分析主减速比对车动力性与经济性的影响.docxVIP

分析主减速比对整车动力性与经济性的影响刘艳蕾（武汉理工大学，湖北武汉 430070）摘要：汽车动力性与燃油经济性是汽车最重要、最基本的性能，动力系统良好的匹配对于提高动力性、改善燃油经济性和降低排放污染物具有显著的效果。本文采用GT-DRIVE软件，对某微型车型车进行了动力性、燃油经济性的仿真分析，通过分析不同的案例，得到主减速比对燃油经济性、最大爬坡度、百公里加速时间有较大的影响。关键词：GT-DRIVE；主减速比；燃油经济性；最大爬坡度；百公里加速时间引言进入21世纪以来，能源和环境已成为世界各国关注的焦点。特别是近几年，石油价格持续上涨，目前石油价格已经突破145美元/桶，能源对人们的生产生活都产生了极大影响，世界各国都纷纷采取措施应对可能出现的能源危机。因此，提高汽车的运输生产率，降低汽车的燃油消耗是目前汽车工业急需解决的重要课题之一。所以作为一个汽车企业，能够设计制造出符合消费者意愿的汽车是开拓并占有市场的必要前提。因此，通过合理匹配汽车动力传动系统来提高汽车运输效率，降低燃油消耗具有较大的潜力。汽车的动力性和燃油经济性在很大程度上取决于发动机的性能和传动系形式及参数的选择，即取决于汽车动力传动系统合理匹配的程度。本文通过对动力性和燃油经济性的计算，分析主减速器传动比的大小对汽车的动力性和燃油经济性的影响。1 GT-DRIVE软件结构分析GT-DRIVE是由美国的Gamma Technologies公司开发的GT-SUITE系列软件的重要组成部分，它是研究汽车动力性、燃油经济性、排放性及制动性能的高级模拟分析软件，灵活的模块化理念使得GT-DRIVE可对任意结构形式的汽车传动系统进行建模和仿真。1.1 GT-DRIVE软件功能与特点GT-DRIVE是基于全面满足汽车开发全过程要求的思想而设计的，它主要应用于以下六个方面：1、车辆/发动机的性能匹配；2、循环工况模拟-燃油经济性和排放；3、发动机/传动控制系统仿真；4、发动机-变速箱-车辆动力性能；5、驱动系统的部件设计和配置；6、驱动系统的扭振、驾驶性能、制动性能、牵引能力；7、发动机台架实验。GT-DRIVE是基于面向对象技术编写的，其软件界面是GT-ISE（如图1）。从模型图的建立、运行，到数据的后处理，GT-DRIVE的操作都是在GT-ISE中进行，使用方法简便、高效。模型在建模时是以不同的状态出现的，为了方便管理，主要为三层结构：模板（Template）：这是模型的原始状态，出现在数据库中，没有具体参数。实体（Object）：有具体参数的模型，而且该模型用于管理一批类似结构的部件。部件（Part）：出现在建模区模型图上的模型，这是实际物理存在的模型，而不是概念。图1 GT-ISE操作界面利用模型生成器能方便的建立各种汽车模型，甚至各种新概念车的模型，如混合动力轿车、多发动机轿车等，并能进行快速仿真运算。GT-DRIVE程序代码还能计算纯运动学模型和运动学/动力学混合模型，如为了研究传动系的低频振动，使用了扭转弹性轴；计算可以是准静态算法，如发动机中的某一控制点，可以包含驾驶员和油门踏板位置的真实情况模拟；复杂的传动系模块也考虑的驾驶员个性特点；在发动机冷启动的驱动力特性模拟中使用了发动机的温度模块。1.2 GT-DRIVE的程序结构GT-DRIVE程序结构包括两个部分：计算部分和图形界面部分。(1)计算部分计算部分是程序的核心，包含所有算法的必要模块，通过中间文件和包含数据模块的文件传递数据，是一种严格由界面定义的标准设计。模块功能设置非常详细，并且根据需要现有模块能很容易的由用户定义的模块(假如没有使用附加控制参数)替代。考虑到不同的硬件平台，模块在系统中可以单独使用。数据结构与模块结构一致，结构体系包括：1)计算中心计算中心包括：计算管理器：该单元包含项目处理和控制计算任务要求的全部功能；数据管理器：提供计算中心和外部模块所需的信息；方程管理器：包括设置、分析和动态多体系统的解法的全部功能；信息处理器：控制单个模块的输入信息及设置不同的控制功能；2)外部模块不同的外部模块的数量和连接方式不同，如：机械模块(如发动机、变速器)、车辆基本控制模块(如变速器控制)、一般控制模块(如驾驶员、道路模型)、计算模块(如循环运行、全油门加速)等。(2)图形用户界面图形用户界面应用于下面的任务中：计算图标的控制、输入数据、模块的生成和数据的估算。图形用户界面分为：预处理、后处理、在线检测、数据检查。2 建立模型的主要模块分析以及参数设置2.1 分别介绍各模型的特性车辆传动系的仿真模型由以下几个模块组成：VehDriver、Vehiclebody、EngineState、Clutch、Transmission、GearConn、TireConn、Brake等。主要模块