【正文】 理的傳動系參數(shù)。 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。 運用計算機進行機械最優(yōu)化設計，對整個機械設計學科產(chǎn)生了十分深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 7 刻的影響，使許多過去無法解決的關鍵性問題獲得了重大突破，并取得了顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。若沒有電子計算機而用人工進行計算，不僅工作量很大，且有時也是難以實現(xiàn)的。 2) 電子計算機的飛速發(fā)展為最優(yōu)化技術提供了有力的手段。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。汽車工業(yè)的新技術不斷引進和采用，特別是汽車 CAD、 CAE、 CAM一體化的進步，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，提高了工程技術人員的素質(zhì)和水平，其中汽車優(yōu)化設計理論和方法也得到了推廣和普及。雖然起步較晚，但其進展的速度卻是十分驚人的。特別從 60 年代以來，最優(yōu)化技術發(fā)展迅速，成為一門新興的學科，而且得到了廣泛的應用。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。換言之，最優(yōu)化技術研究和解決兩大類問題：如何將最優(yōu)化問題表示成數(shù)學模型；如何根據(jù)數(shù)學模型盡快地求出其最優(yōu)解。 人們在做一切工作時，總希望所選用的方案是一切可能方案中最好的，這就是最優(yōu)化問題。利用這種新的設計方法，人們就可以從眾多的設計方案中尋找出最佳設計方案，從而大大提高設計效率和質(zhì)量。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。這些工作無疑是很重要的，但 如果不將發(fā)動機和底盤視為一個整體進行合理匹配，任何一個總成的性能改進完全有可能由于與其它總成的匹配不當而造成整體的性能未獲得應有的改進。 2020 年，我國汽車發(fā)動機每百公里油耗的設計只比發(fā)達國家要高 10%到 15%，而平均單車年油耗的實際值是 噸，比美國高 10%，比日本要高出一倍。自 70 年代世界范圍的能源危機發(fā)生后，各國汽車界都被迫努力降低燃料消耗， 圍繞汽車和發(fā)動機采取了一系列措施，包括提高汽車行駛效率、提高發(fā)動機性能、開發(fā)利用新型動力、優(yōu)化匹配動力傳動系統(tǒng)。 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%。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，也要求驅車維持良好的動力性，并強制對其進行定期檢測，以確保對營運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。(3)choose the form ,the size and the capability of the assembly. Then due to lack of necessary data optimization, had resorted a truck for example, by analyzing the car to accelerate such driving conditions, constant driving conditions, This deceleration, such as moving the three conditions of the six mixed cycle status of the vehicle 100 km fuel consumption for the objective function, in the car bound for the dynamic conditions, application of MATLAB software optimization toolbox, transmission of the stall gear transmission ratio and Driving Bridge reducer optimize the transmission ratio improved. In addition the article also use the advanced CAD/CAM integrated software AUTOCAD2020 as the assistant tool of the design of the chassis of the using UG software 3D modelded the gearbox of the truck. 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 3 [Keyword]： omnibus， chassis layout ,transmission， power performance，optimization， fuel economy performance 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 4 SJ汽車的動力性仿真分析 劉 軼 061103256 1. 概述 在汽車飛速發(fā)展的今天，動力性作為汽車的主要使用性能之一，在相關的技術文件或標準中都有明確的要求和規(guī)定。 [關鍵詞 ]： 大客車 ,底盤總布置 ， 動力傳動系 ，動力性，優(yōu)化，燃油經(jīng)濟性 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 2 Dynamics Simulation Analysis of SJ Automobile ABSTRACT Firstly the article introduces the design principle and requirement and some problems we should pay attention to when we design. After that the design mainly include some contents hereinafter: (1)confirm the form ,the structure and the size of the omnibus。 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動橋主減速器傳動比進行優(yōu)化改進。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 1 摘 要 本文首先對金龍客車的底盤的設計原則和要求進行了分析。底盤 設計工作主要包括以下幾方面內(nèi)容：（ 1）確定整車型式、結構和尺寸；（ 2）確定整車的主要性能指標；（ 3）選定各總成的結構型式、尺寸和性能。 此外本文還使用了 AUTOCAD軟件對金龍客車的底盤部分進行了輔助繪制并使用了 UG軟件貨車的變速器部分部件進行了三維實體建模 。(2)confirm the master capability。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，提高運輸效率。 與此同時，隨著國民經(jīng)濟的進步和交通運輸?shù)陌l(fā)展，能源供給日趨緊張。 因此，提高汽車的運輸生產(chǎn)力，降低汽車的燃料消耗是目前汽車工業(yè)急需解決的問題之一。在此類的國際大環(huán)境下，我國的現(xiàn)狀卻不容樂觀。 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 5 在汽車研制工作中，由于專業(yè)分工過細，往往存在著這樣的情況，即發(fā)動機研制部門著重于改善發(fā)動機的工作過程，降低機械損失，以減少燃料消耗；底盤研制部門則著重提高傳動效率，降低運行阻力等。根據(jù)統(tǒng)計分析表明，目前國產(chǎn)汽車發(fā)動機使用工況多數(shù)是遠離其最佳經(jīng)濟區(qū)域，未能實現(xiàn)動力傳動系統(tǒng)的最佳匹配。 仿真分析優(yōu)化技術及其發(fā)展 優(yōu)化設計是 60 年代初發(fā)展起來的一門新學科，它是將最優(yōu)化原理和計算技術應用于設計領域，為工程設計提供一種重要的科學設 計方法。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。最優(yōu)化技術是研究和解決最優(yōu)化問題的一門學科，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。 按處理最優(yōu)化問題的數(shù)學方法的不同，最優(yōu)化技 術發(fā)展可分為兩個階段，第二次世界大戰(zhàn)以前，處理最優(yōu)化問題的數(shù)學方法主要是古典的微分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 6 法和變分法。此后，最優(yōu)化的理論和方法逐漸得到豐富和發(fā)展。 我國開始從事這方面的研究與應用比較晚。無論在機構綜合、通用機械零部件設計，還是在各種專業(yè)機械和 工藝裝備的設計都由于采用了最優(yōu)化技術而取得了顯著成果。促進最優(yōu)化技術迅速發(fā)展的主要原因是： 1) 近代科技與生產(chǎn)發(fā)展的需要。與此相適應，迫切需要提高設計質(zhì)量、尋找最優(yōu)化方案、縮短設計周期，這就促使最優(yōu)化 技術迅速發(fā)展。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。而有了計算機這一有效的計算工具，就使最優(yōu)化技術得以迅速發(fā)展。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 可以預見，隨著現(xiàn)代技術的許速發(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)展。對傳動系進行優(yōu)化設計的目的主要有兩方面：取得令人滿意的汽車動力性能和燃料經(jīng)濟性能；得到一個令駕駛員滿意的操作方式。 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。其優(yōu)化過程基本上是圍繞著汽車的動力性和燃料經(jīng)濟性進行的。 運用計算機進行機械最優(yōu)化設計，對整個機械設計學科產(chǎn)生了十分深刻的影響，使許多過去無法解決的關鍵性問題獲得了重大突破，并取得顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。 MATLAB軟件簡介 MATLAB 語言的首創(chuàng)者 Cleve Moler 教授在數(shù)值分析，特別是在數(shù)值線性代數(shù)的領域中很有影響。 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)。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，然后對之進行編譯、連接，最終形成可執(zhí)行文件。在 MATLAB 下，矩陣的運算變得異常的容易，所以它一出現(xiàn)就廣受歡迎，這一系統(tǒng)逐漸發(fā)展、完善，逐步走向成熟，形成了今天的模樣。但即使其當時的功能十分簡單，當它作為免費軟件以來，還是吸引了大批的使用者。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。 圖 MATLAB 程序界面 本次優(yōu)化設計使用的 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 圖形界面設計方法。 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 10 第一部分 .客車的底盤設計 2. 汽車形式的選擇 所選汽車的型號和根據(jù) 為了充分利用我國目前和將來的公路條件及汽車工業(yè)的現(xiàn)狀，使設計力求在提高車速的情況下，具有制造工藝簡單，對原型車部件利用率和通過性較高的特點，還要為客戶提供舒適性好，節(jié)約燃料，經(jīng)濟性好，且容量較大的大型客車。設計力求標準化、系列化、通用化，盡量考慮變型的要求，以達到實用、安全、經(jīng)濟、美觀、舒適的要求。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。 （ 2） 符合國家有關標準和法規(guī) ； 貫徹“三化”要求。該車對安全性的要求很高且不易維修 , 該車底盤的可靠性對客車來說非常重要。 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 11 汽車的型式是指其軸數(shù)、驅動型式、布置型式以及車身或駕駛室型式而言。 汽車的軸數(shù)和驅動型式 ：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。雙軸汽車前后軸總負荷一般不大于190KN，而三軸汽車前后軸總負荷不超過 320KN。 ： 4 2 式汽車結構簡單、制造成本低，故在轎車 和質(zhì)量小于 19t 的公路用車上廣泛應用。 汽車布置型式的選擇 汽車的布置型式是指發(fā)動機、驅動軸和車身（或駕駛室）的相互關系和布置特點而言。 （ 1） 發(fā)動機前置后橋驅動 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)動機中置后橋驅動 圖 發(fā)動機布置圖 （ 3） 發(fā)動機后置后橋