汽車動力傳動系的優(yōu)化設(shè)計
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摘要：隨著汽車制造行業(yè)的發(fā)展，汽車在社會生活中逐漸普遍起來，汽車構(gòu)造中的動力傳動系，直接關(guān)系到企業(yè)的性能，針對汽車動力傳動系實行優(yōu)化設(shè)計，目的是提高汽車運行的經(jīng)濟效益。本文主要探討汽車動力傳動系優(yōu)化設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：汽車;動力傳動系;優(yōu)化設(shè)計
汽車動力結(jié)構(gòu)中的傳動系是指負責(zé)傳遞動力的裝置，傳動系裝置位于汽車的發(fā)動機與驅(qū)動輪之間，優(yōu)化設(shè)計汽車動力傳動系，有利于提高汽車的運行水平，而且傳動系與汽車的整體性能、燃料效益等均存在著密切的關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)傳動系的優(yōu)化設(shè)計，不僅可以改善汽車的傳動性能和燃油性能，更是可以減少汽車傳動時的尾氣排放量。
1汽車動力傳動系匹配指標的優(yōu)化設(shè)計
汽車動力傳動系優(yōu)化設(shè)計中的匹配指標，主要包括動力性、燃料經(jīng)濟性、綜合評價指標3種，具體分析如下：1.1動力性指標汽車動力傳動系中的動力性指標，是指汽車傳動作用下的最高車速、加速性能和爬坡性能。汽車在路面良好的路線中的最高車速，反應(yīng)了汽車傳動系的極限能力，轎車車速范圍是140~250km/h，貨車車速范圍是80~120km/h。動力性指標中的加速性能，反應(yīng)了汽車行駛時的平均速度，加速性能沒有統(tǒng)一的評價指標，可以利用原地起步加速時間、超車加速時間評價汽車動力傳動性的加速性能。爬坡性能也就是最大爬坡度，汽車掛一擋后利用車速完成規(guī)定的爬坡操作，確保汽車傳動性的穩(wěn)定性。動力性指標的優(yōu)化設(shè)計中，一定要注意指標與汽車動力傳動系的相互匹配，保障汽車具有足夠的傳動能力。1.2燃料經(jīng)濟性指標燃料經(jīng)濟性是評價汽車動力傳動系的一個指標，燃料經(jīng)濟性指標可以分析汽車傳動系是否達到優(yōu)化的標準。汽車額定荷載下掛高擋，水平行駛在路面上，記錄等速行駛100km的燃油量，檢測汽車速度在10km/h和20km/h狀態(tài)下的燃油消耗量，繪制成等速燃料經(jīng)濟特性曲線，從曲線中評價汽車傳動系的燃料經(jīng)濟性指標，進而優(yōu)化設(shè)計出傳動性的燃料經(jīng)濟性指標參數(shù)，明確汽車動力傳動系的經(jīng)濟效益，方便用戶選擇省油的汽車品牌。1.3綜合評價指標綜合評價指標優(yōu)化設(shè)計是指汽車動力傳動系中的動力性指標與燃料經(jīng)濟性指標，綜合評價兩項指標并獲取匹配的指標參數(shù)，提高汽車動力傳動系的工作效率。常規(guī)理論中，汽車動力傳動系的動力性能指標越高，燃料經(jīng)濟性能指標也會越高，因為汽車傳動時需要消耗燃料，傳動需求量越大燃料消耗越高，所以兩項指標優(yōu)化匹配時容易出現(xiàn)矛盾問題，只能選擇最佳的匹配值，才能確保綜合評價指標的合理性。綜合評價指標中專門分析汽車原地起步狀態(tài)下，連續(xù)執(zhí)行換擋與加速，換擋加速的時間和多工況行駛中的燃料經(jīng)濟性指標實行加權(quán)值處理，把加權(quán)值當做綜合評價指標，就可以獲取最佳的綜合評價指標匹配值。
2汽車動力傳動系優(yōu)化設(shè)計的建模分析
數(shù)學(xué)建模是研究汽車動力傳動系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)建模中可以描述出汽車動力傳動系的特征，還可以模擬汽車發(fā)動機的特征。本文以汽車動力傳動系優(yōu)化設(shè)計中的鍵合圖模型為例，分析建模中的優(yōu)化設(shè)計。汽車動力傳動系是由發(fā)動機、變速器、離合器、驅(qū)動橋、車輪等裝置構(gòu)成的，分析不同裝置在汽車結(jié)構(gòu)中的傳動性能，采用鍵合圖理論分析，明確傳動系與汽車裝置的相互關(guān)系。鍵合圖建模中引入動力傳動系狀態(tài)方程的應(yīng)用，利用方程推導(dǎo)的方法，掌握傳動系的狀態(tài)變量，汽車傳動系的狀態(tài)變量會隨著時間發(fā)生改變，記錄汽車行駛過程中傳動系的狀態(tài)變量，采用一組狀態(tài)變量描述傳動系，分析汽車動力傳動系中慣性、容性等因素的影響，了解了汽車裝置與傳動系的關(guān)系后，才能根據(jù)汽車裝置的實際情況優(yōu)化設(shè)計動力傳動系。
3汽車動力傳動系優(yōu)化設(shè)計的模擬計算
汽車動力傳動系采用模擬計算的方法獲取優(yōu)化設(shè)計的變量數(shù)據(jù)，汽車動力傳動系中的總傳動比，是在發(fā)動機條件一定的情況下獲取的，總傳動比中包括汽車動力性、經(jīng)濟性和尾氣排放參數(shù)，模擬計算時保障總傳動比的優(yōu)化性，有利于提高傳動系的運行性能。汽車動力傳動系統(tǒng)模擬計算中設(shè)置了約束條件，根據(jù)汽車的動力性要求，選擇傳動時的約束條件，如：驅(qū)動力、擋動力等，約束條件中也要考慮汽車對傳動系的最高車速要求和最大爬坡度要求，設(shè)計出傳動系各擋位的速比比值，優(yōu)化傳動系的工作性能。汽車動力傳動系優(yōu)化設(shè)計中，需要模擬尾氣排放，汽車法規(guī)中明確規(guī)定了尾氣的排放標準，必須在模擬計算中獲取尾氣排放要求，確保汽車動力傳動系符合法律規(guī)定。汽車動力傳動系優(yōu)化計算模擬中，為了提高計算結(jié)果的準確性應(yīng)該借助計算機程序，確保計算的速率和效率，為汽車動力傳動系設(shè)計提供模擬的數(shù)值參考。
4結(jié)語
汽車動力傳動系的優(yōu)化設(shè)計中，采用建模分析與模擬計算的方法，完善傳動系在汽車動力裝置中的運行過程，保障汽車的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。汽車動力傳動系的優(yōu)化設(shè)計具有重要的作用，改善了汽車動力傳動的過程。
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作者:董中華 蘇子健 楊逸斐 單位:中北大學(xué)
