【正文】 計算方法的發(fā)展，計算機模擬計算方法為汽車動力性和燃料經(jīng)濟性預(yù)測提供了有效而準(zhǔn)確的工具。這種設(shè)計方法耗資大、周期長。這種研究方法周期長，成本高，同時在產(chǎn)品設(shè)計階段對整車及各總成方案的確定、結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇、傳動系參數(shù)與發(fā)動機的匹配等，就有一定的盲目性。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀汽車動力傳動系統(tǒng)的合理匹配，一直是汽車行業(yè)所關(guān)心的問題，是提高汽車傳動效率，提高汽車動力性和提高汽車燃油經(jīng)濟性的重要措施之一，國內(nèi)外很多專家學(xué)者都對此做了大量的研究工作。這樣不僅可以減少燃油消耗，減輕發(fā)動機磨損，提高發(fā)動機的使用壽命，而且可以取得良好的排放效果。即使一臺發(fā)動機具有良好的性能，如果沒有一個與之合理匹配的傳動系統(tǒng)，也不能充分發(fā)揮其性能。在評價汽車的整車性能時，往往要用到一些特定的指標(biāo)，如衡量汽車動力性的主要指標(biāo)是其最高車速、爬坡性能和加速性能等，衡量燃油經(jīng)濟性的主要指標(biāo)是汽車的等速燃油經(jīng)濟性和多工況燃油經(jīng)濟性。傳動系及參數(shù)的選擇變速器的型式速比范圍擋位數(shù)速比間隔；液力變矩器型式及尺寸；驅(qū)動橋的類型及尺寸。利用新能源研制高效太陽能電池；應(yīng)用氫氣儲存法和氫氣混合燃燒法。開發(fā)新動力開發(fā)新型發(fā)動機研制高效率循環(huán)發(fā)動機；研制氫氣發(fā)動機；研制利用電能的電動車；采用混合動力驅(qū)動系統(tǒng)。提高發(fā)動機性能改進現(xiàn)有發(fā)動機通過改善燃燒，減少冷卻損失以提高熱效率；采用可變氣門定時變排量技術(shù)以改善部分負(fù)荷特性；通過降低運轉(zhuǎn)部件的摩擦損失和發(fā)動機輔助設(shè)備的損失以提高機械效率；采用汽油噴射電子點火和微機控制使發(fā)動機工作過程最佳化。底盤輕量化采用新型輕質(zhì)材料，通過可靠性設(shè)計技術(shù)使整車質(zhì)量輕量化，使各總成部件附件緊湊；前置發(fā)動機前輪驅(qū)動化。因此汽車動力性和燃油經(jīng)濟性的研究至關(guān)重要，如何提高動力性的前提下又進一步改善燃油經(jīng)濟性，讓汽車發(fā)揮出更好的性能，本文主要的內(nèi)容就是針對汽車動力性和燃油經(jīng)濟性的優(yōu)化進行設(shè)計，通過調(diào)節(jié)傳動比及主減速器比來調(diào)節(jié)動力性和燃油經(jīng)濟性。汽車是人們生活中最重要的交通工具,最近幾年,我國汽車的產(chǎn)量飛速增長,尤其是轎車正迅速普及市場，隨著人們對汽車消費越來越理性,對汽車的動力性和燃油經(jīng)濟性的關(guān)注度越來越高,即要求汽車具有良好的動力性、舒適性等,同時又希望其油耗低。1990～1996年，中國石油表觀消耗量(生產(chǎn)量十進口量一出口量)%，%, 1997～2000年石油生產(chǎn)年均增長也僅為1%。綜合各種因數(shù)分析的結(jié)果是：代用燃料是汽車燃料的長遠(yuǎn)發(fā)展方向，但是在相當(dāng)長的時間里還無法與石油燃料競爭，石油仍是21世紀(jì)我國的主要能源。 因此汽車的動力性和燃油經(jīng)濟性的匹配至關(guān)重要。 汽車尾氣污染已經(jīng)成為我國大中城市主要污染源之一。 and the program of powertrain parameters optimization design was exploited. Firstly, beginning with the power performance and fuel economy of automobile, the thesis introduced the mathematic model of engines and transmission etc, and summarized the calculating methods of power performance and fuel economy . Based on this, using optimization design theory, it united the power performance and fuel economy of automobile into an aim function. Referring to the prehensive vehicle performances、speed ratio of transmission , it put forward the optimization design method of automobile powertrain parameters, and solved it with Matlab algorithm. Based on the theory, Matlab was used as a tool to work out the program of powertrain parameters optimization, Besides the powertrain parameters optimization function, automobile performance can also be calculated by the program. Finally, a car of gasoline engine was taken as an example. The powertrain parameter was optimized, and a satisfying result has been got after the test on practicability and reliability of this program. Keywords: Optimum Design， Power performance，F(xiàn)uel economy，Powertrain parameters1 緒論 課題研究的目的和意義隨著汽車保有量的增加，車用燃油消耗量占總?cè)加拖牧康谋壤鹉暝黾?，?dǎo)致中國對進口原油的依賴程度越來越大。最后以某貨車為實例，對傳動系參數(shù)進行了優(yōu)化，根據(jù)程序的實用性和可靠性進行了檢驗，結(jié)果到達預(yù)定效果。在此基礎(chǔ)之上，基于優(yōu)化設(shè)計的理論，將汽車動力性分目標(biāo)函數(shù)和燃油經(jīng)濟性分目標(biāo)函數(shù)統(tǒng)一成一個目標(biāo)函數(shù)，采用加權(quán)組合法將多目標(biāo)優(yōu)化轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化，以汽車整車基本性能要求和變速器速要求為約束條件，應(yīng)用matlab軟件進行計算，在滿足汽車各性能指標(biāo)的前提下，找出最佳的傳動系參數(shù)，達到燃油消耗量最小和動力性優(yōu)化的目的。畢 業(yè) 論 文設(shè)計題目 汽車傳動系參數(shù)優(yōu)化設(shè)計 學(xué)生姓名 陳震 學(xué) 號 20101002 專業(yè)班級 車輛工程10級1班 指導(dǎo)教師 姜平 院系名稱 機械與汽車工程學(xué)院 2014 年 6月 7日目 錄中文摘要 2英文摘要 31 緒論 4 ...................4 6 82 汽車動力性及燃油經(jīng)濟性綜合評價 9 10 10 113 汽車動力性和燃油經(jīng)濟性的模擬計算 12 發(fā)動機數(shù)學(xué)模型建立 12 最小二乘法曲面擬合 12 變速器換擋規(guī)律模型 13 汽車換擋規(guī)律處理 13 最佳動力規(guī)律處理 14 最佳經(jīng)濟性換擋規(guī)律 144 汽車傳動系參數(shù)計算 14 汽車動力性參數(shù)計算 15 汽車動力性模擬計算 15 各檔最大爬坡度計算 16 最高車速計算 16 汽車加速性能的計算 16 汽車燃油消耗量計算 17 等速行駛工況燃油消耗量計算 17 18 等減速行駛工況燃油消耗量的計算 18 怠速停車時的燃油消耗量 19 整個循環(huán)工況的百公里燃油消耗量 19 汽車傳動系匹配的數(shù)學(xué)模型 205 汽車動力傳動系參數(shù)優(yōu)化設(shè)計模型 20 設(shè)計變量確定 25 目標(biāo)函數(shù)的建立 25 動力性目標(biāo)函數(shù) 25 經(jīng)濟性目標(biāo)函數(shù) 26 雙目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)成單一目標(biāo)函數(shù) 26 約束條件的建立 26 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立 296 傳動系參數(shù)優(yōu)化設(shè)計實例計算 29 發(fā)動機建模結(jié)果 30 傳動系參數(shù)優(yōu)化結(jié)果 32結(jié)論 35致謝 36參考文獻 36附錄 37汽車傳動系參數(shù)優(yōu)化設(shè)計摘要：本文利用優(yōu)化設(shè)計思想，對貨車動力傳動系統(tǒng)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計，并編寫了傳動系參數(shù)優(yōu)化設(shè)計的matlab程序。首先從汽車的動力性和燃油經(jīng)濟性入手，介紹了發(fā)動機外特性數(shù)學(xué)模型，總結(jié)出汽車動力性和燃油經(jīng)濟性的各項評價指標(biāo)的計算方法。基于以上理論，利用 Matlab軟件為開發(fā)工具，編制出了汽車傳動系參數(shù)優(yōu)化程序。 關(guān)鍵詞： 優(yōu)化，動力性，燃油經(jīng)濟性，傳動系參數(shù) Automobile Powertrain Parameter OptimizationAbstract: In this thesis, optimization design theory was used to optimize the design of the powertrain parameters of automobile。2009年中國原油對外依存度超過了50%，然而中國汽車油耗水平與國外相比仍存在較大差距；。雖然在中國汽車行業(yè)已全面實施了國三排放標(biāo)準(zhǔn)，但是大量在用的汽車仍只能滿足國二排放的標(biāo)準(zhǔn)。近些年來，由于世界石油危機潛在威脅和環(huán)境保護的壓力，人們開始探索除石油外的汽車代用燃料。我國石油消耗占總能源消耗的20%。我國石油的產(chǎn)量和進口量相對需求量而言，總量短缺的矛盾在未來相當(dāng)長時間內(nèi)不會改變。這給汽車設(shè)計者帶來的任務(wù)就是如何在提高和保證汽車動力性的前提下又使汽車具有最佳的經(jīng)濟性能,一方面努力提高發(fā)動機的性能是目前的一個重要研究方向,另一方面,對汽車發(fā)動機、底盤傳動系、道路行駛狀況的合理匹配研究以提高汽車經(jīng)濟性能,目前國內(nèi)在這方面的研究還遠(yuǎn)落后于美國等發(fā)達國家。 改善汽車性能的研究研究方法解決措施提高汽車行駛效率減少汽車行駛阻力通過改進車身造型改善車身結(jié)構(gòu)來減少迎風(fēng)面積和空氣阻力；通過改進輪胎結(jié)構(gòu)減少滾動阻力。提高驅(qū)動效率采用自動或無級變速系統(tǒng)，減少軸承與齒輪的摩擦損失，提高傳動系統(tǒng)的傳動效率。提高能源利用率利用渦輪增壓回收廢氣能量；利用儲能裝置（飛輪）回收制動能量；提高附屬裝置（空調(diào)、電器裝置等）的效率。利用新型燃料采用外燃機燃燒低質(zhì)燃油；利用液化天然氣石油氣等燃料；利用乙醇甲醇等合成燃料。優(yōu)化動力系統(tǒng)發(fā)動機的選型汽油機與柴油機的選擇；發(fā)動機使用特性的選擇；發(fā)動機排量的選擇。汽車整車性能的好壞不僅僅取決于發(fā)動機和傳動系各自單獨的性能，而且在很大程度上取決于二者匹配得如何。這些指標(biāo)除了反映發(fā)動機本身的動力性、燃油經(jīng)濟性外，還體現(xiàn)了整車驅(qū)動系統(tǒng)(包括發(fā)動機、變速器、主減速器以及驅(qū)動輪等)的相互配合及優(yōu)化程度。能與發(fā)動機合理匹配的傳動系統(tǒng)可以使發(fā)動機經(jīng)常在其理想工作區(qū)附近工作。因此，通過合理匹配汽車動力傳動系統(tǒng)來提高汽車的動力性，降低燃油經(jīng)濟性具有較大的潛力，是一個可以進一步研究的課題。一般對汽車的動力性和燃料經(jīng)濟性研究，是通過進行實車道路試驗之后給予最后評價的。為研究傳動系的匹配，傳統(tǒng)的做法首先根據(jù)設(shè)計者的經(jīng)驗和汽車在某些極限行駛狀況下的動力性要求來選擇幾種方案進行設(shè)計、試制、試驗，然后通過試驗結(jié)果的對比，修改設(shè)計方案，再試制、試驗，如此反復(fù)，才能得到一種較好的設(shè)計方案。因此，設(shè)計者因受時間和經(jīng)費所限，往往簡單地采用參照法決定了動力與傳動系的匹配，其結(jié)果雖然能滿足基本性能要求，但是發(fā)動機與傳動系的匹配卻不盡合理，沒有充分發(fā)揮其性能指標(biāo)，還增加了燃料消耗，加速了發(fā)動機磨損，降低了發(fā)動機使用壽命，惡化了發(fā)動機廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。計算機模擬與一般的性能計算方法相比，有著許多優(yōu)點： (1）它可以考察出汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)是如何影響汽車動力性、燃油經(jīng)濟性和排放性能，特別是這些參數(shù)微小的變化時，實際車輛試驗往往測量不出對動力性、燃油經(jīng)濟性和排放性能的影響，而計算機模擬計算則可算出其微小的影響。所以，在計算機模擬的情況下可以采用能精確描述所研究運動的較復(fù)雜模型，這就使計算結(jié)果更接近實際。 (4）它能在很短時間內(nèi)對大量的設(shè)計方案進行運算，查明這些方案和參數(shù)對汽車性能的影響，有助于設(shè)計人員很快地找到比較有利的設(shè)計方案和參數(shù)匹配。中國作為一個汽車大國，但并非是汽車強國，在汽車的開發(fā)研究和試驗測試方面跟國外汽車公司相比有一定的差距。技術(shù)部門的設(shè)計任務(wù)是實現(xiàn)汽車的性能，動力性和燃油經(jīng)濟性是其中最基本、最重要的性能。但隨著社會經(jīng)濟、汽車技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展，汽車的