基于城市循环工况的天然气城市客车动力传动系统优化匹配研究

【摘要】：我国是能源大国,随着能源危机的逐渐加剧,新能源汽车技术的发展越来越重要。新能源汽车的燃油经济性研究已经成为一个重要的课题,动力传动系统的合理匹配,对于降低城市客车燃油消耗量和减少排放具有重要意义。论文以西安市某天然气城市客车作为研究对象,利用AVL-CRUISE软件建立了该客车的整车及各部件仿真模型,并对样车模型进行动力性和燃油经济性的仿真,将西安市市区典型路段城市循环工况导入到CRUISE中,比较样车在西安市市区典型路段城市循环工况和城市四工况下发动机运行频率工况点分布,得出样车在西安市市区典型路段城市循环工况下发动机更多的工作在低转速区,因此西安市市区典型路段城市循环工况对西安市城市客车动力传动系统优化匹配更具有指导意义。对CRUISE软件所建立的天然气城市客车仿真模型与ISIGHT软件联合仿真,对变速器速比和主减速器速比进行参数优化,优化后变速器传动比从低档到高档分别是5.51、4.23、2.24、1.27、0.92;主减速器速比为4.25,且使样车的百公里燃料消耗量从40.72L/100km降到34.1L/100km,百公里燃料消耗量减少了17.4%。由于客车生产企业没有参数优化后对应的变速器速比和主减速器速比,因此选取了市面上已有的发动机、变速器和主减速器,对它们进行匹配组合及仿真计算分析,得出最优的动力传动系统匹配方案,此匹配下的样车百公里燃料消耗量从40.72L/100km降到36.89L/100km,燃料消耗量下降了9.2%。 【关键词】：客车 动力传动系统 燃料消耗量 仿真 优化匹配
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.2;U469.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 国内外动力传动系统优化匹配的研究现状8-10
• 1.2.1 国外动力传动系统优化匹配的研究现状8-9
• 1.2.2 国内动力传动系统优化匹配的研究现状9-10
• 1.3 本文主要研究内容10-12
• 第二章 西安市市区典型路段的城市循环工况12-24
• 2.1 西安市城市客车调研12-13
• 2.2 试验线路的选择13-14
• 2.3 数据采集和处理14-16
• 2.3.1 数据采集14
• 2.3.2 数据处理14-16
• 2.4 西安市市区典型路段城市循环工况的构建16-23
• 2.4.1 主成分分析17-18
• 2.4.2 聚类分析18-19
• 2.4.3 聚类分析结果19-21
• 2.4.4 典型站点运动区间的选取21-22
• 2.4.5 循环工况的建立22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 城市客车仿真模型的建立及仿真24-39
• 3.1 仿真软件及其建模方法24-25
• 3.1.1 软件主要功能介绍24
• 3.1.2 CRUISE建模方法24-25
• 3.2 仿真模型建立25-35
• 3.2.1 整车子系统模型25-27
• 3.2.2 动力子系统模型27-31
• 3.2.3 传动子系统模型31-34
• 3.2.4 数据总线的连接34-35
• 3.3 动力性和燃油经济性仿真分析35-38
• 3.3.1 动力性的仿真分析35-37
• 3.3.2 燃油经济性的仿真分析37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 动力传动系统的参数优化39-50
• 4.1 西安市市区典型路段城市循环工况导入及仿真分析39-41
• 4.2 城市客车动力传动系统参数优化数学模型的建立41-44
• 4.2.1 确定设计变量42
• 4.2.2 确定约束条件42-43
• 4.2.3 确定目标函数43-44
• 4.3 基于优化软件ISIGHT与CRUISE的联合仿真优化过程44-47
• 4.3.1 联合仿真的实现44-46
• 4.3.2 优化算法选择46-47
• 4.4 优化结果及分析47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 动力传动系统匹配50-58
• 5.1 动力传动系统匹配过程50
• 5.2 动力传动系匹配优化方案50-54
• 5.3 结果分析54-57
• 5.3.1 设计组合方案结果分析54-57
• 5.3.2 原方案和最优方案对比分析57
• 5.4 本章小结57-58
• 结论与展望58-60
• 论文结论58-59
• 展望59-60
• 参考文献60-64
• 致谢64

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