汽车动力传动系统设计的首要目标是寻求符合用户需求的车辆不同性能间的“最佳平衡”，即特定循环工况下动力性，经济性，排放性，平顺性和操纵性能的综合分析。动力传动系统动态模型的建立是车辆设计、匹配及性能研究的基础，但传动系统建模复杂，得出的结果仅仅是理论值，与实际情况有一定的差别。而随着计算机技术的发展，采用建模仿真进行动力系统匹配已成为研发汽车动力系统的一个重要手段。通过建立系统的仿真模型并对其实际工作状况进行仿真分析，能够很好地预测各种条件下的系统性能，不但可以事先灵活地调整设计方案，合理优化参数，而且可以降低研究费用，缩短开发周期。

AVL 公司开发的 CRUISE 是研究车辆动力性、燃油经济性、排放性能及制动性能等的综合工具，他包含了车辆的基本模块和控制模块，用户可利用模型生成器建立所需的车辆系统模型，并在此基础上进行仿真分析，利用仿真结果优化传动系参数，从而快速完成系统设计。

一、 基于 CRUISE 的汽车动力传动系统仿真模型的建立

（一）CRUISE 介绍

AVL CRUISE 是计算和优化燃油消耗、排放和整车性能的综合工具，适用于设计仿真任何传动系结构的车辆，可进行发动机、变速器、轮胎的选型及匹配优化；还可以用于混合动力汽车、电动汽车的动力传动系统及控制系统的开发和优化；其基于直观的模块化传动系模型能真实再现实车性能。

CRUISE 具有以下特点：

1. 在短时间内可以便捷地改变车辆的结构布置形式；

2. 车辆模型的搭建过程简洁易懂；

3. 提供与 ORACLE 系统的接口，方便进行数据管理；

4. 内置大量的计算任务；

5. 动力系统的优化设计包括传动系统的参数优化、动力总成的匹配优化和动力总成子系统的集成。

（二）整车模型的建立

CRUISE 利用其模块化的建模理念可以直观和便捷地搭建不同布置结构的车辆模型。图 1 为 CRUISE仿真流程图。

图 2 为基于 CRUISE 建立的手动变速器车辆系统模型。该模型主要由以下模块组成：Vehicle、Engine、Clutch、Gear Box、Single Ratio、Differential、Wheel、Brake、Cockpit、Monitor 等，各模块之间用机械连接和数据总线连接。

1. 整车主要参数

1）整车质量/载重量（kg）：10450/22500

2）轮距/质心到前轴距离（mm）：5650/6300

3）迎风面积（m2）/滚动阻力系数/前轴升力系数/后轴升力系数:7.2/0.52/0.052/0.04

2. 发动机主要参数（见表 1）

1）发动机类型：柴油/增压中冷/直列 8 缸 4冲程

2）怠速/最大转速（r/min）：600/2500

3）排量（cm3）：84783．变速器总成主要参数

4．轮胎主要参数

1）转动惯量（kg×m2）/静态半径（mm）/动态半径（mm）:4.5/505/515

2）额定载荷（N）：50000

二、定义计算任务

CRUISE 软件的计算任务包括：循环工况的仿真、爬坡性能分析、稳态行驶性能分析（各挡性能计算、最高车速计算）、全负荷加速性能计算（各挡最大加速度计算、原地起步连续换挡加速性能计算、超车加速性能计算）、最大牵引力计算、巡航行驶工况计算、制动/滑行/反拖性能分析（参见图 2）。

本文研究目标是带手动变速器的车辆，对其进行 UDC_man（ECE City Cycle-ECE R15）循环工况、最高车速，最大牵引力、最大爬坡度、全负荷加速性能进行仿真计算。并通过矩阵模拟计算不同发动机排量、不同主减速比的动力传动系统的匹配（参见图 3）。

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