传动试验台负载动态模拟算法分析(Ⅰ)

闻居博 黄宏成

上海交通大学汽车电子控制技术国家工程实验室

0 前言

电驱传动系统试验台,是用于测试和研究汽车传动系统部件的设备。试验台可进行的耐久性试验,也可进行研究性试验,如调试自动变速器换挡策略、研究离合器在换挡时的工作特性等。只有被测部件在试验台上的受力、运动情况与在实车运行时的情况相类似时,研究和调试的结果才具有参考意义。因此,试验台对稳态和动态负载的模拟能力是其生产科研价值的重要体现。

1 传动试验台负载计算

1.1 行驶阻力

汽车在平坦道路上行驶时所受到的阻力为空气阻力和车轮滚动阻力之和,其值可以用速度的二次多项式表示[1]：

由于负载电机以转矩形式加载,故在台架传动轴上施加的力矩为：

式中,r——车轮半径,i——减速比,该值取决于负载电机输出轴在实际车辆上的相对位置,“减速比”应定义为负载电机转速与所模拟的实际车轮转速的比值。

1.2 车辆等效转动惯量

车辆在行驶过程中,经常处于非稳定运动状态,因而需要克服其质量加速运动时的惯性力。为了便于在转动系中建立运动模型,需将整车质量转化为转动惯量。

设传动轴转速为ω,减速比为i,车轮半径为 r,车速为v,整车质量为m,等效转动惯量为J,则由动能守恒原理可得：

两式联立消去ω,可得到J的表达式：