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laura castro:车辆液力变矩器及经济性换挡规律的研究

来源:商都汽车网   日期:2018-11-29

摘 要:文章基于某SUV车型分析了发动机、液力变矩器的共同工作特性,讨论了二者的共同工作点及其经济性匹配方法。并在此基础上,通过对发动机燃油消耗特性的研究,提出了车辆最佳燃油经济性换挡规律的制定方法。同时,利用Cruise软件搭建了整车经济性分析模型,对整车燃油经济性进行了仿真分析。

关键词:液力变矩器;最佳燃油经济性;换挡规律;AVL Cruise

中图分类号:U463.8 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2018)03-45-04

Study on Hydraulic Torque Converter and Optimal Fuel Economy Shift Strategy

Shen Tao, Xia Xinxin, Li Fei, Su Tianchen

(Brilliance Automotive Engineering Research Institute, Energy Management Section, Liaoning Shenyang 110141)

Abstract: In this paper, a sport utility vehicle is analyzed based on the common input and output characteristics of engine and torque converter. The relationship between the input and output characteristics of engine and torque converter is study. The corresponding relationship is put forward between both output. On this basis, a design method of two parameter optimal fuel economy shift strategy is put forward by studying the engine fuel consumption characteristics. At the same time, the vehicle fuel economy simulation model is built by using AVL Cruise software, and the fuel economy of the vehicle is simulated and verified.

Keywords: Hydraulic Torque Converter; Optimal Fuel Economy; Shift Strategy; AVL Cruise

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)03-45-04

前言

液力变矩器安装于发动机和机械变速器之间,是一种以液体为工作介质的非刚性扭矩变换器,具有良好的自适应性和变矩性。液力变矩器在车辆行驶时能适应外界阻力的变化,可实现车辆的平稳起步及良好的操纵稳定性,从而保证良好的乘车舒适性,因此应用较为广泛。液力变矩器与发动机的匹配特性整车的动力性和经济性影响较大,因此实现发动机、液力变矩器的合理匹配尤为重要[1]。最佳燃油经济性换挡规律就是使自动变速器以最经济的换挡点执行换挡,透过液力变矩器的特性,使发动机工作在最经济区域。

1 发动机与液力变矩器的共同工作特性

发动机和液力变矩器的共同工作特性是由发动机的外特性和液力变矩器原始特性共同决定的,其共同工作特性对燃油经济性有较大影响,此特性是研究发动机与变速器工作点的基础。

1.1 发动机与液力变矩器的工作特性

此SUV车型搭载了一款增压发动机,发动机的工作特性如下图所示,图1中a为发动机在不同节气门开度下的扭矩随发动机转速变化的特性曲线[2],b为发动机的万有特性曲线。

液力变矩器的原始特性通常由液力变矩器的无因次特性表示[3]。无因次特性是指变矩比K、效率η、容量系数С随速比i的变化特性。液力变矩器原始特性如下图2所示:

变矩比K是涡轮扭矩与泵轮扭矩之比,即

(1)

速比i是涡轮转速与泵轮转速之比,即

(2)

效率是输出功率与输入功率之比,即

(3)

泵轮扭矩系数Tp是泵轮扭矩公式中的系数,即

(4)

其中ρ是工作油的密度,D是液力变矩器有效直径,np是泵轮转速。

1.2 发动机与液力变矩器的共同输入特性

发动机与液力变矩器共同输入特性,是指发动机与液力变矩器结合时,发动机与液力变矩器泵轮扭矩、转速相同的稳定工作特性。通过分析可得出,泵轮在不同变速比、变矩比下的输出扭矩与发动机在不同节气门开度下扭矩的相同工作点。经计算得出发动机与液力变矩器的共同输入特性如图3所示:

1.3 发动机与液力变矩器的共同输出特性

发动机与液力变矩器共同工作输出特性,是指液力变矩器涡轮轴输出的扭矩、功率等在不同节气门开度下,随发动机转速的变化关系。经计算分析得到如图4所示的共同输出特性曲線。

2 最佳燃油经济性换挡规律

最佳燃油经济性换挡规律是使自动变速器能够在最经济的换挡点进行档位切换,从而实现降低整车燃油消耗的目的。自动变速箱目前普遍采用的是基于车速和油门开度为两参数的换挡规律,三参数换挡规律相比两参数换挡规律增加了车辆加速度参数,进一步反映了车辆的实际操纵规律,但三参数换挡规律的制定是非常复杂的过程,而且在实际使用过程中会出现诸多问题,需要对其深入研究,以提高其使用准确性。本文以两参数换挡规律为研究对象,进而分析了最佳燃油经济性换挡规律。

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