34智能算法.doc

硕士论文开题报告 论文名称：混合动力车动力分配器优化方法研究 姓 名：田磊 学 号：2010414057 专 业：机械工程 所属院系：机械科学与工程学院 学院指导老师： 李风  目录 一． 选题依据 1 1.1课题背景： 1 1.2国内外研究现状： 2 1.3选题意义： 4 二．研究内容： 4 三．论文拟采用的研究路线 5 3.1研究步骤： 5 3.2 ADVISOR简介 5 3.3代理模型技术 6 3.4智能算法 6 3.4.1遗传算法 6 3.4.1粒子群算法 7 3.4.1蚁群算法 7 四．预期成果： 7 五．工作计划 7 参考文献 8  选题依据 1.1课题背景： 在科技高速发展的现今社会，汽车已经成为人们日常生活中不可或缺的元素之一。作为交通运输工具，它使人们的工作效率大幅提高，生活节奏显著加快。但是，汽车的快速普及，加剧了能源的消耗，石油资源消耗巨大，同时汽车尾气排放也给环境造成了严重危害。因此，节能与环保成为当前汽车研究与发展的两大重要课题。各大汽车厂商先后推出多种汽车节能与环保技术，如：汽油机缸内直喷技术及稀薄、分层燃烧技术柴油机高压喷射技术柴油机多次喷射技术可变气门正时技术废气涡轮增压技术可变气缸技术发挥了内燃发动机和电动机的特点，是从传统汽车到纯电动汽车过渡的最佳解决方案。混联式混合动力汽车结合了串联式和并联式的优点，最能充分发挥发动机和电动机的各自的优势，实现整体效率最优。动力耦合装置是混联式混合动力汽车的核心部件开发高效、可靠的动力耦合装置是发展混联式混合动力汽车的关键一环。丰田混合动力系统(Toyota Hybrid System，THS)Prius是当前混合动力轿车的领跑者。Prius采用的是混联式动力系统，其特点是根据行驶条件不同，以纯电机驱动或者发动机和电机共同驱动，结合了串联式和并联混合动力的优点，动力性强、燃油经济性高、排放污染低。 丰田混合动力系统包括：内燃发动机、电动机、发电机、动力耦合装置和动力控制单元。其中，动力耦合装置用于连接发动机、发电机和电，并根据车辆行驶中的功率需求，在三个动力源之间协调动力，实现发动机在最优点工作的同时，一部分动力和电动机一起驱动车辆，另一部分用于驱动发电机为动力电池充电。动力耦合装置不但机械结构复杂，而且直接影响到动力系统的控制策略和整车的动力性、经济性以及制动的效果，是混联式混合动力汽车的关键部件。THS的动力耦合装置是一种行星齿轮机构发动机与行星架相连，发电机与太阳轮相连，电动机与齿圈相连，并且通过减速齿轮与驱动桥相连，以驱动车轮。这种行星齿轮机构可以通过调节发电机转速，使发动机一直处于最佳燃油效率区，同时可以调节各动力源转速来改变输出到驱动桥上的转速，从而实现电控无级变速（ECVT）功能, 1997 年Toyota 公司申请专利的Prius 汽车成为了成功的典范, 其THS( Toyota hybrid system) 系统中的动力耦合装置PSD( Power split device) 正是Prius 汽车发挥节能与降低排放的核心装置, 因而也成为了其他国家混合动力汽车动力耦合方面产品化的专利限制。 为了突破其专利的限制与束缚, 本课题组通过对传统对称式锥齿轮差速器的结构和工作原理与其进行对比研究, 提出了通过对传统对称式锥齿轮差速器进行重新设计成为新型动力耦合系统DHS ( Differential hybrid system) 的可行性研究, 为混联式混合动力汽车DHS 动力耦合装置的研发提供了理论依据。但是在将传统差速器作为动力耦合装置的实验过程中发现，由于设计理念的改变，使传统差速器在结构上并不能完全适用于混合动力汽车的动力耦合装置所处工况。例如差速器行星锥齿轮转速过高造成的磨损与噪声等现象。针对此问题我们提出了在行星锥齿轮与齿轮轴间增加带保持架的滚针轴承，并进行了理论分析与台架试验，效果令人满意。尽管如此，传统差速器中的行星齿轮、半轴齿轮经过长年的改进与优化已经适应了差速器工况。如果将其不加修改地引入混合动力车分配器中势必引起疲劳破坏等诸多问题。因此，对这种新型动力耦合装置的进一步改进势在必行。 二．研究内容： 本文主要内容是在课题组前期研究成果的基础上，对差速耦合装置做进一步的结构改进与分析，并在此过程中发现与解决问题。 将传统差速器应用于混合动力汽车的动力耦合装置，首先要对差速器的结构、原理进行深入了解。另外，要对传统差速器结构进行必要的改动和重新设计,还需要对其原有的设计、制造、装配等过程进行系统的学习。由于初步试验的差速行星轮系来自于差速器中的锥齿轮，因此要将其应用于动力分配器中需根据现有工况对锥齿轮的结构进行必要的优化。本论文将要研究的内容就是动力分配差速行星轮系的结构尺寸优化。 三．论文拟采用的研