[發(fā)明專利]重型商用車動力總成設(shè)計及匹配方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010217324.6
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN113449405A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊志剛;辛?xí)扎?/a>;栗林濤;任歡;田學(xué)武
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西重型汽車有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06F30/15;F16H61/00
• 代理公司: 中國商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 11234
• 代理人: 韓旭

本發(fā)明提供一種重型商用車動力總成設(shè)計及匹配方法，其是基于自卸汽車、載貨汽車等細(xì)分市場車輛工況研究、標(biāo)準(zhǔn)解讀研究，同時結(jié)合重型柴油發(fā)動機物理特性及燃油消耗特性，制定的一套動力總成設(shè)計及匹配方法。主要通過C?WTVC循環(huán)曲線中自卸汽車對應(yīng)公路循環(huán)和市區(qū)循環(huán)，確定發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速及負(fù)荷區(qū)域的最優(yōu)油耗、排放的工作區(qū)，在保證客戶動力性(不更改驅(qū)動橋速比及最大總速比等)、用戶使用習(xí)慣(駕駛及換擋習(xí)慣)的前提下，制定了7×2布置結(jié)構(gòu)的13擋變速器和12擋調(diào)整速比兩種設(shè)計方案?？捎行⒆孕镀?、部分載貨汽車運行時發(fā)動機轉(zhuǎn)速集中在最佳工作區(qū)，實現(xiàn)節(jié)油、減排的目的。同時重新設(shè)計變速器操縱手柄球擋區(qū)，保證了駕乘體驗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車動力總成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種重型商用車動力總成設(shè)計及匹配方法。

背景技術(shù)

重型商用車動力總成匹配設(shè)計一般指對發(fā)動機、離合器、變速器、驅(qū)動橋等關(guān)鍵零部件的開發(fā)及匹配設(shè)計，最終實現(xiàn)整車動力性、燃油經(jīng)濟性、排放污染物等最優(yōu)化。

近年來重卡行業(yè)相關(guān)政策法規(guī)密集發(fā)布，重卡節(jié)能技術(shù)、排放升級加快，油耗限值、排放法規(guī)影響著車輛動力匹配向節(jié)能、低排放發(fā)展。工信部下發(fā)的GB30510-2018第三階段要求燃料消耗限值較第二階段平均降低15％～18％，GB17691國六階段主要污染物較國Ⅴ階段降低75％以上，對節(jié)能減排技術(shù)、整車動力總成設(shè)計匹配提出了全新的要求。重卡行業(yè)現(xiàn)有部分車型配置需重新根據(jù)工況，細(xì)分發(fā)動機數(shù)據(jù)，對變速器速比進行定義開發(fā)，經(jīng)過一系列仿真、校驗，在保證動力性前提下，滿足法規(guī)認(rèn)證要求，實現(xiàn)節(jié)油、降排。

開發(fā)細(xì)分市場專用發(fā)動機難度大并且存在一定局限性，設(shè)計一種可操作的高效降油耗及排放的動力總成匹配設(shè)計方法，成為國六車型開發(fā)過程中的強烈需求。本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和實踐終于獲得了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種重型商用車動力總成設(shè)計及匹配方法，其可操作性強，可高效降低油耗及排放，達到國六排放、三階段油耗認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，縮短國六階段的設(shè)計周期，為用戶帶來經(jīng)濟效益。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于：

提供一種重型商用車動力總成設(shè)計及匹配方法，包括

步驟1，優(yōu)化發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速及負(fù)荷區(qū)域：

基于滿足用戶使用的動力匹配的前提下，確定發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速及負(fù)荷區(qū)域的最優(yōu)油耗、排放的工作區(qū)；

步驟2，根據(jù)確定的發(fā)動機最優(yōu)工作轉(zhuǎn)速區(qū)域，優(yōu)化變速器設(shè)計；

步驟3，根據(jù)上述發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速區(qū)域和變速器設(shè)計的匹配組合，通過仿真計算，分析動力性、燃油經(jīng)濟性及排放量。

進一步地，該方法還包括：

步驟4，多次循環(huán)步驟1至步驟3，調(diào)整發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速區(qū)域和變速器設(shè)計的匹配組合，并對比分析結(jié)果，確定出最佳匹配組合。

示例性地，在所述步驟1中，按照GB27840 C-WTVC循環(huán)曲線中自卸汽車對應(yīng)公路循環(huán)和市區(qū)循環(huán)，確定發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速及負(fù)荷區(qū)域的最優(yōu)油耗、排放的工作區(qū)。

示例性地，在所述步驟2中，優(yōu)化變速器設(shè)計的具體方法為：

保持現(xiàn)有12擋變速器速比不變(1-12擋爬坡度、動力性不變)，增加一個超速擋或爬坡?lián)?，成?3擋變速器，在空車返程或車速≥Vn(某特定車速)時使用第13擋。

示例性地，13擋變速器采用7×2布置結(jié)構(gòu)，主箱7對前進擋齒輪，副箱2組速比(低擋區(qū)、高擋區(qū))。

示例性地，主箱第7對齒輪在低擋區(qū)時鎖定，只在高擋區(qū)使用；或者將第1對前進擋齒輪在高擋區(qū)時鎖定。

示例性地，13擋變速器操縱手柄的擋區(qū)布置為：