汽车动力传动系参数分析及优化设计软件的开发

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1、维普资讯http://www.cqvip.com汽车动力传动系参数分析及优化设计软件的开发陈宗好张代胜肖悦高扬顾福勇(合肥工业大学)【摘要】根据VisualC++与MATLAB语言各自的优势特点，开发了一套以PC机为基础的汽车动力传动系参数影响分析及优化设计软件，分析了软件各组成模块的结构及功能特征，详细介绍了综合优化模块的实现原理和思想。利用该软件对某型客车的动力传动系进行优化，获得了较好的效果。【主题词】传动系汽车分析着重改善那些对汽车动力性和经济性影响较大的0前言参数，并提出一种最佳的改进方案，从而快捷、

2、有效地提高汽车的动力性和燃油经济性。汽车动力传动系的计算和优化匹配是汽车设1．2动力性和经济性综合优化功能模块计的一个重要组成部分，衡量设计指标涉及到动一般优化原则是在满足一定动力性的前提力性与经济性，设计过程除了模拟计算外，还耍进下，使燃油经济性达到最佳值，即以汽车动力性为行实验研究。由于这项工作的复杂性和多样化，因约束条件，燃油经济性为目标函数来进行传动系而需要一个合理的优化设计软件来支持。本文根参数的优化。但这样做的局限性在于不应把燃油据国内外汽车动力传动系参数影响分析及优化技经济性的改善建立在牺牲动力性

3、能的基础上。在术，开发了一套以PC机为基础的汽车动力传动系本模块中采用动力性和经济性双目标函数优化设参数分析及优化设计软件。这套软件是建立在企计的方法建立了传动系参数优化模型：业实际需求基础之上，因而具有很强的实期性，同MINF(x)=1AF+2Q∈R“，I+=1时功能方面也很灵活，并具有可扩展性。式中：一动力性加权因子；1软件功能模块一经济性加权因子；△F一归一化后的动力性分目标；1．1参数弹性系数分析功能模块Q一归一化后的经济性分目标。汽车动力性和燃油经济性的参数弹性系数是通过改变不同的加权因子组合，可以得

4、到较指某参数的变化对动力性和燃油经济性的影响程为实用的结果。度，即单位参数的变化率引起汽车性能指标的变1．3发动机外特性拟合功能模块化率。本模块中，能够对动力性指标——最大车该模块是个子模块，提供给其它模块调用。在速、最大爬坡度及加速时间分别进行参数弹性系本模块中，可以通过读取发动机台架实验所得的数分析；对燃油经济

5、I生指标——六工况实验条件Ⅳ组实验数据(／'t)(i=1，^，Ⅳ)进行外特性下累计百公里油耗进行弹性系数分析。通过本模拟合，其中，／'t为发动机转速，为转速n时所块的分析，可以明确哪些参数的影响比较

6、显著，哪对应的发动机扭矩。本模块输出一个wtx．txt些参数影响不大，这样在新车设计与旧车改进时，文件，文件内存放拟合后的多项式的系数，该文件收稿日期：2005—11—22·3O·上海汽车2006．02维普资讯http://www.cqvip.com是个临时文件，当wtx．txt文件被其它模块使用后自动删除。1．4发动机万有特性拟合功能模块该模块与发动机外特性拟合功能模块相似，所不同的是该模块通过读取J_Iv组实验数据(gn)(i=1，A，N)进行万有特性拟合，其中，为发动机转速，为发动机扭矩，g为对应的燃油消

7、耗率。本模块输出的一个wytx．txt文件供其它模块使用。1．5绘图功能模块该模块主要是从其它模块获得数据，然后负责绘制各种特性图，由于直接利用MATLAB绘图程序的外包，图形显示快捷。2应用软件的实现下面以综合优化功能块的实现为例介绍动力性和经济性综合优化功能块的实现。2．1基本原理和思想汽车传动系的动力性与经济性综合优化，不仅优化目标函数模型和优化过程复杂，优化约束条件多，且涉及到不同的计算机语言，各功能模块的数据交换频繁且繁琐，因此，从软件编制的角度来看，采用主程序、子程序的形式，不同的功能模图1综合优化

8、模块的程序控制流程块可以方便地调用相同的子程序，为计算结果建立专门的数据文件，便于其它主程序使用。该模块文件，最后填入加权因子。、。在数据正确输入的程序控制流程如图1所示，在进行综合优化时各以后，“开始优化”亮显，点击此按钮后优化开始。模块间的数据流程如图2所示。2．2实施步骤3软件应用实例在界面右方用鼠标单击“综合优化”，会出现本文利用该软件对某样车(客车)的传动系如图3所示动力性和经济性综合优化的主界面，用户须按照格式将整车参数和优化约束参数填入相参数进行了优化。汽车总重G=15．19万N，车轮应的栏内。用

9、户可以使用界面下方的“保存”按滚动半径r=0．505m，汽车迎风面积A=钮，将所输入的整车参数和约束条件参数保存到7．1lm，空气阻力系数C。=0．65，车轮滚动阻力一个指定的数据文件当中；而“打开”则与“保存”系数f=0．018，燃油重度=8．232N／ml，飞轮转功能相反，它可以打开用户指定的一个数据文件动惯量，，=0．6kg／m，车轮的转动惯量总和∑，并直接将数据调入，无需再经过