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某高速牵引车动力传动系统匹配研究

常国丽  
【摘要】:本文以潍柴蓝擎系列柴油机匹配的高速牵引车为研究对象,基于CRUISE软件搭建动力传动系统仿真平台,利用该平台对某高速牵引车的动力传动系统(发动机、变速箱、后桥进行)匹配选型;同时,为获得较为精准的仿真计算结果,本文利用潍柴五轴动力总成试验台架,对变速箱、后桥的传动效率进行测试,获取了准确的变速箱、后桥的传动效率参数,为仿真模型的标定提供测试数据支持;进而通过匹配分析得到最优的配置,并进行了试验和市场验证。1.搭建动力传动系统仿真平台。为完成动力传动系统的匹配设计,本文基于CRUISE软件完成了目标高速牵引车动力传动系统的仿真模型,该仿真模型包括负载模型、发动机模型、变速箱模型、主减速器模型、驾驶员模型等,为后续动力传动系统匹配设计提供了仿真平台。2.研究动力传动系统效率对整车燃油经济性的影响。利用搭建的五轴传动系统试验台以及提出的动力传动系统效率试验方法,对变速箱、驱动桥组成的传动系统进行效率试验研究,分析了影响传动系统效率的关键因素。通过试验得到了精确的传动系统效率,为仿真平台中传动效率的标定提供了准确的输入,同时也为传动系统部件的选取提供参考依据。3.仿真分析动力传动系统匹配设计对整车燃油经济性影响。在搭建的动力传动系统仿真平台上,利用五轴动力总成台架测得的传动系统传动效率参数,开展了多种不同配置下的整车动力传动系统仿真计算。以整车性能评价指标为优化目标,利用矩阵式DOE分析方法对整车仿真计算结果进行数据分析,并根据仿真计算结果推荐了某重型高速牵引车动力传动系统的最优动力传动系统配置。仿真结果表明:最佳的动力传动系统配置为“WP13+12T+2.846”和“WP13+12TA+3.866”。4.试验验证推荐的动力传动系统整车燃油经济性。为验证本文所推荐的最优动力传动系统配置,本文利用重型底盘测功机与道路试验相结合的试验手段,对动力传动系统配置优化后的整车燃油经济性进行验证。验证结果表明:WP13.480发动机+12T变速箱+2.846驱动桥组合的综合性能最佳。5.整车燃油经济性实际效果进行确认。通过市场调研及用户体验效果表明:综合考虑传动系统传动效率以及动力传动系统匹配为主要内容的优化方法能有效提高高速牵引车的燃油经济性,综合油耗达到33.5L/100km。综上所述,本文以潍柴蓝擎系列柴油机匹配的高速牵引车为研究对象,以五轴试验台标定后的一维仿真模型为手段,对多种不同配置下的整车动力传动系统进行了仿真优选,确定了WP13.480发动机、12T变速器、2.846驱动桥的动力传动系统架构,并通过试验和市场调研表明匹配优化后的某牵引车配置经济性得到了明显改善。


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