汽車傳動系的機電模擬

李志武 劉果 萬江云

摘 要：在我國的汽車行業中，汽車的傳動系非常的關鍵，直接影響到汽車的運行以及制動，因此我國的汽車行業非常重視汽車傳動系的設計以及機電系統的模擬。文章主要針對汽車傳動系的機電模擬進行詳細的分析，通過了解汽車機電系統的機電模擬方法來有效的改善目前汽車傳動系的開發成本，最先限度上降低傳動系的降低成本，提升汽車傳動系的性能。

關鍵詞：汽車傳動系；機電模擬；慣性力

中圖分類號：U463.2 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）27-0070-02

Abstract： In China's automotive industry， the automotive drive train is very critical， which directly affects the operation and braking of the automobile. Therefore， the automotive industry in China attaches great importance to the design of the automotive drive train and the simulation of the electromechanical system. This paper mainly focuses on the detailed analysis of the electromechanical simulation of the automotive drive train. By probing into the electromechanical simulation method of the automobile electromechanical system， the development cost of the current automotive drive train is effectively improved， and the cost reduction of the transmission system is reduced first so as to improve the performance of the automotive drive train.

Keywords： automotive drive train； electromechanical simulation； inertial force

前言

在我國的汽車傳動系設計以及模擬的過程中，發動機的動態試驗臺非常的關鍵和重要。在實際的實驗進行過程中，發動機動態試驗臺主要就是通過相應的加載裝置來模擬發動機在運行過程中，可能遇到的各種受載情況，根據受載情況進行相應的針對性分析。在進行發動機動態試驗的過程中，我們不需要進行裝車操作就能夠對發動機的各種性能進行檢測，最主要的檢測性能有三種，首先是發動機的實際運行動態動力性能，其次是發動機運行過程中的經濟性能，最后是發動機運行過程中的排放性能。目前針對這三種動態特性的研究和分析，能夠有效的提升發動機的整體研發和設計，同時在經濟性上以及高性能問題上能夠提供非常大的幫助。在發動機研發的過程中，發動機動態測試平臺是一種非常重要并且關鍵的研發手段。目前國外先進的國家已經針對這一手段進行更為高效的發動機動態試驗平臺研發和試驗。主要采用的加載裝置有三個，首先是交流電形式的電力測功器，其次是直流電形式的電力測功器；最后是靜液壓形式的電力測功器。這些加載裝置在性能上都能夠完全滿足電動機加載實驗的各項要求，但是在性價比上還是存在一定的缺陷，價格較高，同時在控制的時候也較為復雜。因此為了研制出性價比較高的電動機性能研發平臺，國內以及國外的專家，企業都在進行不斷的探索以及研究。需要注意的一點是，我們在進行電動機加載模擬的過程中，完全采用電模擬進行，由數字模型完全的替代汽車的傳動系，這樣就會導致我們在進行汽車傳動系研究的過程中，精度非常低，因此模擬的結果在實際的應用中，性能以及穩定性上也有一定的缺陷。因此針對這一問題，我們要針對傳動系的模擬方法進行創新研究，在保障研發性能以及質量的前提下，保障研發的成本控制。本文通過進口轎車傳動系的動態研發試驗為例進行機電方面的模擬介紹。

1 汽車傳動系在進行機電模擬的過程中應用的主要原理

在我國進行汽車傳動系機電模擬的時候，主要的模擬圖如下：

通過上圖我們可以發現，我們在進行機電模擬的時候，使用代用離合器以及代用變速器來替代真實的離合器以及變速器。在機電模擬的過程中，車輛的實際慣性力主要是由慣性飛輪組進行機電模擬。機電模擬的數據結果同實際的數據還是有一定的差距，我們在進行差距調整的過程中，主要是通過代替的變速器以及離合器同電力渦流形式的測功器的實際配合來調整，通過配合的調整來實現機電模擬的理想數據的達成。我們在進行機電模擬實驗的過程中實際的前置前驅動由前置后驅動來代替。在機電模擬實驗的時候，發動機動態試驗臺主要的固定組成部分是由代用變速器以及離合器來組成。我們在進行實驗的過程中只需要進行發動機的有效更換就能進行機電模擬測試。由于我們在進行發動機動態加載實驗的時候，采用的是傳動系的相應機電模擬，這一方法同完全點模擬方法相比主要有兩個優點，首先是能夠有效的降低電渦流形式的測功器模擬工作強度，其次是能夠有效的適應由于響應特性差異帶來的缺陷和缺少反托能力帶來的缺陷。

在進行機電模擬的時候，車輛的模擬慣性力由實驗中的代替飛輪進行模擬。由于在進行機電模擬的時候，需要模擬的汽車數量較多，因此飛輪的模擬慣性力矩同實際的車輛慣性力矩有一定的差異，同時由于我們在進行機電模擬的過程中采用的是代替變速器，因此實驗中工的速度變化同實際的汽車速度變化有一定的差距，沒有實現完全一致，上述的兩個差異點就造成了我們在實際的機電模擬過程中的慣性力矩存在一定的差異，但是我們不需要太過擔心這一差異會對機電模擬造成數據上的影響，我們可以通過電渦流形式的測功器進行相應的控制來進行差異性的有效補償，這樣就能夠實現機電模擬過程中的慣性力矩的模擬準確。

在車輛進行行駛的時候，主要的加載阻力有三種，首先是車輪的滾動阻力，其次是車輛的爬坡阻力，最后是車輛行駛過程中的風的阻力。上述的三種加載阻力同車輪的半徑，車輛的實際速比以及車輛主減速器的實際速比有很大的關系，同時車輛的形式加載阻力和變速器的實際傳動效率以及變速器的傳輸軸同車輪之間的傳送效率有一定的關系。我們在進行汽車傳動系機電模擬的過程中，主要的條件為變速器在檔位內同時離合器不出現打滑為主要模擬依據。這個時候我們實驗中使用的代替變速器的實驗速比，代用變速器的實驗傳動效率以及代用離合器的實際傳遞扭矩以及測功器的相應制動轉矩就是我們需要進行測量的數據，這一數據可能會同實際的車輛傳動系數據有一定的差距，但是我們可以通過相應的配合關系來進行補償差異處理。我們在進行慣性力矩傳動系機電模擬的時候，主要分成兩個部分，首先是慣性飛輪組的慣性力矩，其次是測功器的慣性力矩，這兩種慣性力矩在機電模擬的過程中都需要進行針對性的測量，給出具體的模擬數據，進行相應的模擬計算。

2 汽車傳動系在進行機電模擬過程中的實際效果分析

我們通過對進口轎車進行傳動系機電模擬實驗的數據進行分析，我們可以進行相應的傳動系機電模擬，完全電模擬之間的圖像對比，如圖2、圖3。

圖2a、b分別是采用完全電模擬和機電模擬的測功器理想加載轉矩（實線）和實加轉矩（虛線）軌跡 。圖3a 、3b 分別是采用完全電模擬和機電模擬的理想車速（實線）和實際車速（虛線）軌跡。由圖2、圖3可以看出， 采用完全電模擬時， 測功器需工作于反拖的區域多， 所需的反拖轉矩大， 且在整個過程中轉矩變化幅度大；而采用混合模擬時， 測功器需工作于反拖的區域大大減少， 所需的反拖轉矩小， 且在整個過程中轉矩變化幅度小。這適應了電渦流測功器沒有反拖能力和控制響應特性差的缺陷， 從而提高了模擬精度。

3 結束語

通過上文的闡述，我們可以明確的得出，汽車傳動系的機電模擬在很多的方面能夠改善汽車發動機的動態性能試驗性能。特別是在電電渦流形式的測功器應用過程中，更是提升了應用效率和應用質量，同時也改進了發動機在沒有控制響應以及反托能力加入過程中的各種性能缺陷。汽車傳動系的機電模擬通過實際的應用，很好的改善了發動機數字模擬的性能以及準確性，為我國發動機動態試驗工作提供了非常大的可能，在低成本以及高性能的研發過程中，奠定了非常扎實的理論基礎以及實踐經驗。

參考文獻

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