汽车动力传动系的优化设计

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摘要：随着汽车制造行业的发展，汽车在社会生活中逐渐普遍起来，汽车构造中的动力传动系，直接关系到企业的性能，针对汽车动力传动系实行优化设计，目的是提高汽车运行的经济效益。本文主要探讨汽车动力传动系优化设计的相关内容。

关键词：汽车;动力传动系;优化设计

汽车动力结构中的传动系是指负责传递动力的装置，传动系装置位于汽车的发动机与驱动轮之间，优化设计汽车动力传动系，有利于提高汽车的运行水平，而且传动系与汽车的整体性能、燃料效益等均存在着密切的关联，实现传动系的优化设计，不仅可以改善汽车的传动性能和燃油性能，更是可以减少汽车传动时的尾气排放量。

1汽车动力传动系匹配指标的优化设计

汽车动力传动系优化设计中的匹配指标，主要包括动力性、燃料经济性、综合评价指标3种，具体分析如下：1.1动力性指标汽车动力传动系中的动力性指标，是指汽车传动作用下的最高车速、加速性能和爬坡性能。汽车在路面良好的路线中的最高车速，反应了汽车传动系的极限能力，轿车车速范围是140~250km/h，货车车速范围是80~120km/h。动力性指标中的加速性能，反应了汽车行驶时的平均速度，加速性能没有统一的评价指标，可以利用原地起步加速时间、超车加速时间评价汽车动力传动性的加速性能。爬坡性能也就是最大爬坡度，汽车挂一挡后利用车速完成规定的爬坡操作，确保汽车传动性的稳定性。动力性指标的优化设计中，一定要注意指标与汽车动力传动系的相互匹配，保障汽车具有足够的传动能力。1.2燃料经济性指标燃料经济性是评价汽车动力传动系的一个指标，燃料经济性指标可以分析汽车传动系是否达到优化的标准。汽车额定荷载下挂高挡，水平行驶在路面上，记录等速行驶100km的燃油量，检测汽车速度在10km/h和20km/h状态下的燃油消耗量，绘制成等速燃料经济特性曲线，从曲线中评价汽车传动系的燃料经济性指标，进而优化设计出传动性的燃料经济性指标参数，明确汽车动力传动系的经济效益，方便用户选择省油的汽车品牌。1.3综合评价指标综合评价指标优化设计是指汽车动力传动系中的动力性指标与燃料经济性指标，综合评价两项指标并获取匹配的指标参数，提高汽车动力传动系的工作效率。常规理论中，汽车动力传动系的动力性能指标越高，燃料经济性能指标也会越高，因为汽车传动时需要消耗燃料，传动需求量越大燃料消耗越高，所以两项指标优化匹配时容易出现矛盾问题，只能选择最佳的匹配值，才能确保综合评价指标的合理性。综合评价指标中专门分析汽车原地起步状态下，连续执行换挡与加速，换挡加速的时间和多工况行驶中的燃料经济性指标实行加权值处理，把加权值当做综合评价指标，就可以获取最佳的综合评价指标匹配值。

2汽车动力传动系优化设计的建模分析

数学建模是研究汽车动力传动系统优化设计的基础，数学建模中可以描述出汽车动力传动系的特征，还可以模拟汽车发动机的特征。本文以汽车动力传动系优化设计中的键合图模型为例，分析建模中的优化设计。汽车动力传动系是由发动机、变速器、离合器、驱动桥、车轮等装置构成的，分析不同装置在汽车结构中的传动性能，采用键合图理论分析，明确传动系与汽车装置的相互关系。键合图建模中引入动力传动系状态方程的应用，利用方程推导的方法，掌握传动系的状态变量，汽车传动系的状态变量会随着时间发生改变，记录汽车行驶过程中传动系的状态变量，采用一组状态变量描述传动系，分析汽车动力传动系中惯性、容性等因素的影响，了解了汽车装置与传动系的关系后，才能根据汽车装置的实际情况优化设计动力传动系。

3汽车动力传动系优化设计的模拟计算

汽车动力传动系采用模拟计算的方法获取优化设计的变量数据，汽车动力传动系中的总传动比，是在发动机条件一定的情况下获取的，总传动比中包括汽车动力性、经济性和尾气排放参数，模拟计算时保障总传动比的优化性，有利于提高传动系的运行性能。汽车动力传动系统模拟计算中设置了约束条件，根据汽车的动力性要求，选择传动时的约束条件，如：驱动力、挡动力等，约束条件中也要考虑汽车对传动系的最高车速要求和最大爬坡度要求，设计出传动系各挡位的速比比值，优化传动系的工作性能。汽车动力传动系优化设计中，需要模拟尾气排放，汽车法规中明确规定了尾气的排放标准，必须在模拟计算中获取尾气排放要求，确保汽车动力传动系符合法律规定。汽车动力传动系优化计算模拟中，为了提高计算结果的准确性应该借助计算机程序，确保计算的速率和效率，为汽车动力传动系设计提供模拟的数值参考。

4结语

汽车动力传动系的优化设计中，采用建模分析与模拟计算的方法，完善传动系在汽车动力装置中的运行过程，保障汽车的经济效益和环保效益。汽车动力传动系的优化设计具有重要的作用，改善了汽车动力传动的过程。

参考文献：

［1］王东亮.汽车动力传动系扭转振动特性分析和抗扭设计研究［D］.成都:西南交通大学，2014.

［2］高炳钊.汽车动力传动系的若干非线性估计与控制研究［D］.长春:吉林大学，2009.

［3］王薇.汽车动力传动系计算仿真及参数优化设计［D］.长沙:湖南大学，2006.

［4］陈正江.汽车动力传动系优化设计研究［D］.武汉:武汉理工大学，2005.

作者:董中华 苏子健 杨逸斐 单位:中北大学