金属带式无级变速汽车的整车性能模拟计算

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 -为泵轮扭矩，Nm； nP = n ，即泵轮转速等于发转速，r/min； nT 为涡轮转速，r/min；iT 为变矩器速比。当发与液力变矩器达到共同作用点时， TP = Ttq ；当发和液力变矩器未达到共同作用点时， TP 按照下式计算：图 1-1 金属带式无级变速器结构示意图 Fig-1 Metal V-belt C

4、VT mT = gD5n2PpP2 1其中， p 为泵轮转矩系数，(m rpm )； 2建立 CRUISE 仿真模型为工作液密度， kg / m3 ； D 为变矩器有效直以一款装有 2.0L 自然吸气发的前置前驱无级变速轿车为例，建立仿真模型。径, m 。在某一任意工况下，设无级变速器的速为更好的理解建模和分析过程，首先对涉及汽车动力性、经济性的原理方程进行阐述。比为ix ，传动效率为x ，综上可以确定带有2.1. 汽车行驶方程式液力变矩器和无级变速器的整车的驱动力 Ft在无风条件下，良好道的汽车行驶为：阻力包含了车轮的滚动阻力Ff 、空气阻力 KTPixi0 x 0FF 、加速阻力 F 、爬

5、坡阻力 F ，因此trwaid整车行驶时的车速ua 为：汽车行驶方程式1 ：ni ru =0.377T dFt Ff + Fw + Fi + Faai ix 0根据液力变矩器的变矩特性，可以确定i0 表示主器传动比，0 表示主器的液力变矩器的输出特性，即：机械效率， rd 为驱动轮的滚动半径。TT = K TPnT = iT nP带有液力变矩器的无级变速汽车的行驶方程式可变换为：nP = nC Au 2KT i i P x 0 x 0 = Gfr+ Gi + Da + F其中，T 为涡轮扭矩，Nm；K 为转矩比；TaTP21.15d- 2 -dudt对于有级式变速器，F = m， 为a旋转质量

6、转换系数。但是对于既有液力变矩器，又有无级变速器的传动系统而言，加速阻力还应包括液力变矩器的速比变化和CVT的速比变化带来的加速阻力。当液力变矩器和发达到共同作用点时，根据汽车行驶方程式以及：TP = Ttq图 2-1 汽车仿真模型 Fig2-1 Vehicle simulation m在该模型中，除包含整车模块（Vehicle），T ntqP e9550发模块（Engine），主器模块（Single可以确定等速百公里燃油消耗量（L/100km）：Ratio），差速器模块（Differential），驾驶室模块（Cockpit）等常规模块信息外，无级变速的建模还需增加液力变矩器模块（Torqu

7、e Convector），无级变速器模块（CVT），无级变速器控制模块（CVT Control）等信息。Pe beQ S1.02u ga式中： Pe 为发有效功率，kw；be 为发动机燃油消耗率，g/(kwh)； 为燃油的密度，kg/L。同理，由等速、等加速、等2.3参数输入、怠速计算需要主要参数如表 2-1 所示，发动停车等行驶工况组成的循环试验工况的百公机 MAP 图和整车滑行阻力曲线如图 2-2、2-3里燃油消耗量（L/100km）为所示。除此常规计算所需参数，对于液力变Q矩器、无级变速器，建模和计算还需要相应100QA =s的液力变矩器的变矩特性（图 2-4），CVT 的式中， Q 为

8、所有过程油耗之和（mL）；S为整个循环的行驶距离（m）。调速特性（图 2-5）和 CVT 的传动效率（图2-6）。表 2-1 车型主要参数 Table2-1 Main parameters 2.2建立模型运用模块化的方法建立如图 2-1 所示的CRUISE 仿真模型。 - 3 -整备质量（kg） 1275 轮胎半径（mm） 287 迎风面积（mm） 2.03 主减速比/效率 4.1/0.98 CVT 最大速比 2.39 CVT 最小速比 0.44 图 2-2 发动机 MAP 图 Fig2-2 Engine map 图 2-6 CVT 传动效率 Fig2-6 CVT Efficiency 3仿真

9、结果分析动力性选取原地起步百公里加速，经济性选取 NEDC 循环工况来对带液力变矩器的无级变速汽车的工作过程进行分析。3.1 原地起步百公里加速图 2-3 滑行阻力曲线 Fig2-3 Rolling resistance curve 在 CRUISE 中定制原地起步百公里加速的计算任务2 时，加速换档按照换档策略进行控制，并选取按照最大加速度加速。仿真得到的整车加速过程曲线如图 3-1 所示，液力变矩器扭矩变化如图 3-2 所示，CVT 速比变化如图 3-3 所示。经计算，该车原地起步百公里加速时间为 12.88s，与相同车辆挡版基本一致。图 2-4 液力变矩器变矩特性 Fig2-4 Torq

10、ue Conversion of TC 图 3-1 百公里加速过程曲线 Fig3-1 0-100km/h accelerating process curve 图 2-5 CVT 调速特性 Fig2-5 Desired Transmission Ratio of CVT - 4 -图 3-2 加速工况液力变矩器扭矩变化 Fig3-2 Torque Conversion of TC in acceleration - 5 - ?transmis J . IEEE Tranions on? ? ?Control Systems Technology, 2002, 10 (5) :701708. ? ? ? ? 4 |? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? _? ? ? ? ? ? ?=;:? / .-,+ ?*?) ? ? ? ?* ? ?|? ? ? ?.-? ?,? ?,