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—1—毕业论文设计题目汽车传动系参数优化设计学生姓名陈震学号20101002专业班级车辆工程10级1班指导教师姜平院系名称机械与汽车工程学院2014年6月7日—2—目录中文摘要..............................................................2英文摘要..............................................................31绪论................................................................41.1课题研究的目的和意义...........................................41.2国内外研究现状.................................................61.3本文的主要研究内容.............................................82汽车动力性及燃油经济性综合评价......................................92.1汽车动力性的评价指标..........................................102.2汽车燃油经济性评价指标........................................102.3汽车动力传动系统优化匹配的方法...............................113汽车动力性和燃油经济性的模拟计算...................................123.1发动机数学模型建立...........................................123.2最小二乘法曲面拟合...........................................123.3变速器换挡规律模型...........................................133.3.1汽车换挡规律处理.........................................133.3.2最佳动力规律处理.........................................143.3.3最佳经济性换挡规律.......................................144汽车传动系参数计算.................................................144.1汽车动力性参数计算...........................................154.1.1汽车动力性模拟计算.......................................154.1.2各档最大爬坡度计算.......................................164.1.3最高车速计算.............................................164.1.4汽车加速性能的计算.......................................164.2汽车燃油消耗量计算...........................................174.2.1等速行驶工况燃油消耗量计算...............................174.2.2等加速行驶工况燃油消耗量的计算............................184.2.3等减速行驶工况燃油消耗量的计算...........................184.2.4怠速停车时的燃油消耗量..................................194.2.5整个循环工况的百公里燃油消耗量...........................194.3汽车传动系匹配的数学模型.....................................205汽车动力传动系参数优化设计模型.....................................205.1设计变量确定.................................................255.2目标函数的建立...............................................255.2.1动力性目标函数...........................................255.2.2经济性目标函数...........................................265.2.3双目标函数转成单一目标函数...............................26—3—5.3约束条件的建立..............................................265.4优化数学模型的建立...........................................296传动系参数优化设计实例计算.........................................296.1发动机建模结果...............................................306.2传动系参数优化结果...........................................32结论.................................................................35致谢.................................................................36参考文献.............................................................36附录.................................................................37—4—汽车传动系参数优化设计摘要:本文利用优化设计思想,对货车动力传动系统参数进行优化设计,并编写了传动系参数优化设计的matlab程序。首先从汽车的动力性和燃油经济性入手,介绍了发动机外特性数学模型,总结出汽车动力性和燃油经济性的各项评价指标的计算方法。在此基础之上,基于优化设计的理论,将汽车动力性分目标函数和燃油经济性分目标函数统一成一个目标函数,采用加权组合法将多目标优化转化为单目标优化,以汽车整车基本性能要求和变速器速要求为约束条件,应用matlab软件进行计算,在满足汽车各性能指标的前提下,找出最佳的传动系参数,达到燃油消耗量最小和动力性优化的目的。基于以上理论,利用Matlab软件为开发工具,编制出了汽车传动系参数优化程序。最后以某货车为实例,对传动系参数进行了优化,根据程序的实用性和可靠性进行了检验,结果到达预定效果。关键词:优化,动力性,燃油经济性,传动系参数—5—AutomobilePower-trainParameterOptimizationAbstract:Inthisthesis,optimizationdesigntheorywasusedtooptimizethedesignofthepower-trainparametersofautomobile;andtheprogramofpower-trainparametersoptimizationdesignwasexploited.Firstly,beginningwiththepowerperformanceandfueleconomyofautomobile,thethesisintroducedthemathematicmodelofenginesandtransmissionetc,andsummarizedthecalculatingmethodsofpowerperformanceandfueleconomy.Basedonthis,usingoptimizationdesigntheory,itunitedthepowerperformanceandfueleconomyofautomobileintoanaimfunction.Referringtothecomprehensivevehicleperformances、speedratiooftransmission,itputforwardtheoptimizationdesignmethodofautomobilepower-trainparameters,andsolveditwithMatlabalgorithm.Basedonthetheory,Matlabwasusedasatooltoworkouttheprogramofpower-trainparametersoptimization,Besidesthepower-trainparametersoptimizationfunction,automobileperformancecanalsobecalculatedbytheprogram.Finally,acarofgasolineenginewastakenasanexample.Thepower-trainparameterwasoptimized,andasatisfyingresulthasbeengotafterthetestonpracticabilityandreliabilityofthisprogram.Keywords:OptimumDesign,Powerperformance,Fueleconomy,Power-trainparameters—6—1绪论1.1课题研究的目的和意义随着汽车保有量的增加,车用燃油消耗量占总燃油消耗量的比例逐年增加,导致中国对进口原油的依赖程度越来越大。2009年中国原油对外依存度超过了50%,然而中国汽车油耗水平与国外相比仍存在较大差距;2008年欧洲乘用车百公里平均油耗6.6升,日本5.9升。汽车尾气污染已经成为我国大中城市主要污染源之一。虽然在中国汽车行业已全面实施了国三排放标准,但是大量在用的汽车仍只能满足国二排放的标准。因此汽车的动力性和燃油经济性的匹配至关重要。近些年来,由于世界石油危机潜在威胁和环境保护的压力,人们开始探索除石油外的汽车代用燃料。综合各种因数分析的结果是:代用燃料是汽车燃料的长远发展方向,但是在相当长的时间里还无法与石油燃料竞争,石油仍是21世纪我国的主要能源。我国石油消耗占总能源消耗的20%。1990~1996年,中国石油表观消耗量(生产量十进口量一出口量)年均增长率为5.12%,而石油生产年均增长率仅为1.46%,1997~2000年石油生产年均增长也仅为1%。我国石油的产量和进口量相对需求量而言,总量短缺的矛盾在未来相当长时间内不会改变。汽车是人们生活中最重要的交通工具,最近几年,我国汽车的产量飞速增长,尤其是轿车正迅速普及市场,随着人们对汽车消费越来越理性,对汽车的动力性和燃油经济性的关注度越来越高,即要求汽车具有良好的动力性、舒适性等,同时又希望其油耗低。这给汽车设计者带来的任务就是如何在提高和保证汽车动力性的前提下又使汽车具有最佳的经济性能,一方面努力提高发动机的性能是目前的一个重要研究方向,另一方面,对汽车发动机、底盘传动系、道路行驶状况的合理匹配研究以提高汽车经济性能,目前国内在这方面的研究还远落后于美国等发达国家。因此汽车动力性和燃油经济性的研究至关重要,如何提高动力性的前提下又进一步改善燃
本文标题:汽车传动系参数优化设计
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