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        匹配兩款變速箱的牽引車性能仿真對比研究

        2021-11-04 01:40:36董鵬
        交通科技與管理 2021年32期

        董鵬

        摘 要:用CRUISE軟件某款4×2牽引車建立仿真模型,分別對整車匹配法士特12JSDX220TA-B變速箱和重汽HW19712CL變速箱最高車速,頭檔最大爬坡度,百公里加速性能和勻速行駛百公里油耗進(jìn)行了仿真計算,并通過綜合對比分析,發(fā)現(xiàn)匹配該款國產(chǎn)4×2牽引車時,法士特12JSDX220TA-B的動力性和經(jīng)濟(jì)性較優(yōu)。

        關(guān)鍵詞:變速箱;匹配分析;整車性能

        中圖分類號:U462.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

        0 引言

        近幾年快遞運輸業(yè)發(fā)展迅速,重型商用車作出了重要的貢獻(xiàn),對重型商用車來說,良好的動力性和經(jīng)濟(jì)性能尤為重要。變速箱作為動力總成的主要組成部分,主要起減速增扭的作用,整車匹配不同的變速箱對動力性和經(jīng)濟(jì)性影響顯著。

        奧地利AVL公司研發(fā)的CRUISE軟件已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于整車性能仿真中[1],為了快速了解變速箱匹配對整車動力性和經(jīng)濟(jì)性的影響,本文針對某款國產(chǎn)4×2牽引車,預(yù)選2款變速箱,使用CRUISE建立仿真模型,進(jìn)行動力性和經(jīng)濟(jì)性仿真對比分析,在理論上確保該款車匹配更佳的變速箱方案。

        1 整車參數(shù)及建模

        1.1 整車主要參數(shù)及變速箱速比

        本文以某款4×2驅(qū)動形式的重型牽引車為例,整車參數(shù)見表1。

        該車型預(yù)選兩款變速箱,方案1為法士特12JSDX220TA-B;方案2為重汽HW19712CL,兩款變速箱速比見表2。

        1.2 仿真模型建立

        牽引車整車由牽引車頭和半掛車組成,整車布置緊湊,動力總成前置后驅(qū),半掛車按照三軸考慮。根據(jù)整車及變速箱參數(shù),建立整車模塊(Vehicle)、發(fā)動機(jī)模塊(Engine)、機(jī)械式摩擦離合器模塊(Clutch)、變速箱模塊(Gear Box),減速器模塊(Single Radio Transmission)、制動器模塊(Brake)、車輪模塊(Wheel)、駕駛臺(Cockpit)、差速器模塊(Differential)和監(jiān)視器模塊(Monitor)。并建立對應(yīng)的物理連接和信號連接,最終模型如圖1所示。

        2 性能仿真對比分析

        Cruise中計算任務(wù)包括循環(huán)行駛工況(Cycle Run)、爬坡性能分析(Climbing Performance)、穩(wěn)態(tài)行駛性能分析(Constant Drive)、全負(fù)荷加速性能計算(Full Load Acceleration)、最大牽引力

        計算(Maximum Traction Force)、巡航行駛工況計算(Cruising)、制動/滑行/反拖(Brake/Coast/Thrust)。不同的計算任務(wù)分別對應(yīng)各自合適的計算方法,計算方法包括靜態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)、仿真。需要根據(jù)仿真需求選擇計算任務(wù),并選擇合適的計算方法對4種后橋速比方案下整車動力性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行計算[2-3]。

        2.1 動力性結(jié)果對比

        最高車速、爬坡性、加速性是評價動力性能的重要指標(biāo),依據(jù)整車動力性理論對動力性進(jìn)行仿真計算。選擇conatant drive計算任務(wù),采用靜態(tài)計算方法計算滿載時的最高車速;選擇climbing performance計算任務(wù),采用靜態(tài)計算方法計算最大爬坡度;使用full load acceleration計算任務(wù)和仿真計算方法計算連續(xù)換擋加速到100 km/h的時間。兩種方案的爬坡度分析結(jié)果如圖2所示;仿真結(jié)果及對比如表3所示。

        通過動力性仿真結(jié)果,發(fā)現(xiàn)方案1的最高車速為121 km/h,比方案2的最高車速高了2.47%;方案1最大爬坡度為36.01%,比方案2高2.75%;而方案1和方案2的百公里加速時間相差不大,方案2僅比方案1快了0.4%。

        2.2 經(jīng)濟(jì)性結(jié)果對比

        燃油經(jīng)濟(jì)評價,包括循環(huán)工況下的百公里油耗和等速百公里油耗,通常情況下,循環(huán)工況下的百公里油耗更能夠貼近整個車輛實際路況的百公里油耗,特別是對于行駛路況復(fù)雜的自卸車,用循環(huán)工況下的百公里油耗評價經(jīng)濟(jì)性是非常有意義的。但對于牽引車,通常都在高速或者良好的路況上行駛,路況單一,車速穩(wěn)定,因此采用等速百公里油耗評價牽引車的經(jīng)濟(jì)性能。

        由表4可知,在等速油耗基本相同,僅在110 km/h高速行駛時,方案1的百公里油耗低于方案2百公里油耗0.9%。

        3 結(jié)論及展望

        對兩種方案動力性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行仿真對比分析可知,當(dāng)匹配相同配置的某國產(chǎn)4×2牽引車時,12JSDX220TA-B的動力性和經(jīng)濟(jì)性較好于HW19712CL,故該車型優(yōu)先選用法士特12JSDX220TA-B變速箱。

        本文通過對兩款變速箱匹配整車的動力性和經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行了分析,得到了適合此款車型的變速箱,但是只考慮了動力性和經(jīng)濟(jì)性,并沒有考慮到車輛的制動性和排放性,后續(xù)需進(jìn)一步根據(jù)實際條件進(jìn)一步進(jìn)行制動性和排放性的分析。

        參考文獻(xiàn):

        [1]郁逸楨,鄭長江.基于Cruise的整車動力性和經(jīng)濟(jì)性分析[J].貴州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2021(1):98-103.

        [2]黃凡,孫國慶.基于Cruise的乘用車動力性經(jīng)濟(jì)性仿真及優(yōu)化[J].汽車科技,2018(4):8-13.

        [3]劉記君.重型汽車傳動系統(tǒng)參數(shù)匹配優(yōu)化分析[D].重慶交通大學(xué),2011.

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