【正文】 輪均為斜齒圓 柱齒輪，所以必須在拉伸前建立一根基準軸，該基準軸應偏于 X軸左側(cè) 39。 3) 以 X 軸為圓心，建立一個直徑 （打穿即可）。在完成這些步驟以后也就完 成了慣性鎖銷式同步器的建模（圖 ）。 1gi 需滿足汽車的附著條件 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 38 為了滿足汽車的附著條件，也即驅(qū)動輪不致滑轉(zhuǎn)， 1 /( )g Z tq o Ti F r T i ???? ? ?????????????????? () 式中， ZF? －驅(qū)動輪法向反作用力， N ?－附著系數(shù) T? －傳動系機械效率 本車， ZF? ＝ 9290 ＝ 91042N 低壓胎在干燥的良好路面 ?可取 ～ 。以某型號的超速檔變速器與柴油車匹配，有 明顯的節(jié)油效果，節(jié)油率最高可達 10 ％左右。不過檔位數(shù)過多會使變速器的結(jié)構(gòu)復雜，操縱困難。 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 41 圖 發(fā)動機外特性曲線 汽車動力性能的評價指標 汽車的動力性是指汽車在良好路面上直線行駛時由汽車受到的縱向外力決定的、所能達到的平均行駛速度。（見圖 ），并以此圖來確定汽車的動力性。原地起步加速時間是指汽車由低檔起步并以最大加速度逐步換至高檔后到達某一預定距離或車速所需的時間；超車加速時間指用最高檔或次高檔由某一較低車速全力加速至某一高速所需的時間。? 。 整個等速過程行經(jīng) s（ m）行程的燃油消耗量（ ml）為 guPbsQ a?102? 折算成等速百公里燃油消耗量（ L/100km）為 guPbQ as ???????????????????????? （ ） 等加速行駛工況燃油消耗量的計算 在汽車加速行駛時，發(fā)動機還要提供為克服加速阻力所 消耗的功率。所以現(xiàn)今國際上普遍使用以下三個指標作為汽車動力性燃料經(jīng)濟性的綜合評價體系和指標。 8. 傳動系參數(shù)的優(yōu)化設計 驅(qū)動橋傳動比的影響 驅(qū)動橋傳動比的大小對汽車的動力性與燃料經(jīng)濟性都有影響。另一方面變速器最大傳動比小，在一定的變速器檔數(shù)條件下，可以使變速器傳上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 51 動比檔與檔之間的范圍縮小。 目標函數(shù)的建立 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 53 汽車各參數(shù)值的匯總 （見 表 ） 該款載貨汽車汽油發(fā)動機使用外特性的 qT — n曲線的擬 合公式為 2 3 41 9 . 3 1 3 2 9 5 . 2 7 ( ) 1 6 5 . 4 4 ( ) 4 0 8 7 4 ( ) 3 . 8 4 4 5 ( )1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0q n n n nT ? ? ? ? ? ?. 另外根據(jù)該型號載貨汽車的使用說明書，查得變速器傳動比的原始數(shù)據(jù)為 ?i ， ?i ， ?i ， ?i ， ?i ， 15?i ，轉(zhuǎn)化為本次優(yōu)化的初始值 2 7 2 ????? iiX ????? iiX ????? iiX 7 4 8 ????? iiX ????? iiX 目標函數(shù)的建立 根據(jù)我國對貨運汽車燃料消耗量的實驗方法的要求，查得國標JB335283 規(guī)定的六循環(huán)工況的參數(shù)表格（表 ）。即選定驅(qū)上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 52 動橋與變速器的傳動比為設計變量，分別設為 1X ， 2X ， 3X ， 4X ， 5X 。 變速器的影響 變速器傳動比的確定，影響著汽車的動力性，但從汽車的燃料經(jīng)濟性考慮，則希望變速器的最大傳動比盡量小。汽車的能量利用率是一個新的概念，它統(tǒng)一了兩個相互制約的概念：燃料經(jīng)濟性和生產(chǎn)率。 目前，在進行動力傳動系統(tǒng)優(yōu)化匹配時，一般應用多工況燃料經(jīng)濟性或汽車原地起步連續(xù)換檔加速時間與多工況燃料經(jīng)濟性的加權值作為綜合評價指標，而這些指標實際上是汽車基本性能指標，并不能定量反映汽車動力傳動系統(tǒng)的匹配完善程度，也不能提示動力傳動系統(tǒng)改善 的潛力和途徑。為了便于計算，按照轉(zhuǎn)速 n和車速 au 的轉(zhuǎn)換關系在橫坐標上畫出汽車 的行駛車速比例尺（最高檔）。2039。 由作圖法可知本車的最高車速： maxaV ＝ 90km/h 圖 汽車驅(qū)動力 行駛阻力平衡圖 加速時間的計算 汽車的加速時間表示汽車的加速能力，它對平均行駛車速有著很大影響，特別是轎車，對加速時間更為重視。 2 / 2 1 . 1 5f D aF F m g f C A V?? ? ???????????????? () 式中， m －汽車總質(zhì)量， kg g －重力加速度， 2/ms f －滾動阻力系數(shù) DC －空氣阻力系 數(shù) A －迎風面積， 2m aV －車速， km/h 將數(shù)值代入，得到各值，見圖 。 該款汽車發(fā)動機使用外特性的 qT — n曲線的擬合公式為 2 3 41 9 . 3 1 3 2 9 5 . 2 7 ( ) 1 6 5 . 4 4 ( ) 4 0 8 7 4 ( ) 3 . 8 4 4 5 ( )1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0q n n n nT ? ? ? ? ? ?.? () 式中， n－發(fā)動機轉(zhuǎn)速， r/min 本車 minn 選取 500r/min， maxn 選取 3000r/min。因此，目前變速器向著多檔化的趨勢發(fā)展，例如，吉普車早在 20年前就由三檔變速器置換成四檔變速器。在這樣的情況下可設置超速檔來解決上述矛盾。 m a x m a x m a x( c o s s i n ) / ( )g tq o Ti m g f r T i? ? ??? ???????????? () 式中， max? －汽車的最大坡度角（176。 圖 慣性鎖銷式同步器的建模過程圖 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 35 8) 在定位銷和鎖銷的兩側(cè)建立兩個圓柱面 9) 在 3 個鎖銷所在的位置打簡單孔（兩側(cè)總共 6個孔）。 圖 左圖為變速器第二軸 I 檔齒輪 右圖為變速器第二軸 II檔齒輪 圖 左圖為變速器第二軸 III 檔齒輪 右圖為變速器第二軸 IV 檔齒輪 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 34 慣性鎖銷式同步器的建模 1) 進入 UG 界面后，以 x軸為長度方向，依次建立圓柱體。56124? 螺旋角方向 左旋 左旋 左旋 端面模數(shù) )(tm 齒數(shù) )(z 44 39 31 25 分度圓直徑 )(d 齒頂圓直徑 )(ad 齒根圓 直徑 )(fd 齒厚 )(s 1) 根據(jù)上述參數(shù)可以建立出各檔位齒輪單個齒形的草圖。39。39。 表 第一軸齒輪各部分尺寸匯總表 第一軸常嚙合齒輪 結(jié)合齒齒輪 法向模數(shù) )( nm 螺旋角 )(? 39。完成后的效果圖如圖 所示。 圖 倒檔軸完成圖 倒檔齒輪的建模 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 25 1) 進入 UG 界面后，以 x軸為長度方向，依次建立 3個圓柱體。 目前，各類汽車為提高舒適性，裝有空調(diào)設備。以內(nèi)較好，最大不允許超過 7176。離去角為 6176。一般總質(zhì)量大于 12t 的大型客車柴油機百公里油耗為 ～ 1(100 )L t km? 。對超車加速能力，在國外也有一些規(guī)定。（參考表 選取） （ 3）汽車比功率和比扭矩： 汽車的比功率為發(fā)動機最大功率與汽車總質(zhì)量的比值，是評價汽車動力性能的綜合指標。因為本車為 4 2，后輪驅(qū)動的汽車，為使后 輪上有足夠的附著力后軸負荷不宜太小。整車整備質(zhì)量是一個重要的設計指標，確定這個指標時即要考慮到 當前有減少此值的發(fā)展趨勢，又要顧及國內(nèi)目前公路、材質(zhì)及工藝的水平，即選取時既要考慮先進性，又是切實可行的。 本客車前輪距 1B ＝ 2046mm 2B ＝ 1800mm （ 3） .外廓尺寸的確定 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 18 各國對公路運輸車輛的外廓尺寸均有法規(guī)限制。 4. 汽車主要尺寸和參數(shù)的選擇 汽車主要尺寸的確定 汽車的主要尺寸是指其軸距、輪距和外廓尺寸等。它們最大特點是結(jié)構(gòu)簡單，可與傳統(tǒng)的單缸式，鼓式制動器配合使用，成本較低。 制動機構(gòu) 本車的制動器型式為：前制動器采用雙領蹄式，后制動器采用領從蹄式。 非斷開式驅(qū)動橋的橋殼是一根支承在左右驅(qū)動車輪上的剛 性空心梁，主減速器、差速器和半軸等所有傳動件都裝在其中。膜片彈簧是一種由彈簧鋼制作的具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，主要由碟簧部分和分離指部分組成。本車總質(zhì)量為 16500kg（滿載），主要用于城市道路良好狀況，故本車采用 4 2 驅(qū)動方式。該底盤在總成選用、零件設計和結(jié)構(gòu)處理等方面 ,都必須保證可靠性要求。本次畢業(yè)設計的大型客車采用直列六缸增壓水冷D6114EQ 發(fā)動機，同時采用 KL6110HF2客車底盤。 早期的 MATLAB 只能做矩陣運算；繪圖也只能用極其原始的方法，即用星號描點的形式 畫圖；內(nèi)部函數(shù)也只提供了幾十個。機械優(yōu)化設計作為一種新興的技術，盡管目前還不很完善，有許多問題有待進一步研究探索，但可以預期，隨著現(xiàn)代技術的迅速發(fā) 展，最優(yōu)化技術將在汽車行業(yè)中獲得更廣泛更有效的應用與發(fā)上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 8 展。 傳動系統(tǒng)是汽車的重要部分，優(yōu)化技術在這方面也得到廣泛的應用。隨著工程與技術的復雜化、大型化與精度化，新材料、新工藝、新技術的不斷出現(xiàn)，機械產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期也日益縮短。第二次世界大戰(zhàn)中，由于軍事上的需要產(chǎn)生了運籌學，提出了大量不能用上述古典方法解決的最優(yōu)化問題，從而產(chǎn)生了如線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃等新的方法。因此，通過合理匹配汽車動力傳動系統(tǒng)來提高汽車動力性，同時降低燃料消耗，從而提高汽車運輸效率，是一個值得進一步研究的課題。 據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計，在世界石油消耗重，空運占 12%，海運占 7%，鐵路與內(nèi)河占 6%，而汽車的燃油消耗占到了 75%。 隨后由于缺乏必要的優(yōu)化數(shù)據(jù)，遂 以一款載貨汽車為代替實例， 通過分析以該車的 等加速行駛工況，等速行駛工況，等減速行駛這三種混合工況下的六循環(huán)工況的汽車百公里燃油消耗量為目標函數(shù) , 以汽車的動力性為約束條件，應用 MATLAB軟件中的優(yōu)化工具箱 , 對變速器中的各檔齒輪傳動比及驅(qū)動橋 主減速器傳動比進行優(yōu)化改進。(2)confirm the master capability。在此類的國際大環(huán)境下，我國的現(xiàn)狀卻不容樂觀。因此優(yōu)化設計是現(xiàn)代設計理論和方法的一個重要領域，它已廣泛應用于各個工業(yè)部門。 我國開始從事這方面的研究與應用比較晚。由于最優(yōu)化技術是要在一切可能的方案中尋求最優(yōu)化的方案，往往需要進行大量的計算。 2) 利用優(yōu)化設計的理論，對傳動系參數(shù) 進行優(yōu)化，達到保證汽車動力性的前提下，燃料經(jīng)濟性最小的目的。 1980 年前后，時任新墨西哥大學計算機系主任的 Moler教授在講授線性代數(shù)課程時，發(fā)現(xiàn)用其他高級語言編程極為不便，便構(gòu)思并開發(fā)了 MATLAB，這一軟件利用了他研制的、在國際上頗有影響的 EISPACK（基于特征值計算的軟件包）和 LINPACK（線性代數(shù)軟件包）兩個軟 件包中可靠的子程序，用 Fortran語言編寫了集命令翻譯、科學計算于一身的一套交互式軟件系統(tǒng)。MATLAB語言的功能也越來越強大，不斷適應新的要求提出新的解決方法。各總成部件的布置必須優(yōu)先考慮整車的通過性、操縱穩(wěn)定性、平順性等。 汽車的軸數(shù)和驅(qū)動型式 ：該車的軸數(shù)是根據(jù)車輛的用途、總質(zhì)量、使用條件、公路車輛法規(guī)和輪胎負荷能力而確定。 （ 1） 發(fā)動機前置后橋驅(qū)動 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 12 圖 發(fā)動機布置圖 （ 2） 發(fā)動機中置后橋驅(qū)動 圖 發(fā)動機布置圖 （ 3） 發(fā)動機后置后橋驅(qū)動 圖 發(fā)動機布置圖 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 13 本車采用的是第三種驅(qū)動方式，這種布置方式與其他兩種布置方式相比較的優(yōu)點是：能較好的隔絕發(fā)動機的氣味和熱量，該車中、前部基本不受發(fā)動機工作噪聲和振動的影響；檢修發(fā)動機方便；軸荷分配合理；同時由于后橋簧上質(zhì)量與簧下質(zhì)量之比增大，可改善車廂后部的乘坐舒適性；當發(fā)動機橫置時，車廂面積利用較好，并且布置座椅受發(fā)動機影響較少；作為城市間客車使用時 ，能夠在地板下方和汽車