汽车传动系参数的模糊优化分析与软件开发

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1、独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中明确的说明并表示了谢意。研究生签名：墨区五醴日期z竺星．妄』歹关于论文使用授权的说明本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论

2、文。(保密的论文在解密后遵守此规定)觅鳓i．』避一孚吵觞，彳胆I写期：Z护矿g,Y／S武汉理工大学硕士学位论文1．1研究的目的和意义第1章绪论人类社会的发展，使得人员的出行和货物的运输范围越来越广，频率也越来越高，所以人类不断开发出各种各样的交通工具。汽车便是其中最杰出的代表。自从汽车诞生以来，它已从根本上改变了人类社会的面貌，为人类社会的进步作出了巨大的贡献。然而，随着汽车保有量的不断增加，作为汽车主要燃料的石油的供给日趋紧张；同时，汽车的大量增加也给地球的环境带来许多问题，大量的尾气严重污染了地球的大气，由此引发的温室效应已成为全世界关注的大事。

3、因此，如何在保证汽车动力性的情况下，尽量降低汽车的燃料消耗，并实现良好的尾气排放是目前汽车工业急需解决的问题之一。从上世纪70年代以来，世界各主要的汽车生产国为了达到降低汽车油耗和改善汽车排放特性的目的，采取了一系列的措施，主要包括Ⅲ：1．提高发动机的性能(1)改进现有发动机——通过改善燃烧，减少冷却损失以提高热效率；采用可变气门正时、变排量技术以及改善部分负荷性能；通过降低运转部件的摩擦和发动机辅助设备的损失以提高机械效率；采用汽油喷射、电子点火和微机控制使发动机工作过程最佳化。(2)提高能源利用率——利用涡轮增压回收废气能量；利用储能装置(飞轮)

4、回收制动能量：提高附属装置(空调、电器装置等)的效率。2．提高汽车行驶效率(1)减少行驶阻力——通过改进车身造型、改善车身结构来减少迎风面积和空气阻力；通过改进轮胎结构减少滚动阻力。(2)底盘轻量化——采用新型轻质材料，通过可靠性设计技术使整车质量轻量化，使各总成部件、附件紧凑；前置发动机、前轮驱动化。(3)提高驱动效率——采用自动或无级变速系统，减少轴承与齿轮的摩擦损失，提高传动系统的传动效率。3．开发利用新型动力装置(1)利用新一代发动机——研制高效率循环发动机；研制氢气发动机。武汉理工大学硕士学位论文(2)研制利用电能的电动车；主要包括纯电动汽

5、车、燃料电池电动车和混和动力电动车。(3)利用代用燃料——采用外燃机燃烧低质燃油；利用乙醇、甲醇等合成燃料。(4)利用新能源——研制高效太阳能电池；应用氢气储存法和氢气混合燃烧法。4．优化匹配动力传动系统(1)发动机的合理选型——汽油机与柴油机的选择；发动机使用特性的选择；发动机排量的选择。(2)传动系型式及参数的合理选择——主要包括：变速器的型式、速比范围、档位数、速比间隔；液力变矩器型式及尺寸；驱动桥的类型及尺寸。一辆汽车动力传动系统匹配的合理程度，在很大程度上决定了该车的动力性、经济性和排放特性的好坏。所以，如果发动机与传动系之间和传动系各部分

6、之间没有一个良好的匹配关系，即使是一流的发动机加上一流的底盘也不等于一流的汽车。据文献资料表明：目前大部分国产汽车的发动机均工作在远离最佳燃油经济区的范围，在发动机整个持续工作时间内其平均的工作效率仅为11--一18％，而对于汽车发动机而言，其最佳效率为30％～35％。这主要是由于发动机与传动系参数匹配不当造成的口1。因而，通过合理地优化、匹配汽车的动力传动系统从而提高汽车的运输效率，降低燃油消耗，改善汽车的排放特性，具有较大的潜力。1．2国内外研究状况1．2．1国外的研究状况汽车动力传动系统的优化匹配研究及其计算机模拟程序的开发，在国外起步较早。从

7、上世纪六十年代中期到七十年代，有关动力传动系统的模拟计算一直处于建模和模拟软件开发的水平上。1972年，美国通用汽车公司首先开发了汽车动力性与燃料经济性的通用预测程序GPSIM(GeneralPurposeAutomaticVehiclePerformanceandEconomySimulator)，该程序可以模拟汽车在任何行驶工况下的瞬时油耗、累积油耗、行驶时间和距离，预测汽车设计参数如重量、传动系速比、空气阻力系数等的变化对性能的影响。70年代中后期，欧美武汉理工大学硕士学位论文各国主要通过减小变速器和驱动桥的传动比来改善燃油经济性，但同时降低了

8、汽车的动力性。80年代初，为了满足用户提出的高效率、高燃油经济性的要求，动力传动系统工程师通过减小汽车尺寸和