【正文】 在具體計(jì)算傳動(dòng)系參數(shù)最大可行區(qū)間問題時(shí)，我們以多工況模式的燃油百公里油耗Qs為目標(biāo)區(qū)間函數(shù)，以滿足汽車動(dòng)力性要求為約束條件。 求 使也就是說，在滿足性能要求的前提下，擴(kuò)大關(guān)鍵變量的區(qū)域。通過條件預(yù)優(yōu)運(yùn)算，能明顯地提高與改善優(yōu)化效果，即我們采用對條件變量優(yōu)選的方法，即求 使上述模型描述的是區(qū)間擴(kuò)張的逆問題，及規(guī)定函數(shù)的值域區(qū)間求定義域區(qū)間的問題，在約束函數(shù)為凸函數(shù)時(shí)，有確定的解。 其中， 為約束區(qū)間函數(shù)， 為約束區(qū)間函數(shù)的限制值， 為權(quán)系數(shù)， 為區(qū)間變量總數(shù)， 為第 個(gè)區(qū)間數(shù)的區(qū)間寬度， 可行區(qū)間變量 的約束區(qū)間數(shù)， 。令Xi為共享設(shè)計(jì)變量，則求最大共享區(qū)間問題的數(shù)學(xué)模型，即是求最大可行區(qū)間問題的數(shù)學(xué)模型，即是求最大可行區(qū)間寬度的優(yōu)化問題。在這一模型里，不追求變量的確定優(yōu)化值，只是在保證一定的優(yōu)化效果的前提下，求設(shè)計(jì)變量的最大可行區(qū)間，這樣就可以擴(kuò)大傳動(dòng)系參數(shù)的選擇范圍，并可以解決變速器齒輪配齒問題。如前所述，傳動(dòng)系參數(shù)中齒輪齒數(shù)和模數(shù)為離散變量，而采用以上優(yōu)化方法獲得的速比值是一個(gè)確定的最優(yōu)值，不一定滿足生產(chǎn)廠家的實(shí)際生產(chǎn)需要，存在著變速器齒輪配齒的問題。 在選擇傳動(dòng)系參數(shù)要求時(shí)，應(yīng)考慮汽車具有足夠的動(dòng)力性能，即應(yīng)有足夠的直接檔動(dòng)力因數(shù)D0max 。 因此，主傳動(dòng)比的選擇，應(yīng)保證汽車的動(dòng)力夠用，又有最佳的燃料經(jīng)濟(jì)性。 汽車主傳動(dòng)比對汽車動(dòng)力性燃料經(jīng)濟(jì)性影響很大。此外，汽車最高車速，汽車原地起步連續(xù)換檔加速時(shí)間限制也作為約束條件。 考慮到換檔過程，外界道路阻力總是造成車速下降，換檔時(shí)車速越高，換檔過程的速度下降就越多，所以隨著檔位的提高，相鄰兩檔的速比比值應(yīng)逐漸降低。變速器相鄰檔位的速比比值影響著變速器的使用性能，比值過大會(huì)造成換檔困難?！?qū)動(dòng)輪上的法向反作用力，N。式中 ——分別為不同車型汽車I檔最大動(dòng)力因數(shù)要求的上下限值。 I檔最大動(dòng)力因數(shù)反映了汽車最大爬坡能力，其計(jì)算式如下： 式中，Dol,Doh——分別為不同車型汽車直接檔最大動(dòng)力因數(shù)要求的上下限。則直接檔最大動(dòng)力因數(shù)的約束條件應(yīng)為G——汽車總重力，N。式中, 汽車傳動(dòng)系參數(shù)優(yōu)化是以汽車動(dòng)力性與燃料經(jīng)濟(jì)性模擬計(jì)算為基礎(chǔ)，以汽車動(dòng)力性要求為約束條件，多工況燃料經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。~~Gox根據(jù)研究，汽油機(jī)和柴油機(jī)的的 和 值范圍如下表所示。 ——發(fā)動(dòng)機(jī)的排量，L。 ——發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)單位排量每轉(zhuǎn)燃油消耗量，g/(r?L)；發(fā)動(dòng)機(jī)單位時(shí)間的油耗量可以表示為： ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大有效轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，r/min式中， ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大有效轉(zhuǎn)矩，N?m；發(fā)動(dòng)機(jī)簡化模型發(fā)動(dòng)機(jī)性能特性可看作是發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)和運(yùn)行參數(shù)的函數(shù)，此時(shí)，外特性可表示為： 式中, 、 ——分別為發(fā)動(dòng)機(jī)升功率的統(tǒng)計(jì)上、下限值，kW/L。 汽車燃料經(jīng)濟(jì)性要求：直接檔在常用車速下行駛的百公里油耗不得超過其限制值 直接檔動(dòng)力性要求：即2） 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速適應(yīng)性要求：轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)也可參考同級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)值選取。發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)的要求發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性要求：（3）設(shè)計(jì)變量X目標(biāo)函數(shù)F（x）目標(biāo)函數(shù)為汽車行駛的能量效率最高。對于計(jì)劃研制或未知性能特性指標(biāo)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能可看作為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)的函數(shù)，此時(shí)，外特性和單位小時(shí)燃油消耗率可利用表示發(fā)動(dòng)機(jī)的簡化模型。第二種情況是根據(jù)整車性能要求和汽車經(jīng)常行駛工況條件來對發(fā)動(dòng)機(jī)性能提出要求，作為發(fā)動(dòng)機(jī)選型或設(shè)計(jì)的依據(jù)，而這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)性能是未知的。在優(yōu)選發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)常常遇到兩種情況：一種情況是有幾個(gè)類型的發(fā)動(dòng)機(jī)可供選擇，在整車底盤參數(shù)和車輛經(jīng)常行駛工況條件確定時(shí)，這屬于車輛動(dòng)力傳動(dòng)系合理匹配問題，可用汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)最優(yōu)匹配評(píng)價(jià)指標(biāo)來處理。通常在給定汽車底盤參數(shù)、整車性能要求（如最大爬坡度 ，最高車速 ，正常行駛車速下百公里油耗Q，原地起步加速時(shí)間t等），以及車輛經(jīng)常運(yùn)行工況條件下，就可以選擇發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Temax，及其轉(zhuǎn)矩nM，最大功率 及其轉(zhuǎn)速 ，發(fā)動(dòng)機(jī)最低油耗率 和發(fā)動(dòng)機(jī)排量 。在初步選定發(fā)動(dòng)機(jī)功率之后，還需要進(jìn)一步分析計(jì)算汽車動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性，最終確定發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)（如發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)轉(zhuǎn)速等）。一種是從保持預(yù)期的最高車速初步選擇發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有功率來選擇的，發(fā)動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大體上等于且不小于以最高車速行駛時(shí)行駛阻力功率之和；一種是根據(jù)現(xiàn)有的汽車統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)初步估計(jì)汽車比功率來確定發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有的功率。過A點(diǎn)作主片卷耳聯(lián)線的垂直線 ，并以 點(diǎn)向上截取距離為動(dòng)撓度 的點(diǎn)，向下截以距離為靜撓度 的點(diǎn)，通過這兩點(diǎn)作垂直于 的直線與兩個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡分別交于 和 四點(diǎn)， 和 為鋼板彈簧與轉(zhuǎn)向縱拉桿運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)所造成的軌跡偏差， 和 應(yīng)盡量小一些，尤其在常遇到的跳動(dòng)范圍內(nèi)應(yīng)保證輪胎的彈性范圍以內(nèi)，如果偏差較大則應(yīng)對轉(zhuǎn)向器的位置，轉(zhuǎn)向搖臂長度作適當(dāng)修改，轉(zhuǎn)向垂臂下端的 應(yīng)盡量布置在 的運(yùn)動(dòng)中心 的附近。 為半徑畫出圓弧 ，再以轉(zhuǎn)向器搖臂下端 為圓心，根據(jù)試驗(yàn)研究，C點(diǎn)的軌跡近似于一段弧，其圓心的位置與彈簧固定端的卷耳中心相距 在高度上相距e/2，取圖上 點(diǎn)(L1和L2為鋼板彈簧前半段后半段的有效長度，e為卷耳內(nèi)孔半徑)，由于C點(diǎn)與 點(diǎn)在空間作同一運(yùn)動(dòng)，其聯(lián)線 作平移運(yùn)動(dòng)，故找到了C點(diǎn)的擺動(dòng)中心 后，即可按平行四邊形機(jī)構(gòu)原理，作平行四邊形 C如果這兩運(yùn)動(dòng)軌跡偏差較大，則會(huì)引起前輪擺振和反向沖擊。 轉(zhuǎn)向拉桿與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)目的：檢查轉(zhuǎn)向拉桿與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是否協(xié)調(diào)，以及校核轉(zhuǎn)向傳動(dòng)的零件在轉(zhuǎn)向和懸架變形時(shí)是否會(huì)與其它零件相碰。在這樣一段圓弧線上，可以取任意個(gè)點(diǎn)，即 ，于是得到任意位置時(shí)的傳動(dòng)軸軸線方程。而傳動(dòng)軸后萬向節(jié)中心點(diǎn)(Xi，Zi)在傳動(dòng)軸上下跳動(dòng)的任一位置，均滿足圓O2的方程，即：式中設(shè)任意位置時(shí)B點(diǎn)坐標(biāo)為(Xi，Zi)，則由平面兩點(diǎn)是直線方程公式可得：此角度以不超過40 為宜(每邊20 )，傳動(dòng)軸的最大長度等于 和 ，其最短長度為 和 中較短的一個(gè)。連接 、 和 即得相應(yīng)工況傳動(dòng)軸的位置。過B點(diǎn)作車架的垂直線，在線上分別取BF等于撓度 ， 等于靜撓度 ，以及 等于反跳撓度為此，在圖上畫出A點(diǎn)的跳動(dòng)中心 ，連接 A和AB兩條直線，從B點(diǎn)作 A的平行線，從 點(diǎn)作AB的平行線，交于 點(diǎn)，此點(diǎn)即為所求的后萬向節(jié)中心B的旋轉(zhuǎn)中心。 ( 為卷耳中心至前U型螺栓中心的距離)?，F(xiàn)以貨車上最常用的鋼板彈簧懸架為例說明其畫法.首先，畫出汽車滿載時(shí)車架、后鋼板彈簧、后橋殼和傳動(dòng)軸的位置，對于一端固定的對稱的(或不對稱程度不小10％的)鋼板彈簧，可以足夠準(zhǔn)確認(rèn)為：(1)彈簧主片中部與橋殼夾緊的一段及后橋殼在車輪上下跳動(dòng)時(shí)作平移運(yùn)動(dòng)。 傳動(dòng)軸跳動(dòng)圖目的：(1)確定傳動(dòng)軸上下跳動(dòng)的極限位置及最大擺角；(2)確定空載時(shí)萬向節(jié)傳動(dòng)的夾角；(3)確定傳動(dòng)軸長度的變化量(伸縮量)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證傳動(dòng)軸長度最大時(shí)花鍵與軸不致脫開，而在長度小時(shí)不致頂死；(4)校核后輪和車箱橫梁和車箱地板的間隙。我們可以借助于計(jì)算機(jī)等先進(jìn)的手段，建立輪胎的函數(shù)關(guān)系，輪胎跳動(dòng)高度與轉(zhuǎn)角的關(guān)系及輪胎的參數(shù)方程。因此可近似認(rèn)為車輪上跳為一種平動(dòng)。作圖時(shí)首先畫出俯視圖,即畫出轉(zhuǎn)向輪繞主銷中心O點(diǎn)向左和向右轉(zhuǎn)的極限位置。采用作圖的方法進(jìn)行校核。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，由于車速較低，路面對車輪的沖擊力也較小，規(guī)定此時(shí)的跳動(dòng)高度小一些。如德國大眾汽車公司的校核方法規(guī)定車輪的轉(zhuǎn)角不同，其跳動(dòng)高度也不同。獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向輪的上跳的最高位置可按一側(cè)車輪上跳壓縮緩沖塊到 的位置。有了跳動(dòng)圖，就可以判斷轉(zhuǎn)向輪與相鄰的零部件是否會(huì)發(fā)生干涉，從而更好地確定它們的位置和形狀。在這條線上的上面畫出上跳后輪胎形狀，并將外輪廓線投影到其余視圖上。以 為圓心，以 點(diǎn)到前軸中心線的垂直距離為半徑畫個(gè)圓弧，按確定的前軸對車架的側(cè)角 做一直線(D線)與該圓弧相切。根據(jù)第一汽車集團(tuán)公司CAl0B汽車試驗(yàn)結(jié)果，偏距為前鋼板彈簧中心距的15％。一般情況下，非獨(dú)立懸架的輕型車前橋的動(dòng)行程，即前橋滿載位置到緩沖塊壓縮 時(shí)為80左右，那么靜止?jié)M載時(shí)前軸、橫拉桿和油底殼的間隙應(yīng)不小于90。通過跳動(dòng)圖可以校核輪胎與翼子板的關(guān)系、對新開發(fā)的車型設(shè)計(jì)翼子板，可以對轉(zhuǎn)向輪與縱拉桿進(jìn)行校核；另外還可以校核前輪的減振器是否滿足車輪上下跳動(dòng)的要求，并對前軸(橋)、橫拉桿和油底殼的關(guān)系進(jìn)行校核。在缺乏試驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況可以采用上述的第二種方法。此時(shí)輪罩也會(huì)隨之上移而產(chǎn)生退讓作用。這是由于所假定的緩沖塊壓緊量與實(shí)際行駛中可能達(dá)到的最大壓縮量有誤差。第二種情況要求的運(yùn)動(dòng)空間比較合理。此時(shí)假設(shè)緩沖塊已丟失；有的假定橡膠緩沖塊被壓縮 或 為車輪上跳的最高位置。但是在具體作法上，目前不統(tǒng)—。而且在車橋(軸)和車架之間均裝有緩沖塊，對車橋(軸)的跳動(dòng)進(jìn)行限制。6. 運(yùn)動(dòng)校核 轉(zhuǎn)向輪跳動(dòng)圖目前，國內(nèi)的載貨汽車大多數(shù)采用非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)，應(yīng)對其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核。車箱縱、橫梁布置要合理，保證自身有足夠的強(qiáng)度和剛度，使車箱底板在長期承載使用狀態(tài)下，不會(huì)產(chǎn)生永久變形。車箱前板及保險(xiǎn)架離駕駛室后圍或相關(guān)部件的間隙應(yīng)不小于40mm。特別是變速操縱機(jī)構(gòu)，使用頻繁、要求輕便、自由間隙小、不僅要求操縱機(jī)構(gòu)本身剛度好，而且要求用來固定操縱機(jī)構(gòu)的基體件的剛度也要好，這樣才能保證在換檔操作過程中靈活、準(zhǔn)確、手感強(qiáng)。所有踏板和操縱手柄位置都應(yīng)按人體工程學(xué)的要求進(jìn)行布置，可以在1:1的內(nèi)模型中進(jìn)行布置。在布置消聲器時(shí)，注意離地間隙大小，特別是轎車更應(yīng)選擇合適的方案，不應(yīng)影響通過性。消聲器進(jìn)氣管應(yīng)盡量與動(dòng)力總成固定在一起，以減少振動(dòng)干涉。排氣管道的布置與油箱的距離應(yīng)大于300mm，若布置不開時(shí)，中間可加隔熱板。對于長頭重型車，由于空濾器較大，也可放在車頭側(cè)面。一般長頭車的空氣濾清器放在發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)，但平頭車或重型車的空氣濾清器(空氣濾清器較大)都放在車身(頭)的外面，有的從駕駛室背后豎起一個(gè)煙囪式的通氣管道，吸氣口在上端朝下或朝外?？諝鉃V清器及進(jìn)氣管路是保證發(fā)動(dòng)機(jī)得到充足和清潔空氣的通道，所以吸氣口要放在空氣暢通、清潔、灰塵少的部位，管道長度應(yīng)盡量短，以便減少阻力。兩種不同的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)要求制動(dòng)器的布置、整車制動(dòng)系統(tǒng)的配置、操縱機(jī)構(gòu)的型式和結(jié)構(gòu)等也各不相同，所以對制動(dòng)系統(tǒng)的方案選擇和進(jìn)行合理的布置是非常關(guān)鍵的。一般輕、轎車上均采用液壓制動(dòng)系統(tǒng)?？傎|(zhì)量大于12t的長途客車、旅游客車和總質(zhì)量大于16t并帶10t掛車的列車必須裝ABS，所以配合好制動(dòng)系統(tǒng)的布置和設(shè)計(jì)是非常重要。對于駐車制動(dòng)，要求它必須通過機(jī)械裝置把工作部件(制動(dòng)器)鎖止，解除也應(yīng)方便可靠。國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：汽車上應(yīng)配有行車制動(dòng)系統(tǒng)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)、應(yīng)急制動(dòng)功能，三者可以獨(dú)立、亦可互相聯(lián)系，當(dāng)某二者失靈(踏板或制動(dòng)閥除外)，另一系統(tǒng)仍具有應(yīng)急的制動(dòng)功能。在縱置板簧的布置中，轉(zhuǎn)向垂臂的球頭中心應(yīng)與板簧的跳動(dòng)中心重合或接近，上節(jié)臂的球頭中心應(yīng)與主片的高度相差，這樣可以減少車輪跳動(dòng)時(shí)的干涉量，緊急制動(dòng)時(shí)的干涉跑偏問題。在系列車型設(shè)計(jì)當(dāng)中，由于軸距的變化會(huì)影響梯形底角的變化，在實(shí)際生產(chǎn)中，這種細(xì)小的變動(dòng)很難處理，管理上容易出現(xiàn)誤裝或錯(cuò)裝，生產(chǎn)也不好安排，為此就應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)回避這一誤區(qū)。拉桿必須有足夠的剛度，特別是彎拉桿，要保證沒有彈性變形。轉(zhuǎn)向系布置的關(guān)鍵要保證轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置及拉桿系統(tǒng)有足夠的剛度和較小的傳動(dòng)比變化量。懸架支架、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置、油箱、電瓶、駕駛室懸置等處都應(yīng)考慮布置橫梁。轎車的車架主要是根據(jù)布置需要，多采用承載式車身，而高級(jí)的轎車還是采用有車架式結(jié)構(gòu)，但車架的外形都根據(jù)布置上的需要，做成前后窄而高、中間寬而低的形式，這樣可以保證整車質(zhì)心低而且運(yùn)行平穩(wěn)。后部車架的外寬取決于后懸架的結(jié)構(gòu)、尺寸、布置及后輪胎(特別是雙胎)的型號(hào)、布置尺寸、整車外寬()。對車架總成的外寬，其前、中、后部不等，主要取決于布置上的需要。車架前部的變斷面，除要保證足夠的強(qiáng)度和剛度外，形狀的變化及選擇，要考慮布置上的需要和沖壓的工藝性，如前簧的布置，主銷后傾角度、前輪的跳動(dòng)量、發(fā)動(dòng)機(jī)和散熱器等的懸置結(jié)構(gòu)和處理是否理想、車頭或駕駛室懸置的布置等，最后進(jìn)行綜合平衡后再確定車架前部外形尺寸和斷面高度。也有的載貨汽車或越野車，車架縱梁的后部斷面也取為最大值。先確定車架縱梁的斷面(膠板)高度，可通過有限元計(jì)算，并參考同類樣車的車架最大斷面高度，決定車架的最大斷面高度。注意減振器上下行程的分配，不能發(fā)生上下頂死現(xiàn)象。若空間不允許，也可斜置。對于載貨車，可能因結(jié)構(gòu)原因而造成布置上難度較大，則可較少考慮。后板簧的布置應(yīng)做到前低后高，亦可獲得不足轉(zhuǎn)向。前板簧的布置要保證主銷后傾角的要求，同時(shí)這種前高后低的布置也有利于產(chǎn)生不足轉(zhuǎn)向。然而當(dāng)載荷變動(dòng)使后驅(qū)動(dòng)橋離開設(shè)計(jì)位置時(shí)，U型布置傳動(dòng)軸的前后萬向節(jié)叉的軸線夾角的差值將增大而破壞等速條件，這也是引起傳動(dòng)系振動(dòng)的原因，應(yīng)采取專門的措施，例如，選擇適宜的后懸架導(dǎo)向裝置的幾何參數(shù)，采用非對稱板簧，采用等速萬向節(jié)等。轎車為了盡量減小地板上的傳動(dòng)軸通道凸包高度，在不低于其最小離地間隙的前提下，都盡量降低傳動(dòng)軸的高度，但應(yīng)使萬向節(jié)叉軸線夾角不超過允許值。下圖給出了一根傳動(dòng)軸兩端裝有萬向節(jié)這種最簡單的萬向節(jié)傳動(dòng)的兩種布置應(yīng)使萬向節(jié)傳動(dòng)兩端的夾角盡量相等，其數(shù)值在汽車滿載靜止時(shí)不應(yīng)大于4186。因此在這僅對其相互位置關(guān)系進(jìn)行最后布置上的確認(rèn)和坐標(biāo)、尺寸的確定。轎車傳動(dòng)軸的布置，在不影響離地間隙的情況下，主要考慮車身地板的傳動(dòng)軸鼓包越小越好，因此傳動(dòng)線可布置成中間低兩頭高的形式。多。以下最好，希望不超過8176。左右?！?176。風(fēng)扇中心與散熱器芯部中心