【文章內容簡介】 價，同時也確定最佳s值。 （37）式中 為總體的均值。 變速器換擋規(guī)律模型 汽車換擋規(guī)律的處理機械變速器是否需要換擋，取決于駕駛員對汽車行駛條件以及對發(fā)動機轉速和負荷的判斷。在行駛中，首先駕駛員應嚴格遵守道路環(huán)境對速度的限制；其次在未達到對速度的限制時，可以充分發(fā)揮汽車的動力性；在滿足上述兩條件時，應考慮汽車的燃油經(jīng)濟性，盡量利用高擋行駛。一般來說，確定換擋規(guī)律時應滿足兩個條件： （1）選擇最佳的擋位及換擋時機，使汽車具有良好的動力性和燃油經(jīng)濟性。 （2）在一般道路條件下，要盡量減少換擋次數(shù)，使換擋穩(wěn)定可靠，并盡量減少在某些道路條件下相鄰兩擋間不斷循環(huán)換擋的現(xiàn)象。 最佳動力性換擋規(guī)律最佳動力性換擋規(guī)律應用于動力性模擬計算中，它認為汽車盡可能在較低擋位行駛?，F(xiàn)在關鍵問題是是換擋點的選擇，目前有兩種判斷法：一種是以同一車速下各擋加速度的大小作為換擋依據(jù)；另一種是以同一車速下各擋動力的大小作為換擋依據(jù)。在模擬計算中，對駕駛員換擋規(guī)律規(guī)定：(1)當發(fā)動機轉速低于其最小穩(wěn)定轉速時，由高擋換入低擋。(2)當發(fā)動機轉速高于其最大轉速時，由低擋換入高擋。(3)當發(fā)動機轉速介于其最大和最小轉速之間時，若高擋加速度大于低擋加速度時，應由低擋換入高擋。 最佳經(jīng)濟性換擋規(guī)律 最佳經(jīng)濟性的換擋規(guī)律應用于燃油經(jīng)濟性模擬計算中。目前也有兩種判斷法，一種是在汽車加速度大于零情況下，盡可能采用高擋行駛；另一種是以發(fā)動機燃油消耗率作為換擋依據(jù)，保證汽車總是以使發(fā)動機的燃油消耗率最小的擋位行駛。 在模擬計算中，對駕駛員換擋規(guī)律規(guī)定：(1)當發(fā)動機轉速低于其最小穩(wěn)定轉速時，由高擋換入低擋。(2)當發(fā)動機轉速高于其最大轉速時，由低擋換入高擋。(3)當發(fā)動機轉速介于其最大和最小轉速之間時，若高擋加速度大于零時，應由低擋換入高擋。(4)當行駛阻力大于驅動力時，若發(fā)動機轉速高于發(fā)動機最大轉矩所對應的轉速時，則不換擋，反之應換入低擋。4 汽車傳動系參數(shù)的匹配 動力性參數(shù)計算整車的性能計算是最終確定汽車動力傳動系匹配評價體系的基礎，由于我們在第二章中詳細討論了發(fā)動機數(shù)學模型的建立方法，以此本節(jié)的重點放在動力性及經(jīng)濟性的仿真計算。 汽車動力性模擬計算設變速器置于第k擋；，發(fā)動機轉速； （41）2. 根據(jù)發(fā)動機使用外特性模型，計算發(fā)動機輸出轉矩； （42）3. 計算汽車空氣阻力； （43）4. 計算汽車驅動力； （44）5. 則第k擋、速度時，則最大動力因數(shù)為： （45） 各檔最大爬坡度的計算設各檔的最大爬坡角為，則有： （46）然后再根據(jù)換算成最大爬坡度。式中： 。 最高車速的計算汽車最高車速是指在良好水平路面上汽車所能達到的最高速度，根據(jù)汽車驅動力行駛阻力平衡圖，發(fā)動機驅動力(直接檔或最高檔)與汽車行駛阻力曲線相交點處的車速，便是汽車最高車速。若無交點，則發(fā)動機最高轉速對應的車速則為最高車速。變速箱置于k檔。設發(fā)動機最大功率點對應的車速為初選最高車速，并計算發(fā)動機最高車速對應的最高車速。 （47） （48）計算此時汽車的行駛阻力． （49） (410）其中計算此時驅動力 (411)其中為變速器傳動比；為主減速器傳動比；r為車輪半徑；為傳動效率 計算此時驅動力與行駛阻力的差值D： (412)如果D小于預先給定的值，則可認為此時車速為最高車速，而如果D的絕對值大于，則需要根據(jù)正負號對v進行一定的步長的加減進行循環(huán)計算，并最終取得滿意的結果，值得注意的是最終結果需要與進行比較，若，則最高車速應為。汽車的加速性能可用它在水平良好路面上行駛時能產(chǎn)生的加速度來評價。由汽車的行駛可以得到： (413)而由運動學可知，汽車從加速到時所需的時間為： (414)此時加速時間可通過計算機用圖解計分法求出。式中：是旋轉質量換算系數(shù)。 等速行駛工況燃油消耗量計算根據(jù)等速行駛車速及阻力率P，在萬有特性圖上可確定相應的燃油消耗率b，從而計算出以該車速等速行駛時單位時間內的燃油消耗量(mL/s)為 (415)式中，b為燃油消耗率 [g/(kwh)]；g為重力加速度，,。整個等速過程行經(jīng)s（m）行程的燃油消耗量（mL）為： (416)折合成等速百公里燃油消耗量（L/100km）為： (417) 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．若加速度為則發(fā)動機提供的功率P(kW)應為 (418)下面計算由以等加速度加速行駛至的燃油消耗量，把加速過程分離成若干區(qū)間，例如按加速度每增加1km/h為一個小區(qū)間，每個區(qū)間的消耗量可根據(jù)其平均的單位時間燃油消耗量與行駛時間之積來求得。各區(qū)間起始或終了車速所對應時刻的單位時間燃油消耗量，可根據(jù)相應的發(fā)動機發(fā)出的功率與燃油消耗率求得 (419)而汽車行駛速度每增加1km/h所需時間(s)為 (420)從行駛初速加速至所需燃油量（ml）為 (421)式中，為行駛初速時，即時刻的單位時間燃油消耗量（mL/s）；為車速為時，即時刻的單位時間燃油消耗量（mL/s）。由車速再增加1km/h所需的燃油量（mL）為 (422)式中，為車速為時，即時刻的單位時間燃油消耗量（mL/s）。依次，每個區(qū)間的燃油消耗量為 (423) (424)整個加速過程的燃油消耗量為 (425)或為： (426) 加速區(qū)間內汽車行駛的距離（m）為 (427) 等減速行駛工況燃油消耗量的計算減速行駛時，油門松開并進行輕微制動，發(fā)動機處于強制怠速狀態(tài)，其油耗量為正常怠速油耗。所以，減速工況燃油消耗量等于減速行駛時間與怠速油耗的乘積．減速時間(s)為 (428)式中：，為起始及減速終了的車速；為減速度；則減速過程燃油消耗量（mL）為 (429)式中：為怠速燃油消耗率（mL/s）。 怠速停車時的燃油消耗量若怠速停車時間，則燃油消耗量（mL）為： (430) 整個循環(huán)工況的百公里燃油消耗量對于由等速，等加速，等減速，怠速停車的行駛工況組成的循環(huán)，如我國貨車六工況法，其整個試驗循環(huán)的百公里燃油消耗量(L／100km)為 (431)輸入汽車參數(shù)輸入工況參數(shù)工況是否滿足下一工況開始下一工況檔位選擇狀況判斷計算不同工況油耗完成 燃油經(jīng)濟性指標計算程序流程圖開始輸入原始數(shù)據(jù)輸入傳動系參數(shù)的組合確定設計指標約束調入子程序計算結果是否滿意輸出結果結束 傳動系參數(shù)匹配程序流程圖 貨車傳動系匹配的數(shù)學模型快速匹配的目的是找出最佳匹配，首先要根據(jù)國家標準和地方行業(yè)標準對功率和比功率的要求，確定符合強度要求的變速箱和后橋以及符合國家標準規(guī)格的車輪。然后再進行匹配分析。匹配過程首先需要確定匹配指標以及整車設計的動力性和經(jīng)濟性指標，然后根據(jù)各種傳動系的組合計算并得到綜合匹配指標比較好，而且要求符合整車設計要求的傳動系組合，供設計人員根據(jù)實際情況做出具體的選擇。確定傳動系匹配指標 (432)式中： 貨車3080km/h的最高檔或直接檔加速時間。 基于實際運行工況的綜合油耗。 ，汽車動力性燃油經(jīng)濟性的加權系數(shù)。本章討論貨車傳動系參數(shù)快速匹配的原理和方法，首先我們詳細的分析了汽車動力性和燃油經(jīng)濟性指標的計算方法，以及如何在計算中進行模擬仿真計算，然后提出了基于實際運行工況的貨車傳動系匹配的綜合指標以及傳動系匹配的數(shù)學模型，完成了程序流程圖的開發(fā)。通過以上內容，設計人員就可以在汽車的總體設計中，快速而且準確的找出符合整車性能設計要求的傳動系組合，提高了工作效率。5 貨車動力傳動系參數(shù)優(yōu)化設計汽車動力傳動系統(tǒng)與汽車使用工況匹配的好壞直接關系到汽車動力性能的發(fā)揮和燃油經(jīng)濟性的好壞。汽車燃油經(jīng)濟性是汽車最重要的性能之一，要想使汽車燃油經(jīng)濟性最好，首先要求發(fā)動機燃油消耗量最小，同時還要求在實際行駛時，汽車發(fā)動機總是處于在燃油消耗率較小的經(jīng)濟區(qū)域內工作。要做到這一點，主要是依靠發(fā)動機與傳動系的合理匹配。目前，在實際應用中求解優(yōu)化問題的算法很多，下面簡單介紹幾類。（1）單純形法單純形法是利用比較簡單幾何圖形各頂點的目標函數(shù)值，在連續(xù)改變幾何圖形的過程中，逐步以目標函數(shù)值較小的頂點取代目標函數(shù)值最大的頂點，而求優(yōu)點的方法，屬于直接法。（2）罰函數(shù)法 罰函數(shù)法對應于在拉格朗日法中取乘子 （51） 待優(yōu)化的函數(shù)為 （52）它只取決于優(yōu)化函數(shù)x，而不再與有關。通過變分即得極小值的必要條件 （53）由于為獨立變分，因而 （54）（3）拉格朗日法 這是處理帶有約束條件的優(yōu)化方法最常用的方法之一。對于帶有不等式約束的優(yōu)化問題 （55）可引用如下的拉格朗日函數(shù)： （56）將帶約束的優(yōu)化問題轉化成無約束的優(yōu)化問題 （57）優(yōu)化變量變?yōu)閤。確定極小值點的必要條件為 （58）由于上式對任意的獨立變量和都成立，因而