匹配3款
AMT经济性仿真结果如表6所示,通过对各等速油耗、循环油耗及CO2排放量的比较分析得:6DZS 180速比范围宽、级差和挡位数合理,因此经济性、排放最好;ZF-HP 504C速比范围窄、挡位数少,经济性、排放最差;10JZSD200,的经济性和排放介于中间,虽然10JZSD200速比范围最宽、挡位数最多、速比级差小,但是重量大,发动机特性及主减速器速比等与之匹配不合理等因素,使10JZSD200没能够体现出优势。
城市客车主要用于城市公共交通,道路平缓,最高车速和爬坡度要求不高,随着城市环境的恶化,对油耗和排放就提出更高的要求;根据图4分析可知,上述3种变速器的动力性都满足设计要求,匹配6DZS 180油耗为36.56L/ 100km 、 CO2排放量为4608g,是3款
AMT性能最优者。
三、变速器速比优化
变速器速比的优化是在满足排放和动力性的前提下,尽可能降低车辆油耗;因为主减速为原车匹配,不方便更换,只对变速器速比进行优化。
1.目标函数
文中优化目标是在满足动力性要求的前提下,使油耗最低,因此目标函数为minf(x)=F(x);式中F (x)为100km油耗。
2.优化参数
只对变速器速比进行优化因此6DZS 180速比为优化变量。
3.约束条件
文中优化目标是在满足排放和动力性要求的前提下,使油耗最低,CO2暂未有国标,但是在等油耗情况下排量越大,发动机燃烧情况越好;车辆动力性约束包括:最高车速;最大爬坡度;加速时间;各挡速比;以
4.优化过程图6所示。
根据约束条件,对6DZS 180变速器各挡速比取一合理的区间及优化步长,然后应用Cruise高级计算Matrix Calculation进行计算。首先计算最高车速、最大爬坡度及加速时间3个任务,如图5所示,仿真结果如图6所示。
根据计算结果,首先在DOEPlan中把不满足动力性要求的速比组合删除,其次根据动力性和经济性相对立的特征,去除加速时间小于18.2s所有速比组合,对剩余的速比组合进行油耗和CO2排放计算,具体如图7所示。因为动力性计算是静态计算,计算速度快,油耗计算是动态计算,计算复杂,速度慢,所以使 用此方法可以减少计算时间,提高优化效率,油耗和CO2排放仿真结果如图8所示。
取DOE Plan计算结果中油耗最低速比组合,具体如表7所示,其中0~70km/h力口速时间增加了0.45s、但是满足设计要求;油耗降低了6.6L/1 00km,节油率提高18%,效果十分明显;CO2抖卜放稍有增加。最后根据变速器的结构、性能等要求对速比进行修正,所得速比就是最优速比。
四、结论
(1)采用Cruise仿真软件对某城市客车的变速器进行匹配,最后选择6DZS 180变速器为最优匹配;
(2)使用Cruise中矩阵计算和DOE Plan对6DZS 180的速比进行优化,使6DZS 180的速比更加合理,百公里油耗下降18%。
(3)该匹配优化方法能够实现排放、动力性和经济性的综合评价,在提高整车经济性的同时兼顾动力性,为以后城市客车的动力系统匹配优化提供一种新方法。
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