及研究成果