消防车动力性能仿真研究.doc

消防车动力性能仿真研究 韩冰 辽宁省公安消防总队装备处辽宁沈阳110032 摘要：动力性和燃油经济性是评价汽车的重要指标。本文利用优化理论以某型水罐消防车动力传动系统匹配为基础，建立整车动力系统的物理模型、数学模型，完善汽车整车综合性能评价方法，并进行仿真分析，验证消防车循环工况。 关键词：消防车；动力性能；仿真研究 0引言 近年来，我国公安消防部队灭火和抢险救援任务进一步加重，对作战车辆装备也有了更高的要求，对消防车的动力性能进行深入研究，对我国消防事业的发展具有重要意义。 1车辆整车性能评价方法 1.1车辆整车性能的层次结构模型 利用统计值法对汽车整车性能进行综合评价，主要有六个方面，即动力性、燃油经济性、制动性能、操纵稳定性、平顺性、能量利用率，这六个为一级因素。 1.2整车性能各层因素权重分析 作为评价的基础，对某一层上有关系的因素有如下关系： 其中，n对应层上有关系的因素个数。 且：1+2+i+n=n； 即：1/n+2/n+i/n+n/n=1； 令：i=i/n。 1.3整车性能评价方程的建立 利用动力性、燃油经济性、制动性能、稳定性、平顺性、能量利用率六大一级因素加权评估值Dm的计算公式： Dm=100（dd+jj+zz+cc+pp+nn）（1） 其中：Dm为评分估值，Dm100分；d+j+z+c+p+n=1，为六大因素的权重系数；d、j、z、c、p、n为动力性、燃油经济性、制动性能、操纵稳定性、平顺性、能量利用率六因素。 1.4整车性能评价 综合考虑六大性能指标，按照本文的方法加入相应的指标，得出整车性能评估值Dm，整车性能评估值越大，则表示整车综合性能越好。 2消防车整车模型的建立 2.1消防车整车参数确定 本次选择由国内某厂家所生产的某型水罐消防车为研究对象，结合发动机数据，初选发动机功率为250kW，如下表所示： 2.2消防车整车动力匹配Cruise仿真模型 根据确定的水罐消防车整车参数以及动力传动路线建立整车物理模型，如图2所示。 模型分别建立发动机模型、变速器模型，以及轮胎模型，并对其相应参数进行输入。 3消防车整车性能模拟计算 3.1消防车行驶工况的建立 循环行驶工况的载荷谱仿真研究。 经仿真计算，得到整车在空载和满载时的载荷谱如图3和图4所示。 3.2水罐消防车整车动力性能仿真分析 利用AVL-Cruise软件和所建立的计算模型，对水罐消防车整车动力性能仿真分析，得到如图5所示的满载时消防车在各档下的最大爬坡度，可知消防车具有很好的爬坡性能。 满载时各档最大加速度仿真计算结果如图6，实际试验中各档最大加速度值不容易测出，这里计算只做与后面优化对比之用，即试验中用原地起步连续换档加速时间和超车加速时间来表示车辆的加速性能（图7）。 从40km/h开始，使用直接档加速至90km/h时，从图8可知，整车加速度是先快速增大而后平稳降低。 4结论 本文在分析、借鉴现有研究成果的基础上，对汽车性能评价指标进行论述，提出消防车整车综合性能评价方法，使用Cruise软件建立的整车动力传动系统仿真模型，模拟某车型的动力性能，并对消防车整车动力性进行了仿真模拟分析。 参考文献： 1陈浩.城市公交动力传动系统优化匹配D.湖南大学，xx. 2武玉维.TY4250载货汽车动力传动系统参数优化匹配D.太原理工大学，xx. 3巩正阳.汽车传动系的模糊优化研究及软件开发D.武汉理工大学，xx. 4HeRen,GaoZongYing.FuzzyOptimumoftheAutomobileTransmissionParametersJ.SAEpaper，932922. 5AsangaRatnaweera，SamanK.Halgamuge.EnhancedICSIEnginePerformancewithParticleSwarmOptimizationJ.SAE；xx-28-0075. 6N.Suresh，S.Shankar，N.Manohar.OptimumDesignofEngineandBodyMountsatTotalSystemLevelUsingUnconstraine