金屬帶式無級變速汽車的整車性能模擬計算

1、 Performance and Fuel Economy Simulationfor Vehicle with Metal V-belt CVTLiu, Zhao Xiaofeng, Li Xiaoqing, Zhou Zhiqiang(Chery Automotive Co., Wuhu Anhui 241009,China)Abstract: Just by matching engine and vehicle well, the advantage of Continuously Variable Transmis(CVT)for vehicle performance and fu

2、el economy can be achieved. Based on AVL CRUISE software, through mingand simulating the vehicle with torque convector, CVT and control strategy, the transmissystem performancecan be evaluated and improved.Key words: Continuously Variable Transmis(CVT); performance; fuel economy; simulation? ? ? ? ?

3、 ? ?1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Continuously Variable Transmis? ? ? ?,CVT? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - 1 -為泵輪扭矩，Nm； nP = n ，即泵輪轉(zhuǎn)速等于發(fā)轉(zhuǎn)速，r/min； nT 為渦輪轉(zhuǎn)速，r/min；iT 為變矩器速比。當(dāng)發(fā)與液力變矩器達(dá)到共同作用點時， TP = Ttq ；當(dāng)發(fā)和液力變矩器未達(dá)到共同作用點時， TP 按照下式計算：圖 1-1 金屬帶式無級變速器結(jié)構(gòu)示意圖 Fig-1 Metal V-belt C

4、VT mT = gD5n2PpP2 1其中， p 為泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)，(m rpm )； 2建立 CRUISE 仿真模型為工作液密度， kg / m3 ； D 為變矩器有效直以一款裝有 2.0L 自然吸氣發(fā)的前置前驅(qū)無級變速轎車為例，建立仿真模型。徑, m 。在某一任意工況下，設(shè)無級變速器的速為更好的理解建模和分析過程，首先對涉及汽車動力性、經(jīng)濟性的原理方程進(jìn)行闡述。比為ix ，傳動效率為x ，綜上可以確定帶有2.1. 汽車行駛方程式液力變矩器和無級變速器的整車的驅(qū)動力 Ft在無風(fēng)條件下，良好道的汽車行駛為：阻力包含了車輪的滾動阻力Ff 、空氣阻力 KTPixi0 x 0FF 、加速阻力 F 、爬

5、坡阻力 F ，因此trwaid整車行駛時的車速ua 為：汽車行駛方程式1 ：ni ru =0.377T dFt Ff + Fw + Fi + Faai ix 0根據(jù)液力變矩器的變矩特性，可以確定i0 表示主器傳動比，0 表示主器的液力變矩器的輸出特性，即：機械效率， rd 為驅(qū)動輪的滾動半徑。TT = K TPnT = iT nP帶有液力變矩器的無級變速汽車的行駛方程式可變換為：nP = nC Au 2KT i i P x 0 x 0 = Gfr+ Gi + Da + F其中，T 為渦輪扭矩，Nm；K 為轉(zhuǎn)矩比；TaTP21.15d- 2 -dudt對于有級式變速器，F(xiàn) = m， 為a旋轉(zhuǎn)質(zhì)量

6、轉(zhuǎn)換系數(shù)。但是對于既有液力變矩器，又有無級變速器的傳動系統(tǒng)而言，加速阻力還應(yīng)包括液力變矩器的速比變化和CVT的速比變化帶來的加速阻力。當(dāng)液力變矩器和發(fā)達(dá)到共同作用點時，根據(jù)汽車行駛方程式以及：TP = Ttq圖 2-1 汽車仿真模型 Fig2-1 Vehicle simulation m在該模型中，除包含整車模塊（Vehicle），T ntqP e9550發(fā)模塊（Engine），主器模塊（Single可以確定等速百公里燃油消耗量（L/100km）：Ratio），差速器模塊（Differential），駕駛室模塊（Cockpit）等常規(guī)模塊信息外，無級變速的建模還需增加液力變矩器模塊（Torqu

7、e Convector），無級變速器模塊（CVT），無級變速器控制模塊（CVT Control）等信息。Pe beQ S1.02u ga式中： Pe 為發(fā)有效功率，kw；be 為發(fā)動機燃油消耗率，g/(kwh)； 為燃油的密度，kg/L。同理，由等速、等加速、等2.3參數(shù)輸入、怠速計算需要主要參數(shù)如表 2-1 所示，發(fā)動停車等行駛工況組成的循環(huán)試驗工況的百公機 MAP 圖和整車滑行阻力曲線如圖 2-2、2-3里燃油消耗量（L/100km）為所示。除此常規(guī)計算所需參數(shù)，對于液力變Q矩器、無級變速器，建模和計算還需要相應(yīng)100QA =s的液力變矩器的變矩特性（圖 2-4），CVT 的式中， Q 為

8、所有過程油耗之和（mL）；S為整個循環(huán)的行駛距離（m）。調(diào)速特性（圖 2-5）和 CVT 的傳動效率（圖2-6）。表 2-1 車型主要參數(shù) Table2-1 Main parameters 2.2建立模型運用模塊化的方法建立如圖 2-1 所示的CRUISE 仿真模型。 - 3 -整備質(zhì)量（kg） 1275 輪胎半徑（mm） 287 迎風(fēng)面積（mm） 2.03 主減速比/效率 4.1/0.98 CVT 最大速比 2.39 CVT 最小速比 0.44 圖 2-2 發(fā)動機 MAP 圖 Fig2-2 Engine map 圖 2-6 CVT 傳動效率 Fig2-6 CVT Efficiency 3仿真

9、結(jié)果分析動力性選取原地起步百公里加速，經(jīng)濟性選取 NEDC 循環(huán)工況來對帶液力變矩器的無級變速汽車的工作過程進(jìn)行分析。3.1 原地起步百公里加速圖 2-3 滑行阻力曲線 Fig2-3 Rolling resistance curve 在 CRUISE 中定制原地起步百公里加速的計算任務(wù)2 時，加速換檔按照換檔策略進(jìn)行控制，并選取按照最大加速度加速。仿真得到的整車加速過程曲線如圖 3-1 所示，液力變矩器扭矩變化如圖 3-2 所示，CVT 速比變化如圖 3-3 所示。經(jīng)計算，該車原地起步百公里加速時間為 12.88s，與相同車輛擋版基本一致。圖 2-4 液力變矩器變矩特性 Fig2-4 Torq

10、ue Conversion of TC 圖 3-1 百公里加速過程曲線 Fig3-1 0-100km/h accelerating process curve 圖 2-5 CVT 調(diào)速特性 Fig2-5 Desired Transmission Ratio of CVT - 4 -圖 3-2 加速工況液力變矩器扭矩變化 Fig3-2 Torque Conversion of TC in acceleration - 5 - ?transmis J . IEEE Tranions on? ? ?Control Systems Technology, 2002, 10 (5) :701708. ? ? ? ? 4 |? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? _? ? ? ? ? ? ?=;:? / .-,+ ?*?) ? ? ? ?* ? ?|? ? ? ?.-? ?,? ?,