【正文】 gi －變速器傳動比 oi －主減速器傳動比 r －車輪半徑， m 將 1gi ～ gVi 分別代入，得各檔驅(qū)動力值，見圖 。原則上按等比級數(shù)分配，可按下式確定， 公比，111? ??n kiq 最高檔為直接檔 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 40 211? ??n kiq 最高檔為超速檔 式中 n—— 變速器檔位數(shù) q 值一般為 實際上 換檔過程中由于外界阻力的影響，車速稍有下降，因此經(jīng)常是 54433221 ki kiki kiki kiki ki ??????????? ??????????????????? () 綜上所述，本車各檔傳動比數(shù)值如下 ?i ， ?i ， ?i ， ?i ， ?i ， 15?i 7. 汽車性能的評價指標(biāo) 發(fā)動機(jī)外 特性 發(fā)動機(jī)外特性一般指發(fā)動機(jī)外特性的轉(zhuǎn)矩曲線。理論和實踐皆證實：變速器檔位越多與發(fā)動機(jī)的匹配越佳。變速器采用超速檔的目的在于提高在良好路面上（如公路長途運(yùn)物）行駛時的平 均車速提高運(yùn)輸效率，而不是為獲得良好的加速性能，如某些柴油車與功率相同的汽油車相比，其發(fā)動機(jī)的特點是扭矩大而轉(zhuǎn)速低，若要使柴油車達(dá)到高車速，必須選擇較小的驅(qū)動橋主傳動比，但主傳動比小了。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 36 圖 變速器第二軸總成 6. 變速器檔位的設(shè)計與車輛的匹配 驅(qū)動橋主減速器傳動比 oi 的確定 選擇驅(qū)動橋主減速器傳動比 oi 時，首先可根據(jù)汽車的最高車速、發(fā)動機(jī)參數(shù)、車輪參數(shù)來確定。 7) 在圓柱端面上建立 3 個鎖銷（帶有錐角）以及 3個定位銷，鎖銷和定位銷以圓點為中心間隔圓周布置，每個相隔 ?60 。 3) 使用旋轉(zhuǎn)陣列， 按操作提示 以 X 軸為旋轉(zhuǎn)中心，對先前建立的 IIV檔齒輪及其接合齒輪的單齒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)陣列排列（各檔齒輪旋轉(zhuǎn)陣列個數(shù)即為該檔的齒輪齒數(shù)）。39。 2) 在各個圓柱體的端面進(jìn)行倒角（圖 ） 圖 變速器第二軸 第二軸各檔位齒輪的建 模 同先前建立的第一軸齒輪方法相同，可以建立出第二軸 IIV 檔齒輪，上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 32 齒輪的參數(shù)也可通過計算得出，計算出的齒輪參數(shù)匯總?cè)绫?。 9) 由于常嚙合齒輪是左旋的斜齒圓柱齒輪，所以必須在拉伸前建立一根基準(zhǔn)軸，該基準(zhǔn)軸應(yīng)偏于 X 軸左側(cè) 39。 4) 在 孔 的 端 面 上 進(jìn) 行? ? 的倒斜角，變速器第一軸模型的初步建 立如圖 。 3) 對完成的倒檔齒輪單齒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)陣列排列（左端 23 齒，右端 21 齒），已完成整個齒圈模型的建立。 6) 在端面處建立簡單孔 ，并進(jìn)行倒角。并規(guī)定：在制動踏板力不大于 100N 條件下，總制動距離不得大于規(guī)定值的 120％。為宜。本次大型客車設(shè)計最小離地間隙為220mm～ 370mm，接近角為 10176。由于目前節(jié)能和環(huán)境保護(hù)是汽車設(shè)計中的重大課題，各個國家對燃油消耗有嚴(yán)格規(guī)定。也有 0－ 100km/h、 0－ 80km/h的評價指標(biāo)。近十幾年來，隨著公路質(zhì)量的提高，汽車最高車速普遍有所提高。本車為后軸為雙胎的雙軸汽車，其前后軸的負(fù)荷分配應(yīng)大致占 33％和 67％。此參數(shù)對運(yùn)輸效率和運(yùn)輸成本有很大的影響。 本客車的軸距 L＝ 5700mm 圖 軸距圖 （ 2）前后輪距 1B 和 2B 輪距大些，對增大車廂寬度與提高車身橫向穩(wěn)定性有利。這樣的布置時常采用懸鏈?zhǔn)?，可保證拆、裝方便，并使汽車質(zhì)心位置降低。液壓制 動的主要特點是過度受熱后，部分制動液汽化，在管路中形成氣泡，嚴(yán)重影響液壓上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 16 傳輸，使制動效能降低，甚至完全失效，但它們廣泛用于轎車，輕型貨車上。齒輪齒條式的特點是結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低，因此考慮使用。所以在 本次設(shè)計中采用十字軸萬向傳動軸。它的缺點主要是必須有散熱器和水泵，同時必須考慮冷卻水的泄漏和必要的補(bǔ)充。而本車前后軸（滿載）為 6000/10500kg，故本車采用二軸。 （ 3） 充分考慮可靠性。所以該 MATLAB 版本在航天工業(yè)、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)工程等各行各業(yè)中都有極廣泛的應(yīng)用。這無疑會給使用者帶來極大的方便。這就避免了利用模擬程序優(yōu)化的盲目性，使優(yōu)化過程的目的性增強(qiáng)。 運(yùn)用計算機(jī)進(jìn)行機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計，對整個機(jī)械設(shè)計學(xué)科產(chǎn)生了十分深上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 7 刻的影響，使許多過去無法解決的關(guān)鍵性問題獲得了重大突破，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。汽車工業(yè)的新技術(shù)不斷引進(jìn)和采用，特別是汽車 CAD、 CAE、 CAM一體化的進(jìn)步，為我國汽車工業(yè)形成獨立自主開發(fā)能力創(chuàng)造了良好的條件，提高了工程技術(shù)人員的素質(zhì)和水平，其中汽車優(yōu)化設(shè)計理論和方法也得到了推廣和普及。換言之，最優(yōu)化技術(shù)研究和解決兩大類問題：如何將最優(yōu)化問題表示成數(shù)學(xué)模型；如何根據(jù)數(shù)學(xué)模型盡快地求出其最優(yōu)解。這些工作無疑是很重要的，但如果不將發(fā)動機(jī)和底盤視為一個整體進(jìn)行合理匹配，任何一個總成的性能改進(jìn)完全有可能由于與其它總成的匹配不當(dāng)而造成整體的性能未獲得應(yīng)有的改進(jìn)。而車輛及道路的管理部門為保證道路暢通，減少交通堵塞和交通事故，也要求驅(qū)車維持良好的動力性，并強(qiáng)制對其進(jìn)行定期檢測，以確保對營運(yùn)車輛動力性的要求得到實現(xiàn)，這種氛圍有利于在用汽車的動力性能維持在較好的水平上。上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 1 提供全套畢業(yè)論文，各專業(yè)都有 摘 要 本文首先對金龍客車的底盤的設(shè)計原則和要求進(jìn)行了分析。因此，汽車的擁有者與使用者都希望所擁有或使用的汽車具有良好的動力性，以便能多拉快跑 ，提高運(yùn)輸效率。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 5 在汽車研制工作中，由于專業(yè)分工過細(xì)，往往存在著這樣的情況，即發(fā)動機(jī)研制部門著重于改善發(fā)動機(jī)的工作過程，降低機(jī)械損失，以減少燃料消耗；底盤研制部門則著重提高傳動效率，降低運(yùn)行阻力 等。最優(yōu)化技術(shù)是研究和解決最優(yōu)化問題的一門學(xué)科，它研究和解決如何在一切可能的方案中尋求最優(yōu)化的方案。無論在機(jī)構(gòu)綜合、通用機(jī)械零 部件設(shè)計，還是在各種專業(yè)機(jī)械和工藝裝備的設(shè)計都由于采用了最優(yōu)化技術(shù)而取得了顯著成果。而有了計算機(jī)這一有效的計算工具，就使最優(yōu)化技術(shù)得以迅速發(fā)展。其優(yōu)化過程基本上是圍繞著汽車的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行的。該語言無需像 C和 Fortran 語言那樣，首先要求使用者去編寫源程序，然后對之進(jìn)行編譯、連接，最終形成可執(zhí)行文件。 圖 MATLAB 程序界面 本次優(yōu)化設(shè)計使用的 MATLAB軟件是最新的 MATLAB （圖 ），MATLAB 是一個高度集成的軟件系統(tǒng)，它集科學(xué)與工程計算、圖形可視化、圖像處理、多媒體處理于一身，并提供了實用的 Windows 圖形界面設(shè)計方法。 （ 2） 符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī) ； 貫徹“三化”要求。雙軸汽車前后軸總負(fù)荷一般不大于190KN，而三軸汽車前后軸總負(fù)荷不超過 320KN。 3. 主要總成結(jié)構(gòu)型式的選用和簡要說明 發(fā)動機(jī) 本車采用直列六缸增壓水冷式發(fā)動機(jī)，采用水冷式的好處：容易保持發(fā)動機(jī)在均勻的適當(dāng)溫度下，延長發(fā)動機(jī)壽命；由于潤滑油溫度低，不需要機(jī)油冷卻裝置；發(fā)動機(jī)緊湊適于車輛安裝，噪音 小，冷卻風(fēng)扇動力消耗小，車輛暖氣和除霜裝置簡單。 傳動軸 在發(fā)動機(jī)前置后輪或全輪驅(qū)動的汽車上，由于彈性懸架的變形，變速器或分動器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸的軸線相對位置經(jīng)常變化，所以普遍采用十字軸萬向傳動軸。 循環(huán)球式效率高，可達(dá) 80％，齒輪齒條式一般，而蝸桿滾輪式和蝸桿指銷式則很小。液壓系統(tǒng)有自我潤滑作用。 本車將備胎布置在車架前部。一般來說，裝載量越大，軸距也越長；而機(jī)動性要求高，軸距則應(yīng)取短些。 本車的外型尺寸如下： 長： 11490mm， 車身寬： 1690mm，保險杠寬： 1718mm，高： 3230mm 汽車質(zhì)量參數(shù)的確定 （ 1） .汽車的裝載質(zhì)量（簡稱裝載量）和載容 量： 汽車的裝載量 em 是根據(jù)行業(yè)產(chǎn)品規(guī)化的系列，考慮到汽車的用途和使用條件，以及工廠生產(chǎn)條件等因素而確定的。所以在總體設(shè)計時對軸荷分配有一定的要求：應(yīng)使輪胎磨損均勻，因此，希望滿載時每個輪胎負(fù)荷大致相等。（參考表 ） （ 2）最高車速 maxaV maxaV 主要根據(jù)汽車用途、公路條件及有無安全措施和發(fā)動機(jī)功率大小來確定。客車由 0－ 70km/h的時間為 33－ 65s。這個數(shù)值越大，汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性就越好。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 22 在總體設(shè)計中確定通過性參數(shù)有以下幾項：最小離地間隙 minh ，接近角 1? ，離去角 2? 和縱向通過半徑 1? ?！?3176。此次設(shè)計由于總質(zhì)量大于 ，因此制動初車速在 30km/h時，總制動距離 tS 小于 10m，并且制動初車速在 50km/h 時，制動減速度 j 大于 。 4) 在圓柱體的中心面上基準(zhǔn)面上建一草圖，內(nèi)建一矩形，尺寸如圖 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 24 圖 倒檔軸卡槽草圖的建立 5) 在草圖上建立矩形后，選擇 Extruded Body， 按操作提示拾取圖 中閉合矩形 進(jìn)行前后，前后拉伸量可選擇 30mm進(jìn)行拉伸。 根據(jù)上述齒輪的參數(shù)可以建立出如圖 圖 倒檔齒輪單齒的建立 2) 對先前建立的齒輪齒形的草圖進(jìn)行拉伸，選擇 Extruded Body 命令，按操作提示拾取圖 中閉合的齒輪齒形 進(jìn)行拉伸，左端向右拉伸23mm，右端向左拉伸 24mm。 3) 在所建立模型的一端建立一個直徑為 36mm，深度為 50mm的簡單孔。 8) 使用旋轉(zhuǎn)陣列， 按操作提示 以 X 軸為旋轉(zhuǎn)中心，對先前完成的接合齒直齒圓柱齒輪單齒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)陣列排列（ 26齒）。 圖 變速器第一軸總成 變速器第二軸的建模 第二軸的建模 1) 進(jìn)入 UG 界面后，以 x 軸為長度方向，依次建立圓柱體。56124? 39。56124? （螺旋角），可以按照該基準(zhǔn)軸的方向進(jìn)行拉伸。 6) 使用旋轉(zhuǎn)陣列， 按操作提示 以 X 軸為旋轉(zhuǎn)中心，對先前建立單齒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)陣列排列（ 26 齒），完成后運(yùn)用布爾減操作形成內(nèi)齒輪（圖 ）。完成后的第二軸總成的建模如圖 。但目前速比小于 l 的超速檔變速器日益增多。 變速器檔位數(shù)和各檔位傳動比的確定 變速器的檔位數(shù)取決于車輛動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的要求和換檔的方便性、傳動系的類型以及變速器總成系列化和通用化要求。 變速器各檔速比的確定應(yīng)考慮加速性能好、換檔方便、相鄰檔位牽引力變化平滑及易于改變速比成多種產(chǎn)品等問題。從獲得盡可能高的平均行駛速度的觀點出發(fā)，汽車的動力性主要可由三方面的指標(biāo)來評定，即：汽車的最高車速、汽車的加速時間、汽車能爬上的最大坡度。 maxaV 最高車速是指在水平良好的路面（混凝土或瀝青）上汽車能達(dá)到的最高車速。顯然，最大爬坡度是指Ｉ檔最大爬坡度。 等速百公里燃油消耗量與循環(huán)行駛試驗工況燃油消耗量是兩種普遍得到國際公認(rèn)的評價指標(biāo)。減速時間（ s）為 daadtduuut32 ?? ????????????????????? （ ） 式中，ddtdu 為減速度（ 2/sm ）； 2au 、 3au 為起始及減速終了的車速（ km/h） 減速過程燃油消耗量（ ml）為 idaaid Qdtduuut32 ???? ?????????????????? （ ） 式中， iQ 為怠速燃油消耗率（ ml/s）。 2) 經(jīng)濟(jì)性能發(fā)揮程度的評價指標(biāo) —— 有效效率利用率 有效效率利用率為發(fā)動機(jī)常用工況平均有效效率與經(jīng)濟(jì)區(qū)有效效率的比值。由于 0i 增大，汽車后備功率雖增大了，但在等速行駛時，發(fā)動機(jī)負(fù)荷率卻降低，一般發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率在９０％左右時經(jīng)濟(jì)性最佳，隨著負(fù)荷率的減少，燃料消耗率逐漸增加。因此，為滿足汽車的最大爬坡要求，汽車的最大牽引力應(yīng)為： ??? s inco s01m a x GGfr iiM Tge ?? ??????????????? （ ） 式中 maxeM —— 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（ mN? ）； 1gi —— 變速器Ｉ檔傳動比； 0i —— 驅(qū)動橋主減速器傳動比； T? —— 傳動系效率； ｒ —— 車輪滾動半徑（ｍ）； ? —— 道路坡道角； Ｇ —— 汽車總重（Ｎ）； ｆ —— 滾動阻力系數(shù)。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SJ 汽車 的動力性仿真分析 54 eP 為發(fā)動機(jī)凈功率 kW ， eP 可以按照以下公式計算 )(1 wfTe