AVL CRUISE在传动系统优化及变速器开发中的应用 - 于娟

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1、AVL-CRUISE在传动系统匹配及变速器开发中的应用于娟(长安汽车股份有限公司汽车工程研究院CAE工程所重庆401120）摘要:通过试验获得某商用车的动力性及燃油经济性数据，现拟研究该车型搭载另外一款发动机以求达到更严格的性能要求。本文利用AVL-CRUISE软件建立整车仿真模型，进行动力性、经济性仿真，通过对变速器传动比进行优化，提出优化方案，并对经过工程化设计的传动方案进行仿真和试验验证。关键词:动力性经济性变速器开发传动系统匹配主要软件：AVL-CRUISE1引言汽车的整车性能不仅取决于发动机的优劣，还

2、与传动系统的匹配密切相关，传统的动力传动匹配方法就是试验，如果利用试验对所有设计方案进行验证会大大增加开发费用，延长设计周期，所以整车动力传动匹配和性能分析工作在没有试验样车的产品设计开发阶段尤为重要。本文即是利用AVL-CRUISE建立整车仿真模型，进行动力性及经济性仿真，对变速器传动比进行优化，提出优化方案，并对经过工程化设计的传动方案进行仿真和试验验证。2整车参数及性能指标2.1原车主要结构参数表1原车主要结构参数整备质量，kg1313外形尺寸，mm（长×宽×高）4390×1655×1935满载质量，kg

3、1988轮距,mm（前×后）1435×1435轮胎滚动半径，mm316前悬，mm640轴距，mm2800后悬，mm9502.2原车主要性能指标由道路试验所得原车的性能参数如下：表2原车性能指标参数测试项空载满载最大爬坡度[%]45.7530.15最高车速[km/h]135.0135.00~100km/h加速时间[s]16.9523.91三档40~80km/h加速时间[s]9.3113.26四档60~100km/h加速时间[s]18.2226.66五档80~110km/h加速时间[s]28.0342.35市区循环

4、油耗[L/100km]10.05市郊循环油耗[L/100km]7.74综合油耗[L/100km]8.602009AVL先进模拟技术中国用户大会论文13仿真计算与结果分析3.1确定仿真方案本次仿真拟分析原样车车型搭载目标发动机在不改变后桥速比的前提下，以原车动力性为目标对变速器进行优化匹配。经过前期考察发现现有变速器均不能满足性能需求，故考虑开发新变速器。通过仿真优化，得到最能满足性能要求的一组变速器速比，以此为依据进行变速器的工程化开发，最后进行性能验证。3.2建立模型根据该商用车前置后驱的传动系布置方式，利用

5、CRUISE建立如下图1所示的整车仿真模型。图1整车仿真模型图2整车仿真模型标定向模型中输入原车各系统参数得出仿真结果后，与原车试验数据进行对比来进一步完善模型参数，即对整车仿真模型进行标定。图2为固定档位等速油耗与起步加速和超车加速时间仿真结果与试验结果对比，由图可见其误差在允许范围内，故模型标定完成。3.3仿真分析3.3.1目标发动机匹配原变速器表3目标发动机匹配原变速器性能结果测试项空载满载最大爬坡度[%]48.6531.83最高车速[km/h]140.0140.00~100km/h加速时间[s]15.0

6、521.11三档40~80km/h加速时间[s]8.5212.11四档60~100km/h加速时间[s]16.5524.13五档80~110km/h加速时间[s]25.9939.03市区循环油耗[L/100km]10.06市郊循环油耗[L/100km]7.89综合油耗[L/100km]8.702009AVL先进模拟技术中国用户大会论文2首先进行目标发动机匹配原变速器的性能分析，将整车参数、发动机参数、变速器参数及其它操纵控制参数输入到仿真模块中，经过运行计算可得到以上表3性能数据。目标发动机匹配原变速器与原车性

7、能参数相比，动力性相对较好，但油耗不满足28工况综合油耗设计目标值（8.6L/100km），考虑通过优化传动比牺牲一定的动力性来改善其燃料经济性。在仿真过程中根据最大爬坡度及各档超车加速数据对各档传动比进行优化。优化后的传动比为4.227/2.488/1.670/1.166/0.977。档间比分别为1.70/1.50/1.43/1.19，满足ig1/ig2>=ig2/ig3>=…>=ign-1/ign的各档传动比关系分布。目标发动机匹配优化后的传动比的所得性能数据如表4。表4变速器优化后的仿真结果测试项空载满载

8、最大爬坡度[%]45.8130.15最高车速[km/h]139.0139.00~100km/h加速时间[s]15.2421.63三档40~80km/h加速时间[s]9.2713.24四档60~100km/h加速时间[s]18.2126.67五档80~110km/h加速时间[s]28.0542.37市区循环油耗[L/100km]9.27市郊循环油耗[L/100km]7.52综合油耗[L/