傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)負(fù)載動(dòng)態(tài)模擬算法分析(Ⅰ)

聞居博 黃宏成

上海交通大學(xué)汽車(chē)電子控制技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室

0 前言

電驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái),是用于測(cè)試和研究汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)部件的設(shè)備。試驗(yàn)臺(tái)可進(jìn)行的耐久性試驗(yàn),也可進(jìn)行研究性試驗(yàn),如調(diào)試自動(dòng)變速器換擋策略、研究離合器在換擋時(shí)的工作特性等。只有被測(cè)部件在試驗(yàn)臺(tái)上的受力、運(yùn)動(dòng)情況與在實(shí)車(chē)運(yùn)行時(shí)的情況相類(lèi)似時(shí),研究和調(diào)試的結(jié)果才具有參考意義。因此,試驗(yàn)臺(tái)對(duì)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)負(fù)載的模擬能力是其生產(chǎn)科研價(jià)值的重要體現(xiàn)。

1 傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)負(fù)載計(jì)算

1.1 行駛阻力

汽車(chē)在平坦道路上行駛時(shí)所受到的阻力為空氣阻力和車(chē)輪滾動(dòng)阻力之和,其值可以用速度的二次多項(xiàng)式表示[1]：

由于負(fù)載電機(jī)以轉(zhuǎn)矩形式加載,故在臺(tái)架傳動(dòng)軸上施加的力矩為：

式中,r——車(chē)輪半徑,i——減速比,該值取決于負(fù)載電機(jī)輸出軸在實(shí)際車(chē)輛上的相對(duì)位置,“減速比”應(yīng)定義為負(fù)載電機(jī)轉(zhuǎn)速與所模擬的實(shí)際車(chē)輪轉(zhuǎn)速的比值。

1.2 車(chē)輛等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

車(chē)輛在行駛過(guò)程中,經(jīng)常處于非穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài),因而需要克服其質(zhì)量加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力。為了便于在轉(zhuǎn)動(dòng)系中建立運(yùn)動(dòng)模型,需將整車(chē)質(zhì)量轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

設(shè)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為ω,減速比為i,車(chē)輪半徑為 r,車(chē)速為v,整車(chē)質(zhì)量為m,等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J,則由動(dòng)能守恒原理可得：

兩式聯(lián)立消去ω,可得到J的表達(dá)式：