4WD对汽车换挡规律.docVIP

四轮驱动换挡规律研究 郭立书 葛安林 张泰 吉林大学汽车学院 青岛建筑工程学院机电学院 摘要：从分析汽车轮胎与路面间产生的驱动力出发，建立了考虑滑转率等因素在内的汽车行驶方程，根据动态三参数换挡理论对各种工况换挡车速进行求解，得出了相应的四轮驱动换挡规律，并且对换挡规律加以实车验证。 关键词：滑转率, 换挡规律, 四轮驱动 Study of Four Wheel Drive Shift Strategy Guo lishu Ge anlin Zhang tai Jilin University Automobile College Qingdao Institute of Architecture and Engineering Abstract The automobile moving functions including slip ratio are established through analysis the attraction between tires and road, the speeds of any shift conditions are calculated by use of the dynamic three－parameter theory and get the four-wheel drive shift strategies, moreover, the shift strategies are tested correctly in the sample vehicle. Key words: slip ratio, shift strategy, four-wheel drive 0．前言 在泥泞、冰雪等低附着系数道路上行驶时，为了提高汽车的动力性和通过性，经常采用四轮驱动（4WD）。在研究机械自动变速器（AMT）换挡规律过程中，发现二轮驱动（2WD）和四轮驱动换挡规律存在明显差异。以往关于四轮驱动对换挡规律影响的研究报告几乎没有，因此，研究四轮驱动换挡规律非常有意义。本文首先从分析汽车轮胎与路面间产生的驱动力入手，建立考虑滑转率等因素在内的汽车行驶方程，然后根据动态三参数换挡理论对各种工况换挡车速进行求解，得出相应的换挡规律，最后对换挡规律加以实车验证。 1．汽车行驶驱动力分析 轮胎与路面间产生的驱动力用下式表示。 , （1） 式中：,——前、后轮驱动力 ,——前、后轮法向负荷 ——轮胎与路面间附着系数 、——前、后轮滑转率 通常，轮胎与路面间附着系数与滑转率的关系[1]如图1所示。 图1 附着系数与滑转率的关系 滑转率用下式表示。 ， （2） 式中： ——车轮有效半径 、——前、后轮转速 ——车速 作用于汽车前、后轮的法向负荷可以通过下式求得。 （3） 式中：——汽车总质量 ——重力加速度 ——汽车重心至后轴距离 ——道路坡度角 ——汽车重心高 ——空气阻力 ——风压中心高 ——车速 （4） 式中： ——汽车重心至前轴距离 若分动器为行星排机构，行星架为输入；齿圈输出到后轮；太阳轮输出到前轮，并且行星排结构参数为，汽车正常行驶时，则有如下关系成立： （5） 式中： ——主传动比 ——变速器速比 ——发动机转速 （6） 式中： ——前、后轮驱动力矩 ——前、后轮驱动力 (7) 式中： ——发动机净输出力矩 ——传动系效率 由式(6)和（7）可得： （8） （9） (10) (11) 若（最大附着系数），附着系数与滑转率的关系表示为 （12） 汽车前、后轮的滑转率分别为： ， （13） 因此，当汽车为四轮驱动时，前、后轮的驱动力和滑转率分别为式（8）、（9）和（13）。当汽车为前轮驱动时，此时相当，前、后轮的驱动力和滑转率分别为： （14） （15） （16） （17） 当汽车为后轮驱动时，此时相当是无穷大，前、后轮的驱动力和滑转率分别为：