【正文】 因子為 ，則可得 12122 =)(* sysyyyk （式 221） )/()(= 12122 yysysyk （式 222） 對(duì)計(jì)算機(jī)屏幕內(nèi)任一 y 坐標(biāo)（ 21 ≤≤ yyy ） 變換為萬(wàn)有特性坐標(biāo)系下水 平方向 sy 坐標(biāo) )≤≤( ?? sysysy ，由上面知有， 112 =)(* sysyyyk )(+= 121 yyksysy （式 223） 于是對(duì)屏幕上圖形內(nèi)任一點(diǎn)坐標(biāo) ),( yx 變換到萬(wàn)有特性坐標(biāo)系下成為),( sysx ，則 )/()(*)(+= 121211 xxsxsxxxsxsx （式 224） )/()(*)(+= 121211 yysysyyysysy （式 225） 式中 111 *= xksxa 111 *= yksyb )/()(= 12121 xxsxsxk )/()(= 12122 yysysyk 通過(guò)上面敘述的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，我們就可以得到發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性的數(shù)據(jù)，并且經(jīng)過(guò)數(shù)值計(jì)算方法，最終得到發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù) 學(xué)模型． 通過(guò)上述方法，可以大大減輕設(shè)計(jì)人員的工作量，而且由于是計(jì)算機(jī)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和數(shù)值計(jì)算，可以增加所建立發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的精確度，為后面的汽車(chē)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算做好充分的準(zhǔn)備。為此，我們?cè)谶M(jìn)行汽車(chē)動(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng)匹配技術(shù)研究過(guò)程中，摸索了一種萬(wàn)有特性曲線圖的快速數(shù)字化方法，編寫(xiě)了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。 2． 2 發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線數(shù)字化的研究與分析 2． 2． 1 數(shù)字化原理 在汽車(chē)設(shè)計(jì)初始階段，要從眾多的不同類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)中選擇合適的一種，就要用到每一種發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性的具體數(shù)據(jù)，從而對(duì)汽車(chē)匹配該種發(fā)動(dòng)機(jī)的性能進(jìn)行預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)，使新開(kāi)發(fā)的汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)匹配最佳、性能最優(yōu)。 2． 1． 3． 2 萬(wàn)有特性建模分析與實(shí)例 目前針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性建模常用的方法是二元全區(qū)間插值和最小二乘法曲面擬合。 實(shí)例及結(jié)果分析 外特性建模實(shí)例與分析 考慮到計(jì)算的方便性，我們?cè)谟?jì)算汽車(chē)動(dòng)力性時(shí)一般用擬合的方法來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)建模。 假設(shè) EEeJ TNi i ?==∑ 1=2 按照極值理論應(yīng)有 0| ??? ?AAAJ ? 易得： ZGGGA TT ??)?(= ?? 擬合值 Z? 與觀測(cè)值 tZ 擬合程度，可以用擬合度 C 來(lái)評(píng)價(jià)，同時(shí)也 確定最佳 s 值。即認(rèn)為平面上的各測(cè)點(diǎn) Z 是其坐標(biāo) (X,Y)的函數(shù)，從而建立回歸模式為： +1111= 21110222212222222222111112111211121NksNNst q Nst q NNNt q Nt q NNt q NsstqstqtqtqtqsstqstqtqtqtqN eeeaaannTTnnTTnTnnTTnnTTnTnnTTnnTTnTbbb???????????? 式中： },{ 110 ?kaaa ? 模型中待定系數(shù)； },{ 21 Neee ? 隨機(jī)誤差； N試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)； s擬合階數(shù)； k— 待定系數(shù)個(gè)數(shù)，與多項(xiàng)式的擬合階數(shù) s 存在如下關(guān)系： 2 )2+)(1+(= ssk 擬合階數(shù)高時(shí)擬合值更接近于實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)，但此時(shí)在上下限區(qū)域內(nèi)通常會(huì)產(chǎn)生畸變，嚴(yán)重影響汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的模擬計(jì)算，因此本文擬合階數(shù)取 3。j=0,1,2 ,m1 以插值點(diǎn) (u， v)為中心，其兩個(gè)方向上 的坐標(biāo)分別為： 然后用二元三點(diǎn)插值公式： 計(jì)算插值點(diǎn)（ u,v）處得函數(shù)近似值。j=0， l， 2? ， m一 1)上的函 數(shù)值 ，利用二元三次插值公式計(jì)算指定插值點(diǎn) (u,v)處的函數(shù)近似值 w=z(u， v)。擬合則選擇了最 小二乘法曲面擬合。 一元全區(qū)間 不等距插值 在給定的 n 個(gè)不等距結(jié)點(diǎn) 上的函數(shù)值 ,用拉格朗日插值公式計(jì)算指定插值點(diǎn) t 處的函數(shù)近似值 ． 在 n 個(gè)結(jié)點(diǎn)中自動(dòng)選擇 8 個(gè)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行插值，且使指定插值點(diǎn) t 位于他們的中間；既選取 8 個(gè)結(jié)點(diǎn)使其滿(mǎn)足以下條件 , 利用 7 次拉 格朗日插值多項(xiàng)式計(jì)算插值點(diǎn) t 處的函數(shù)近似值 ，即 當(dāng)插值點(diǎn) t 位于包含 n 個(gè)結(jié)點(diǎn)的區(qū)間外時(shí)，將僅取區(qū)間某端的 4 個(gè)結(jié)點(diǎn)進(jìn) 行插值 。而萬(wàn)有特性曲線可以作為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和 發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的二元函數(shù)，用二元插值或者曲面擬合的方法建模。該程序可方便、快速地把任何形狀的萬(wàn)有特性圖轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，并得到發(fā)動(dòng)機(jī)特性的數(shù)學(xué)模型。 第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)特性數(shù)學(xué)模型的建立 發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立是汽車(chē)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性模擬計(jì)算的基礎(chǔ)，發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的描述包括汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性和萬(wàn)有特性。 (4)總結(jié)目前的研究成果，詳細(xì)分析了汽車(chē)循環(huán)工況的排放性能計(jì)算方法，并且結(jié)合實(shí)際排放法規(guī)，討論了如何在傳動(dòng)系參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)中加入排放指標(biāo)，從而使得計(jì)算結(jié)果更具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 (2)建立了重型商用車(chē)傳東西匹配的數(shù)學(xué)模型，并確定 了基于實(shí)際運(yùn)行工況的傳動(dòng)系匹配的綜合指標(biāo)，可以快速得到符合設(shè)計(jì)要求的傳動(dòng)系組合，且匹配效果更具有實(shí)際應(yīng)用意義。針對(duì)目前常用的數(shù)值計(jì)算方法，通過(guò)實(shí)例計(jì)算對(duì)比，找到最合適的計(jì)算方法。 本文的主要研究?jī)?nèi)容 針對(duì)本課題研究領(lǐng)域目前取得的成果和 存在的問(wèn)題，本文采用基于重型商用車(chē)實(shí)際運(yùn)行的工況下的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性加權(quán)統(tǒng)一的目標(biāo)函數(shù)，建立整車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系的優(yōu)化匹配模擬計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)排放性能指標(biāo)的計(jì)算機(jī)模擬作了一定的研究，最后對(duì)實(shí)例樣車(chē)進(jìn)行了仿真計(jì)算。 (2)沒(méi)有形成通用計(jì)算程序和方法。 并取得了一些成果。 (3)實(shí)際道路條件隨機(jī)模擬的研究 。我國(guó)在汽車(chē)性能計(jì)算機(jī)模擬仿真方面的研究起步較晚，進(jìn)入 80 年代后，國(guó)內(nèi)汽車(chē)界如長(zhǎng)春汽車(chē)研究所、吉林大學(xué)、江蘇大學(xué)等單 位做了一些這方面的研 究工作，主要工作內(nèi)容有 : (l)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系數(shù)學(xué)模型的研究 。同時(shí)設(shè)計(jì)人員也可以利用該程序，進(jìn)一步優(yōu)化汽車(chē)結(jié)構(gòu)參數(shù)，完善汽車(chē)性能指標(biāo)。早在上世紀(jì)七十年代，美國(guó)最大汽車(chē)公司 — 通用汽車(chē)就開(kāi)發(fā)了汽車(chē)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的性能預(yù)測(cè)程序 GPSIM，隨后國(guó)際各大汽車(chē)公司都在這方面做了大量的研究工作，如福特汽車(chē)公司開(kāi)發(fā)了 TOEFP，康明斯公司的 VMS，美國(guó)交通部的 VEESIM，日本日產(chǎn)汽車(chē)公司的 CSVFEP，德國(guó)奔弛汽車(chē)公司的 TRASCO，奧地利 AVL 李斯特公司開(kāi)發(fā)的 CRUISE 車(chē)輛仿真分析軟件，美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室 NREL 的 ADVISOR等。這樣不僅可以節(jié)省大量的試驗(yàn)費(fèi)用，縮短設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期，而且使得廠家對(duì)自己所設(shè)計(jì)車(chē)型的性能有準(zhǔn)確的預(yù)先估計(jì)。傳統(tǒng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)階段，這些性能主要是通過(guò)實(shí)車(chē)道路試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。國(guó)外公司在開(kāi)發(fā)投放新車(chē)型之前，都要針對(duì)目前汽車(chē)市場(chǎng)、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的車(chē)型、購(gòu)車(chē)者的消費(fèi)心理做一些分析研究，從而確定所開(kāi)發(fā)車(chē)型的主要尺寸、 技術(shù)參數(shù)、性能參數(shù)、成本、價(jià)格及利潤(rùn)等。模擬計(jì)算對(duì)于加快汽車(chē)的開(kāi)發(fā)研制，尤其是對(duì)于汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的意義。 正是這些優(yōu)點(diǎn)使得計(jì)算機(jī)模擬仿真方法可以有效的應(yīng)用于汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)。 4 能在很短的時(shí)間內(nèi)對(duì)大量的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行計(jì)算，查明這些方案和參數(shù)對(duì)汽車(chē)性能的影響，有助于汽車(chē)設(shè)計(jì)人員很快的找到比較有利的設(shè)計(jì)方案和參數(shù)匹配，大大降低了設(shè)計(jì)人員的工作量。 3 既可以模擬汽車(chē)在規(guī)定循環(huán)工況的排放和油耗，也可以在有路面譜的情況下模擬整車(chē)實(shí)際運(yùn)行情況的各種性能。采用計(jì)算機(jī)和現(xiàn)在數(shù)值計(jì)算方法以后，就可以很快的求出其數(shù)值解。 與實(shí)驗(yàn)法相比，模擬計(jì)算法則具有以下特點(diǎn)： 1 可以考察汽車(chē)結(jié)構(gòu)參數(shù)是如何影響汽車(chē)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性 的，特別是這些參數(shù)作微小變化時(shí)，實(shí)際車(chē)輛試驗(yàn)往往測(cè)量不出對(duì)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的影響，而計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算則可以計(jì)算出其微小的影響。在計(jì)算時(shí)，對(duì)汽車(chē)瞬態(tài)工況（如加速過(guò)程）的模擬，多是利用發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)萬(wàn)有特性場(chǎng)，采用線性回歸擬合或多維插值對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬。 在確定車(chē)輛性能時(shí)常用的方法有實(shí)驗(yàn)法和計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算法。 由此看來(lái)，如果整車(chē)總布置設(shè)計(jì)時(shí)不能科學(xué)的、合理的、明確的提出發(fā)動(dòng)機(jī)總成、傳動(dòng)系總成及車(chē)輛零部件的技 術(shù)性能指標(biāo)，就會(huì)使的設(shè)計(jì)結(jié)果往往遠(yuǎn)離產(chǎn) 品設(shè)計(jì)要求。其二，即使采用上述方法對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的匹配，對(duì)于車(chē)輛的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能的評(píng)價(jià)也只能在進(jìn)行試車(chē)道路試驗(yàn)或地盤(pán)測(cè)功機(jī)試驗(yàn)之后方可實(shí)施。這樣所造成的后果往往是，一個(gè)部件性能的改進(jìn)完全有可能由于和另一個(gè)部件的匹配不當(dāng)而造成整體的性能未獲得改進(jìn)。這主要是由兩個(gè)方面的原因造成的。 在新能源、新技術(shù)尚未大規(guī)模推廣之前，合理的匹配汽車(chē)的動(dòng)力總成系統(tǒng)對(duì)于汽車(chē)生產(chǎn)廠家更具有現(xiàn)實(shí)意義。 and then we analysis the matching process of transmission parameters heavy mercial vehicle. After that, the transmission parameters of heavy truck are optimized with the index, in the optimization model, final drive ratio is continuous variable and tire size is discrete variable. And the constant speed oilconsumption per 100km of the truck is improved. Keywords: heavy mercial vehicle transmission parameters optimization design matching 第一章 緒論 傳動(dòng)系統(tǒng)匹配研究的目的和意義 汽車(chē)整車(chē)性能的好壞不僅僅取決于發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系各自單獨(dú)的能，而是在很大程度上取決于二者匹配得如何在評(píng)價(jià)汽車(chē)的整性能時(shí)，往往要用到一些特定的指標(biāo)，如衡量汽車(chē)動(dòng)力性的主 要指是其最高車(chē)速爬坡性能和加速性能等，衡量燃油經(jīng)濟(jì)性和排放特的主要指標(biāo)是汽車(chē)在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)循環(huán)下的百公里油耗和每公里排放這些指標(biāo)除了反映發(fā)動(dòng)機(jī)本身的動(dòng)力性燃油經(jīng)濟(jì)性和排放特外，還體現(xiàn)了整車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)變速器主減速器以及驅(qū)輪等的相互配合及優(yōu)化程度一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)即使具有良好的性能果沒(méi)有與之合理匹配的傳動(dòng)系，也不可能充分發(fā)揮其最佳性能。 the conclusion is that the Least squares method has the best fitting precision. In view to the problem of gathering data from the engine fuel consumption characteristics plot, an engine fuel consumption characteristics digitalized method is developed. The method can quickly and accurately establish the math model of the engine, what applies a good basis for the following dynamic and economic simulation of the heavy mercial vehicle. Then we analysis the process of puter of the automobile power performance and fuel economy。并且應(yīng)用該綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，以車(chē)輪半徑為離散變量，主減速比為連續(xù)變量對(duì)國(guó)產(chǎn)某 重型卡車(chē)進(jìn)行了傳動(dòng)系參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得優(yōu)化后整車(chē)常用車(chē)速的等速百公里油耗得到 了改善。 目 錄 中文摘要 ............................................................ 3 英文摘要 ...............