随着城市规模扩大,对城市客车的动力性和经济性提出更高要求。影响车辆动力性和经济的因素有很多,文中从传动系入手,通过Cruise对车辆进行经济性和动力性计算,应用Cruise自带矩阵计算和DOE Plan计算工具对速比进行优化,选择出一组最优速比,为以后城市客车传动系匹配优化提供一种新方法。
一、采用Cruise进行建模
1.整车Cruise模型
建模需要发动机、变速器、主减速器、轮胎及车辆质量和几何尺寸,具体见表1;利用Cruise方便快捷的建模方法,把发动机、变速器、主减速器、轮胎、驾驶室及整车模块按需要拖到建模界面,把表1参数分别填入各模块,然后进行机械、电气和信号的连接,所建模型如图1所示。
2.模型校核
模型初步搭建好,需要通过试验对模型进行校核,使模型精度满足仿真需要;模型校核方法如下:(1)通过滑行试验数据与仿真数据进行对比,对车辆行驶阻力进行修正,如缺风阻系数等,通过对试验数据处理,使用Cruise提供的滑行试验数据直接生成行驶阻力曲线工具,使行驶阻力满足仿真要求;(2)如果行驶阻力已不能再修正,则通过修正传动系传动效率修正模型;(3)通过循环油耗等试验对发动机特性图进行修正,使仿真油耗满足仿真要求。图2是滑行试验结果与仿真结果对比图,表2、表3为车辆最高车速、最大爬坡度、0.70km/h连续换挡加速时间及10km/h、20km/h、40km/h、60km/h、70km/h等速行驶工况油耗。
由于试验环境、换挡操作和换挡策略与仿真存在差异,所以车辆动力性和经济性试验结果比仿真结果偏大,但是根据表2、表3可知误差在允许范围内,所建模型满足仿真要求,能够真实反映车辆状态。
二、变速器优化选择
现有3款客车AMT供匹配,原装进口ZF-HP 504C五挡AMT,国内某变速器公司提供的6DZS 180六挡和10JZSD200十挡2款客车用AMT、 3款AMT速比如表4所示;现分别对3款AMT匹配城市客车的动力性和经济性进行仿真,选择出一款最优AMT。
匹配3款AMT动力性仿真结果如表5所示:匹配3款AMT最高车速都超过70km/h,都满足设计要求,其中匹配6DSZ 180 AMT最高挡速比最小,所以最高车速最高,达到80km/h;匹配3款AMT最大爬坡度都大于20%,其中匹配10JZSD200具有最低挡最大速比,所以具有最大爬坡度能力,达到21.70%;匹配3款AMT 0 ~70km/h加速时间都小于20s,其中ZF-HP 504C挡位最少,速比范围最窄,级差合理,所得加速时间最短,加速时间为17.21s。