一种车辆变速器中零件能量损失的计算方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种车辆变速器中零件能量损失的计算方法，包括获取综合能量损失的实际测量结果；获取综合能量损失的模型计算结果；若模型计算结果与实际测量结果间的差值不满足预定要求，则基于综合能量损失模型进行敏感度分析，得到各零件损失的能量子模型中需要修正的参数，并将所得参数导入预设的优化目标函数中迭代计算求最优解；根据所求最优的参数，对各零件损失的能量子模型进行修订后，进行能量损失计算得到各零件的能量损失。实施本发明专利技术，将车辆变速器的综合能量损失模型与其内部零件损失的能量子模型相结合，以实现车辆变速器内部零件损耗分布，从而达到有的放矢地优化变速器效率的目的。速器效率的目的。速器效率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种车辆变速器中零件能量损失的计算方法及系统


[0001]本专利技术涉及汽车
，尤其涉及一种车辆变速器中零件能量损失的计算方法及系统。

技术介绍

[0002]降低车辆系统能耗是车辆动力总成系统优化的目标之一，不仅在传统车辆中，在混合动力电动车辆中也是如此。为了实现这一目标，工程领域会采取如轻量化设计、改进电机控制或开发节能组件等方法。车辆变速器是汽车动力系统中最重要的部件之一。在乘用车中，33％的燃料能量用于克服动力系统中的摩擦，其中15％来自传输中的能量损失。因此，来自变速器中的能耗不容忽视。
[0003]然而，在现有研究中，仅通过在零部件试验台上建模和验证来预测车辆变速器中各零件(如齿轮、轴承和密封圈)的能量损失，并不能反应其在变速器总成中的能量损失，无法通过总成测试台架验证。另外，变速器总成的试验只能获得整体能量损失，由于进行测试需要大量的时间和费用，可能无法直接获得各零件的能量损失，使得为优化系统能量损失以提高效率带来了一定难度。
[0004]因此，有必要提出一种新的车辆变速器中零件能量损失的计算方法，能将车辆变速器的综合能量损失模型与其内部零件损失的能量子模型相结合，以实现车辆变速器内部零件损耗分布，从而达到有的放矢地优化变速器效率的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种车辆变速器中零件能量损失的计算方法及系统，将车辆变速器的综合能量损失模型与其内部零件损失的能量子模型相结合，以实现车辆变速器内部零件损耗分布，从而达到有的放矢地优化变速器效率的目的。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种车辆变速器中零件能量损失的计算方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]获取车辆变速器总成实验台在预设扭矩及预设转速输入时的综合能量损失的实际测量结果；
[0008]获取车辆变速器的综合能量损失模型在所述预设扭矩及所述预设转速输入时所生成的模型计算结果；其中，所述综合能量损失模型是由变速器内部各零件损失的能量子模型组成的；
[0009]若判定出所述模型计算结果与所述实际测量结果间的差值不满足预定要求，则基于所述综合能量损失模型进行敏感度分析，得到各零件损失的能量子模型中需要修正的参数，且进一步将所得参数导入预设的优化目标函数中迭代计算求最优解；
[0010]根据所求最优的参数，对各零件损失的能量子模型进行修订，并根据修订后的各零件损失的能量子模型，进行能量损失计算得到各零件的能量损失。
[0011]其中，所述综合能量损失模型是由齿轮啮合损失的能量子模型、齿轮搅油损失的
能量子模型、轴承损失的能量子模型、密封圈损失的能量子模型及同步器空载损失的能量子模型组成。
[0012]其中，所述综合能量损失模型通过以下公式(1)来表示：
[0013][0014]式(1)中，P
V
为车辆变速器的总能量损失；为齿轮啮合损失的能量，P
VZP
为所述齿轮啮合损失的能量子模型；为齿轮搅油损失的能量，P
VZO
为所述齿轮搅油损失的能量子模型；为轴承损失的能量，P
VL
为所述轴承损失的能量子模型；为密封圈损失的能量，P
VD
为所述密封圈损失的能量子模型；为同步器空载损失的能量，P
VX
为所述同步器空载损失的能量子模型。
[0015]其中，所述齿轮啮合损失的能量子模型P
VZP
、所述齿轮搅油损失的能量子模型P
VZO
、所述轴承损失的能量子模型P
VL
、所述密封圈损失的能量子模型P
VD
及所述同步器空载损失的能量子模型P
VX
分别通过以下公式(2)～(6)来表示：
[0016][0017]P
VZO
＝ρ
oil
/2(πn/30)2(d/2)3S
m
C
m
ꢀꢀꢀꢀ
(3)；
[0018]P
VL
＝T
BL
n
B
2π/60
ꢀꢀꢀꢀ
(4)；
[0019][0020]P
VX
＝T
syn
Δω
ꢀꢀꢀꢀ
(6)；
[0021]式(2)中，为啮合线长度；V
s
为瞬时滑动速度，i为传动比，n为驱动齿轮转动速度，x为接触点在啮合线上的位移,X
p
为节点在啮合线上的位置；F
n
为瞬时啮合力，瞬时啮合力，F
′
n
为总的法相啮合力，P1为齿轮输入功率，m为模数，z1为驱动齿轮齿数，β为螺旋角，α
t
为工作压力角；f
xu
为摩擦系数且k
i
为经验系数，SR为啮合点滑滚比，P
h
为啮合点的赫兹压力，R
a
为表面摩擦系数，V
e
为啮合点瞬时速度，η
oil
为润滑油粘度，ρ为啮合点等效曲率半径；
[0022]式(3)中，ρ
oil
为润滑油密度；n为齿轮转动速度；d为齿轮节圆直径；S
m
为齿轮浸入
油面以下的面积；C
m
为无量纲扭矩且γ＝ω2(db
g
m/2)
1/3
，ω为旋转角速度，V0为变速器箱体总油量，F
r
为弗劳德数，Rec为临界雷诺数，γ为加速度因数，b
ij
为经验参数；
[0023]式(4)中，n
B
为轴承转速；T
BL
为轴承摩擦力矩且T
BL
＝T
RF
+T
SF
+T
BD
+T
BS
，T
RF
为滚动摩擦力矩且T
SF
为滑动摩擦力矩且T
SF
＝G
sl
μ
sl
·
10
‑3，T
BD
为润滑油拖曳力矩且T
BS
为轴承密封圈带来的阻力矩且v
oil
为润滑油粘度，和分别为运动学减少系数、输入减热系数及滚动摩擦系数且均由预设的SKF轴承目录中查表所得，G
sl
为滑动摩擦经验系数，u
sl
为滑动摩擦摩擦系数并由润滑油的油膜厚度决定的，u
bl
为全油面的滑动摩擦摩擦系数，为决定滑动摩擦摩擦系数的加权值，u
EHL
为油气混合状态下的滑动摩擦系数，V
m
由轴承浸油深度决定的系数，d
m
为轴承名义直径，K
ball
、f
t
和R
s
是由预设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆变速器中零件能量损失的计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取车辆变速器总实验台在预设扭矩及预设转速输入时的综合能量损失的实际测量结果；获取车辆变速器的综合能量损失模型在所述预设扭矩及所述预设转速输入时所生成的模型计算结果；其中，所述综合能量损失模型是由变速器内部各零件损失的能量子模型组成的；若判定出所述模型计算结果与所述实际测量结果间的差值不满足预定要求，则基于所述综合能量损失模型进行敏感度分析，得到各零件损失的能量子模型中需要修正的参数，且进一步将所得参数导入预设的优化目标函数中迭代计算求最优解；根据所求最优的参数，对各零件损失的能量子模型进行修订，并根据修订后的各零件损失的能量子模型，进行能量损失计算得到各零件的能量损失。2.如权利要求1所述的车辆变速器中零件能量损失的计算方法，其特征在于，所述综合能量损失模型是由齿轮啮合损失的能量子模型、齿轮搅油损失的能量子模型、轴承损失的能量子模型、密封圈损失的能量子模型及同步器空载损失的能量子模型组成。3.如权利要求2所述的车辆变速器中零件能量损失的计算方法，其特征在于，所述综合能量损失模型通过以下公式(1)来表示：式(1)中，P
V
为车辆变速器的总能量损失；为齿轮啮合损失的能量，P
VZP
为所述齿轮啮合损失的能量子模型；为齿轮搅油损失的能量，P
VZO
为所述齿轮搅油损失的能量子模型；为轴承损失的能量，P
VL
为所述轴承损失的能量子模型；为密封圈损失的能量，P
VD
为所述密封圈损失的能量子模型；为同步器空载损失的能量，P
VX
为所述同步器空载损失的能量子模型。4.如权利要求3所述的车辆变速器中零件能量损失的计算方法，其特征在于，所述齿轮啮合损失的能量子模型P
VZP
、所述齿轮搅油损失的能量子模型P
VZO
、所述轴承损失的能量子模型P
VL
、所述密封圈损失的能量子模型P
VD
及所述同步器空载损失的能量子模型P
VX
分别通过以下公式(2)～(6)来表示：P
VZO
＝ρ
oil
/2(πn/30)2(d/2)3S
m
C
m
ꢀꢀꢀꢀ
(3)；P
VL
＝T
BL
n
B
2π/60
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)；
P
VX
＝T
syn
Δω
ꢀꢀꢀꢀ
(6)；式(2)中，为啮合线长度；V
s
为瞬时滑动速度，i为传动比，n为驱动齿轮转动速度，x为接触点在啮合线上的位移，X
p
为节点在啮合线上的位置；F
n
为瞬时啮合力，啮合力，F
′
n
为总的法相啮合力，P1为齿轮输入功率，m为模数，z1为驱动齿轮齿数，β为螺旋角，α
t
为工作压力角；f
xu
为摩擦系数且k
i
为经验系数，SR为啮合点滑滚比，P
h
为啮合点的赫兹压力，R
a
为表面摩擦系数，V
e
为啮合点瞬时速度，η
oil
为润滑油粘度，ρ为啮合点等效曲率半径；式(3)中，ρ
oil
为润滑油密度；n为齿轮转动速度；d为齿轮节圆直径；S
m
为齿轮浸入油面以下的面积；C
m
为无量纲扭矩且γ＝ω2(db
g
m/2)
1/3
，ω为旋转角速度，V0为变速器箱体总油量，F
r
为弗劳德数，Rec为临界雷诺数，γ为加速度因数，b
ij
为经验参数；式(4)中，n
B
为轴承转速；T
BL
为轴承摩擦力矩且T
BL
＝T
RF
+T
SF
+T
BD
+T
BS
，T
RF
为滚动摩擦力矩且T
SF
为滑动摩擦力矩且T
SF
＝G
sl
μ
sl
·
10
‑3，T
BD
为润滑油拖曳力矩且T
BS
为轴承密封圈带来的阻力矩且密封圈带来的阻力矩且v
oil
为润滑油粘度，和分别为运动学减少系数、输入减热系数及滚动摩擦系数且均由预设的SKF轴承目录中查表所得，G
sl
为滑动摩擦经验系数，u
sl
为滑动摩擦摩擦系数并由润滑油的油膜厚度决定的，u
bl
为全油面的滑动摩擦摩擦系数，为决定滑动摩擦摩擦系数的加权值，u
EHL
为油气混合状态下的滑动摩擦系数，V
m
由轴承浸油深度决定的系数，d
m
为轴承名义直径，K
ball
、f
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和R
s
是由预设的SKF轴承目录中查表所得，e0、k
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和k
S2
是由预设的SKF轴承目录中查表所得，d
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【专利技术属性】
技术研发人员：申业，逯代兴，
申请(专利权)人：嘉兴爱弗凯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：