AVL-Cruise整车性能计算分析流程与规范

IQ/FTB204-20053Q/FTB204-2005AVL-Cruise计算分析整车性能的流程与规范1模型的构建要求1.1整车动力性、经济性计算分析参数的获取收集和整理关于该车的整车配置组件参数数据。主要包括发动机动力性、经济性参数；变速箱档位速比参数；后桥主减速比参数；轮胎参数；整车参数等。具体参数项目见附录1。1.2各配置组件建模1.2.1启动软件在桌面或程序中双击AVL-Cruise快捷图标，进入到AVL-Cruise用户界面，点击下图所示工具图标，进入模型创建窗口。进入模型创建窗口1.2.2建立整车参数模型进入模型创建窗口后，将鼠标选中VehicleModel，鼠标左键点击整车图标，按住左键将图标拖曳到建模区，如下图所示：双击整车图标后打开整车参数输入界面，根据参数输入要求依次填写数据：5Q/FTB204-2005Author：此处填写计算者,不能用中文，可以用汉语拼音和英文，该软件所有填写参数处均不能出现中文。Comment：此处填写分析的车型号。Notice1、Notice2、Notice3：此处填写分析者认为需要注意的事项，比如特殊发动机型号等，没有可以不填。1.2.2.1整车参数数据填写规则序号驾驶室形式迎风面积风阻系数备注1奇兵车身（平顶）5.0（1830*2760）0.7迎风面积=前轮距*整车高度2奇兵车身（高顶）6.422（1900*3380）0.7536系、9系平顶车身6．1(2020*3020)0.8重卡风阻系数参考值：0.7-146系、9系高顶车身7.0（2020*3460）0.95高顶加导流罩7.3（2020*3637）0.921.2.3发动机模型建立进入模型创建窗口后，将鼠标选中EngineModel，鼠标左键点击发动机图标，按住左键将图标拖曳到建模区，如下图所示：作者名称、注解说明，可以不填注解说明，可以不填油箱容积内外温差：0试验台架支点高度：100内外压差：0牵引点到前轴距离轴距空载、半载、满载下整车重心到前轴中心距离、重心高度、鞍点高度、前轮充气压力、后轮充气压力整备质量整车总重迎风面积风阻系数前轮举升系数后轮举升系数双击发动机图标后打开发动机参数输入界面，根据参数输入要求依次填写数据：1.2.3.1发动机参数输入规则序号发动机惯量达到全功率的响应时间柴油热值柴油密度1参考值：1.25参考值：0.1参考值：44000kj/kg0.82kg/L231.2.3.2发动机外特性曲线输入按照图示箭头位置单击按钮，弹出外特性输入窗口：型号是否有增压器发动机排量发动机工作温度缸数冲程数怠速转速额定最高转速惯量达到全功率响应时间0.1S燃油类型热值燃油密度作者名陈、注解说明注解说明7Q/FTB204-2005发动机转速与扭矩的关系从外特性数据表中可以直接得到；填写时注意对应关系即可。1.2.3.3发动机万有特性曲线输入发动机万有特性数据的输入需要注意数据与单位一致；当万有特性数据只有相对油耗（g/kwh）数据时，发动机的万有特性数据输入需要使用Properties选定指定油耗图来输入数据，如下图:此处根据厂家提供的发动机数据输入转速与扭矩关系此处根据厂家提供的发动机数据输入转速、扭矩、燃油消耗率的关系数据通过选定指定油耗图弹出：SpecificConsumptoinMap窗口，在这个窗口里分别输入转速、BMEP、燃油消耗率的对应数据关系。其中BMEP=2*3.14*n（转速）/V（排量）。1.2.4变速箱模型建立将变速箱模块拖曳到建模窗口中。双击图标后弹出变速箱对话框：添加注解或评论添加注解或评论单击此处输入速比9Q/FTB204-20051.2.5离合器模型建立将离合器模块拖曳到建模窗口中。单击离合器模块弹出离合器对话框：单击Pressure弹出压盘力窗口如下图：此处输入变速箱各档位速比添加注解输入惯量输出惯量最大传递扭矩输入惯量参考值：1.35；输出惯量参考值：0.111.2.6后桥主减器模型建立如下图单击鼠标左键弹出GearBox控制模块，鼠标左键选中SingleRatio并拖曳到建模窗口：鼠标左键双击SingleRatio弹出主减速器参数窗口：单击此处离合行程压盘力此处填写离合行程与压盘力的关系曲线注解注解速比输入惯量：参考值0.02输出惯量：参考值0.0211Q/FTB204-20051.2.7轮间差速器模型建立鼠标左键将差速器图标拖曳至建模窗口，如下图：双击差速器图标弹出数据窗口，如下：1.2.8制动器模型建立效率：参考值0.94单击此处弹出对话框注解注解选择是否锁止输出惯量：参考值0.02输出惯量：参考值0.02输入惯量：参考值0.02扭矩分配因子：1鼠标左键选中图标并拖曳至建模窗口，如下图：鼠标左键双击制动器图标，填出制动器数据窗口，如下图：1.2.9轮胎模型建立鼠标左键选中Wheel图标并拖曳至建模窗口，如下图：鼠标左键双击Wheel图标弹出数据对话框，如下图：注解注解制动缸面积摩擦系数制动力作用半径制动因子：盘式为1；鼓式大于1制动效率惯量：参考值1.013Q/FTB204-2005单击RollingRadius弹出数据对话框，如下图：单击RollingResistance弹出数据对话框，如下图：滚动阻力参数输入数值表轮胎与地面的滚动阻力参考滚动阻力参数输入数值表输入数据。需要注意的是：轮胎模型数据输入完成后，要通过单击Properties弹出的对话框中指定轮胎的位置前、后、左、右，如下图：注解注解惯量：参考值5.0轮荷修正系数参考值：0.02轮胎摩擦系数参考轮荷静态半径动态半径根据最高车速试验条件为设计满载质量下的测量的，因此，此处轮胎半径统一给静态负荷下半径1.2.10驾驶员模型建立单击图标弹出数据对话框，如下图：鼠标左键单击AccelerationPedalCharacteristic弹出数据对话框如下图：鼠标左键选中驾驶室图标并拖曳到建模窗口，如右图所示：注解注解换档方式前进档数踏板制动力缓速器级数倒档数15Q/FTB204-2005在此对话框中输入加速踏板与油门开启比例的对应关系；通常参考图中给出的数据填写；与此类似，依次点击ClutchPedalCharacteristic和BrakePedalCharacteristic按钮，可以依次弹出离合踏板与离合行程、制动踏板与制动压力的对应关系对话框，其数据填写与加速踏板一样。注意：以上各组件数据的填写除了表明使用参考数据外，其余参数均应以实际数据填写。2、整车模型的搭建2.1平板车、自卸车8*4整车模型各组件模块均拖曳到建模窗口并填好数据后，如下图将各组件按照动力传递的顺序连接起来。2.2平板车、自卸车6*4整车模型3、计算任务的设定根据软件的设计和整车技算的需要，应设定如下计算任务：3.1、全负荷加速度计算任务其中包括三个子任务：3.1.1、各档位最大加速度计算工况：此工况可以得到各档位下的最大加速度。3.1.2、起步连续换档加速度计算工况：此工况可以得到起步连续换档到某一车速时的加速时间。3.1.3、直接档加速度计算任务：此工况可以得到直接档在某一车速下加速到另一车速下的加速时间。3.2、等速巡航计算工况3.2.1、各档位等速油耗计算工况：此工况可以计算出各个档位在设定车速下的等速百公里油耗。3.2.2、最大车速计算工况：此工况可以计算出整车最大车速。3.3、爬坡计算工况：此工况可以计算各档位最大爬坡度。3.4、最大牵引力计算工况：此工况可以计算出各档位的最大牵引力，而且功率平衡图也是这一工况计算得出的。3.5、制动滑行工况：此工况可以计算制定车速下整车的制动距离和制动时间。3.6、计算任务加载方式17Q/FTB204-2005前面涉及到的各种计算任务其加载方法是一样的，方法如下：3.6.1、如下图鼠标右键单击Project弹出子菜单，鼠标左键在子菜单上选中add—TaskFolder添加到项目中。3.6.2、建立完任务夹后，如下图，鼠标右键单击TaskFolder弹出子菜单，鼠标左键在子菜单上选中所需的计算任务：比如，全负荷加速时间、等速油耗、爬坡性能、牵引力、制动滑行等。在各计算任务数据输入时注意选择与计算任务相适应的参数设置。4、计算结果输出4.1、计算数据输出整车模型建立完成，经过检查无误后可以进行计算，计算输出的数据主要有：输出项目整车配置备注动力性最高车速（km/h）最大爬坡度（%）原地起步连续换档至最高车速80%时加速时间直接档最低稳定转速加速到最高车速80%时加速时间最大牵引力（N）初速度50km/h制动距离（mm）初速度50km/h制动时间（S）功率储备（最高档加速度m/s2）制动减速度a=v2/2s（m/s2）经济性L/100km最高档等速30km/h等速40km/h等速50km/h等速60km/h等速70km/h等速80km/h综合计算值次高档等速30km/h等速40km/h等速50km/h等速60km/h等速70km/h等速80km/h综合计算值注：根据交通部发布的“营运货车燃料消耗限制和测量方法”的规定，营运货车的燃料消耗按照综合油耗计算，其计算公式：19Q/FTB204-2005因此，在计算完各档位等苏油耗的基础上要根据以上的权重系数和计算公式进行综合油耗的计算。4.2、计算图输出：4.2.1、功率平衡图输出:如下图所示，在ResultManager中左键单击tractionforce文件夹，在弹出的下拉数据中左键单击SuumationofWheelPower即可在右侧显示功率平衡图。4.2.2、爬坡度曲线图：如下图所示，在ResultManager中左键单击tractionforce文件夹，在弹出的下拉数据中左键单击ClimbingPerformance图标即可在窗口右侧显示爬坡性能曲线图。补充：考虑挂车情况下的牵引车建模考虑挂车情况下的牵引车建模模型如下图所示：带挂车的牵引车建模模型挂车参数输入：21Q/FTB204-2005考虑挂车的整车风阻是通过公式：计算得出的。因此，需要输入整车风阻系数、迎风面积和考虑挂车后被挂车挡住减少部分时的风阻系数、迎风面积等，具体参见下图：风阻系数输入列表：迎风面积输入列表：鞍点到挂车轴填0挂车整备质量整车总质量此数据中需要输入整车风阻系数、迎风面积和被挂车挡住后减少的迎风面积之间的关系；该数据需要试验获得带挂车的牵引车模型虽然可以建立，但是挂车与整车之间的风阻系数、迎风面积、挂车减少后的风阻系数、迎风面积之间的关系却没有试验数据可以支撑，因此建立此详细模型需要一定的数据支持！如果没有详细的挂车模型参数，则仍然借用原有的将挂车等效到牵引头上的简化牵引车模型进行计算，其误差相差不大！说明以上是运用Cruise进行模型建立的基本数据输入、模型搭建、计算任务、结果输出等基础知识，部分内容尚未完善，今后会随着计算需求的改变和提高进行及时的修正。此数据中需要输入整车风阻系数、迎风面积和被挂车挡住后减少的迎风系数之间的关系；该数据需要试验获得