兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (1): 264-275.doi: 10.12382/bgxb.2023.0340
商显赫1, 张付军1,*(), 吕航1, 刘涛2, 韩雪峰3, 王密琪1
收稿日期:
2023-04-14
上线日期:
2024-01-30
通讯作者:
基金资助:
SHANG Xianhe1, ZHANG Fujun1,*(), LÜ Hang1, LIU Tao2, HAN Xuefeng3, WANG Miqi1
Received:
2023-04-14
Online:
2024-01-30
摘要:
针对重型车辆起步响应性差的问题,根据车辆动力传动系统结构,基于GT-SUITE软件建立废气涡轮增压柴油发动机以及控制系统的仿真模型,并基于台架试验对仿真模型进行了校核,保证动力传动系统模型具有较高的仿真精度。通过仿真探究冒烟极限限制、液力变矩器耦合工作点对起步加速性能的影响规律,明确发动机和液力变矩器耦合特性对提升车辆起步性能的作用机理,以提升车辆0~32km/h加速性能为目标,制定车辆起步协调控制策略,并基于搭建的动力传动系统仿真模型对提出的协调控制策略进行仿真验证。研究结果表明:采用提出的协调控制策略车辆从0km/h加速到32km/h的弹射起步时间为9.8s,而常规起步车辆从 0km/h 加速到32km/h的时间为14s,新提出的协调控制策略对提升重型车辆的起步加速性能具有显著的效果。
中图分类号:
商显赫, 张付军, 吕航, 刘涛, 韩雪峰, 王密琪. 提升重型车辆起步性能协调控制策略[J]. 兵工学报, 2024, 45(1): 264-275.
SHANG Xianhe, ZHANG Fujun, LÜ Hang, LIU Tao, HAN Xuefeng, WANG Miqi. Coordinated Control Strategy for Improving the Starting Performance of Heavy Vehicle[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(1): 264-275.
稳态特性试验名称 | 发动机转矩/% | 发动机功率/% |
---|---|---|
外特性试验 | 1.4 | 1.4 |
万有特性试验 | 2.7 | 2.9 |
全程调速试验 | 2.4 | 2.5 |
3组试验误差平均值 | 2.17 | 2.27 |
稳态误差平均值 | 2.22 |
表1 3组试验均方根误差统计
Table 1 Root mean square error statistics for three sets of experiments
稳态特性试验名称 | 发动机转矩/% | 发动机功率/% |
---|---|---|
外特性试验 | 1.4 | 1.4 |
万有特性试验 | 2.7 | 2.9 |
全程调速试验 | 2.4 | 2.5 |
3组试验误差平均值 | 2.17 | 2.27 |
稳态误差平均值 | 2.22 |
图6 输出轴转矩、解闭锁、挡位和车速换仿真和试验结果对比
Fig.6 Simulation and experimental comparison of output shaft torque, unlocking and locking, gear shift, and vehicle speed change
起步工况 | 发动机 转矩/% | 发动机 转速/% | 进气 压力/% | 进气 流量/% |
---|---|---|---|---|
1挡起步 | 22.6 | 5.8 | 24.1 | 18.5 |
2挡起步 | 24.7 | 7.2 | 25.1 | 19.4 |
起步工况 | 涡轮 转速/% | 挡位/% | 输出轴 转矩/% | 车速/% |
1挡起步 | 11.4 | 3.7 | 20.6 | 4.7 |
2挡起步 | 14.1 | 4.2 | 31.5 | 4.8 |
表2 1挡和2挡起步过程动态仿真误差(%YRMSE)统计
Table 2 Dynamic simulation error (%YRMSE) statistics of 1st and 2nd gear starting processes
起步工况 | 发动机 转矩/% | 发动机 转速/% | 进气 压力/% | 进气 流量/% |
---|---|---|---|---|
1挡起步 | 22.6 | 5.8 | 24.1 | 18.5 |
2挡起步 | 24.7 | 7.2 | 25.1 | 19.4 |
起步工况 | 涡轮 转速/% | 挡位/% | 输出轴 转矩/% | 车速/% |
1挡起步 | 11.4 | 3.7 | 20.6 | 4.7 |
2挡起步 | 14.1 | 4.2 | 31.5 | 4.8 |
图11 常规起步过程涡轮转矩、转矩系数和速比与车速对应关系
Fig.11 Corresponding relationship among turbine torque, torque coefficient, speed ratio and vehicle speed in conventional starting process
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