WO2012013115A1 - 一种发动机与液力变矩器匹配的方法和装置 - Google Patents

一种发动机与液力变矩器匹配的方法和装置 Download PDF

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torque converter
engine
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dimensionless
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刘红领
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Wuhu Power Technology Research Co Ltd
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B60W10/023—Fluid clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H41/00—Rotary fluid gearing of the hydrokinetic type
    • F16H41/24—Details
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to the technical field of automobile design, in particular to a method and a device for matching an engine with a torque converter.
  • embodiments of the present invention provide a method and apparatus for matching engine and torque converter .
  • the technical solution is as follows:
  • a method for matching an engine to a torque converter comprising:
  • a device for matching an engine with a torque converter comprising:
  • a data acquisition module configured to acquire external characteristic data of the engine and dimensionless characteristic data of the torque converter
  • a first curve drawing module configured to draw an engine external characteristic curve according to the external characteristic data of the engine acquired by the data acquiring module, and draw according to the dimensionless characteristic data of the torque converter obtained by the data acquiring module
  • the torque converter has a dimensionless characteristic curve
  • a common working point obtaining module configured to obtain a common working point of the engine and the torque converter according to the engine external characteristic curve drawn by the first curve drawing module and the dimensionless characteristic curve of the hydraulic torque converter;
  • a second curve drawing module configured to draw a hydraulic torque converter output characteristic curve according to a common working point of the engine and the torque converter obtained by the common working point acquisition module;
  • the matching evaluation parameter obtaining module is configured to calculate a matching evaluation parameter of the engine and the hydraulic torque converter according to the common working point of the engine and the torque converter and the output characteristic curve of the hydraulic torque converter.
  • the engine external characteristic curve and the dimensionless characteristic curve of the torque converter are drawn, so that the engine and the hydraulic torque converter work together.
  • Point draw out the output curve of the torque converter, according to the common working point of the engine and the torque converter and the output curve of the torque converter, calculate the matching evaluation parameters of the engine and the torque converter, It is necessary to manually calculate the drawing, obtain the common working point of the engine and the torque converter conveniently and quickly, draw the output characteristic curve of the engine and the torque converter, and automatically process the matching process between the engine and the torque converter. It is easy to operate, reduces the amount of work and time required to match the engine to the torque converter, and improves the accuracy of engine and torque converter matching.
  • FIG. 1 is a flow chart of a method for matching an engine and a torque converter according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a flow chart of a method for matching an engine and a torque converter according to Embodiment 2 of the present invention
  • 3 is a schematic diagram of an external characteristic curve of an engine according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a dimensionless characteristic curve of a torque converter according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the engine torque curve in the engine external characteristic curve and the torque converter pump torque curve in each typical operating condition provided in the same coordinate ratio according to Embodiment 2 of the present invention. Schematic diagram of the image;
  • FIG. 6 is a schematic diagram of an output curve of a torque converter according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic structural diagram of an apparatus for matching an engine and a torque converter according to Embodiment 3 of the present invention. detailed description
  • an embodiment of the present invention provides a method for matching an engine and a torque converter, the method comprising: 101: acquiring external characteristic data of the engine and dimensionless characteristic data of the torque converter;
  • the external characteristic data of the engine includes external characteristic test data of the engine and external characteristic interpolation data of the engine;
  • the dimensionless characteristic data of the torque converter includes the dimensionless characteristic test data of the torque converter and the hydraulic force.
  • the dimensionless characteristic interpolation data of the torque converter, obtaining the external characteristic data of the engine and the dimensionless characteristic data of the torque converter include:
  • the one-dimensional interpolation of the external characteristic test data of the engine and the dimensionless characteristic test data of the torque converter are respectively obtained, and the external characteristic interpolation data of the engine and the dimensionless characteristic interpolation data of the torque converter are obtained;
  • the engine external characteristic curve is drawn
  • the dimensionless characteristic data of the torque converter is drawn, which is specifically:
  • the engine external characteristic curve is drawn, and according to the dimensionless characteristic test data of the torque converter and the dimensionless characteristic interpolation data of the torque converter, the drawing is performed.
  • the torque converter has a dimensionless characteristic curve.
  • the common working point of the engine and the hydraulic torque converter are obtained, which specifically includes:
  • typical operating conditions include: starting conditions, operating conditions with high transmission efficiency, most efficient operating conditions, coupler operating conditions, and maximum speed ratio operating conditions.
  • the external characteristic data of the engine includes a rotational speed of the engine and a torque of the engine;
  • the dimensionless characteristic data of the torque converter includes a rotational speed ratio of the torque converter, a capacity coefficient of the torque converter, and Torque ratio of the torque converter.
  • the method for matching the engine and the torque converter by extracting the external characteristic data of the engine and the dimensionless characteristic data of the torque converter, drawing an engine external characteristic curve and a torque converter
  • the dimensionless characteristic curve, the common working point of the engine and the torque converter is obtained, and the output curve of the torque converter is drawn, according to the common working point of the engine and the torque converter and the output of the torque converter
  • the characteristic curve is calculated, and the matching evaluation parameters of the engine and the hydraulic torque converter are calculated. It is not necessary to manually calculate the drawing, and the common working point of the engine and the torque converter can be obtained conveniently and quickly, and the output of the engine and the torque converter can be drawn.
  • the characteristic curve automatically processes the matching process between the engine and the torque converter, is easy to operate, reduces the workload and time required for the engine to match the torque converter, and improves the matching of the engine and the torque converter. Precision. Example 2
  • an embodiment of the present invention provides a method for matching an engine with a torque converter, including:
  • the test results of the engine and the torque converter can be used to obtain the test data of the external characteristic of the engine and the test data of the dimensionless characteristic of the torque converter, and convert each parameter in the test data of the external characteristic of the engine.
  • the mutually corresponding vector forms are stored in the original parameter database, and the dimensionless characteristic test data of the torque converter is converted into a corresponding vector form and stored in the original parameter database.
  • the engine external characteristic test data includes the engine speed and the engine torque.
  • the dimensionless characteristic test data of the torque converter includes the torque ratio of the torque converter, the capacity coefficient of the torque converter, and the liquid. Torque ratio of the torque converter.
  • Converting the dimensionless characteristic test data of the torque converter into a corresponding vector form, that is, converting the torque converter speed ratio, the torque converter capacity coefficient and the torque converter torque to The vector form corresponding to each other is similar to the conversion between the torque of the engine and the engine speed, and will not be described here.
  • One-dimensional interpolation is performed on the external characteristic test data of the engine and the dimensionless characteristic test data of the torque converter, respectively, and the external characteristic interpolation data of the engine and the dimensionless characteristic interpolation data of the torque converter are obtained.
  • one-dimensional interpolation of the external characteristic test data of the engine and the dimensionless characteristic test data of the torque converter may be respectively performed according to the actual application condition, and the external characteristic interpolation data and the hydraulic force of the required engine are obtained.
  • the external characteristic test data of the engine is the engine speed and the engine torque.
  • the bench test obtains the original engine speed and the engine torque (lOOOr (min) / min (minutes), 140 Nm (Newton * m) ), (3000r/min, 236Nm), (5000r/min, 234Nm), if you need to get the speed of multiple engines with engine speed interval of 500 r/min and the torque of the engine, you can perform one-dimensional interpolation.
  • the obtained external characteristic interpolation data are (1500r/min, 200Nm), (2000r/min, 235Nm), (2500r/min, 237Nm), (3500r/min, 238Nm), (4000r/min, 239Nm), ( 4500r/min, 240Nm).
  • the one-dimensional interpolation of the dimensionless characteristic test data of the torque converter is obtained, and the dimensionless characteristic interpolation data of the torque converter is similar, and will not be described again.
  • the external characteristic curve of the engine is drawn by using the MATLAB drawing tool.
  • the engine speed (n tQ ) is taken as the abscissa (unit: r/min), and the engine torque ( T tQ ) as the ordinate (unit Nm)
  • the engine power (engine power P e T tQ * n tq /9550) as the ordinate (unit Kw)
  • the engine external characteristic curve is plotted as shown in Figure 3.
  • Figure 1 shows the engine torque curve.
  • an image of the dimensionless characteristic curve of the torque converter is drawn by using the MATLAB drawing tool.
  • the dimensionless characteristic data of the torque converter is the rotational speed ratio of the torque converter, the capacity coefficient of the torque converter and the torque converter ratio of the torque converter, the rotational speed of the torque converter Speed ratio as the abscissa, the capacity coefficient of the torque converter (Capacity
  • the method is not limited to the use of the MATLAB drawing tool, and may be implemented by any feasible drawing tool in the prior art, which is not specifically limited.
  • the external characteristic test data of the engine and the external characteristic interpolation data of the engine may be collectively referred to as external characteristic data of the engine, and the test data of the dimensionless characteristic of the torque converter and the absence of the torque converter may be The secondary characteristic interpolation data is collectively referred to as the dimensionless characteristic data of the torque converter. It can be seen from the above that one-dimensional interpolation is performed on the external characteristic test data of the engine and the dimensionless characteristic test data of the torque converter, and the external characteristic interpolation data of the engine and the dimensionless characteristic interpolation of the torque converter are obtained.
  • the data is for the purpose of drawing a more detailed engine external characteristic curve and a torque converter dimensionless characteristic curve. Therefore, in practical applications, if the obtained external characteristic test data of the engine and the number of the dimensionless characteristic test data of the torque converter are sufficiently large, the engine external characteristic curve can be directly drawn according to the external characteristic test data of the engine. And directly based on the dimensionless characteristic test data of the torque converter, draw the dimensionless characteristic curve of the torque converter.
  • the capacity coefficient corresponding to each typical operating point is queried, and each typical working condition is drawn according to the capacity coefficient corresponding to each typical operating point. Click the torque curve of the torque converter pump wheel (as shown in 6 of Figure 5).
  • Typical operating conditions may include: starting conditions, operating conditions with high transmission efficiency, most efficient operating conditions, coupler operating conditions, and maximum speed ratio operating conditions.
  • the intersection of the external torque characteristic curve in the engine external characteristic curve and the torque curve of the torque converter pump wheel under each typical operating point is the common working point of the engine and the hydraulic torque converter, and the engine is provided.
  • the common rotational speed corresponding to the common working point of the torque converter is N p and the common torque is T p .
  • an image of the torque curve of the torque converter pump wheel under the typical operating conditions is plotted at the same coordinate scale, wherein the abscissa indicates the rotational speed ( ⁇ , unit r /min), the ordinate represents the torque (t, unit Nm), where 1 represents the engine torque curve and 6 represents the pump wheel torque curve.
  • the turbine output speed N t and the turbine output torque T t are obtained as follows:
  • i represents the speed ratio corresponding to the common working point of the engine and the torque converter
  • K represents the torque converter torque ratio corresponding to the common working point of the engine and the torque converter.
  • the matching evaluation parameters in this embodiment include:
  • the power output coefficient N N tP , where N tp represents the average output power of the turbine and represents the engine rated power.
  • the matching evaluation parameters are not limited to the above, and other matching evaluation parameters may be set according to actual application conditions. Moreover, it is impossible to make each matching evaluation parameter achieve the best when matching. It should be considered comprehensively, and the power and torque characteristics of the engine should be utilized as much as possible.
  • the method for matching the engine and the torque converter by extracting the external characteristic data of the engine and the dimensionless characteristic data of the torque converter, drawing an engine external characteristic curve and a torque converter
  • the dimensionless characteristic curve, the common working point of the engine and the torque converter is obtained, and the output curve of the torque converter is drawn, according to the common working point of the engine and the torque converter and the output of the torque converter
  • the characteristic curve is calculated, and the matching evaluation parameters of the engine and the hydraulic torque converter are calculated. It is not necessary to manually calculate the drawing, and the common working point of the engine and the torque converter can be obtained conveniently and quickly, and the output of the engine and the torque converter can be drawn.
  • the characteristic curve automatically processes the matching process between the engine and the torque converter, is easy to operate, reduces the workload and time required for the engine to match the torque converter, and improves the matching of the engine and the torque converter. Precision. Example 3
  • An embodiment of the present invention provides a device for matching an engine with a torque converter.
  • the device includes: a data acquisition module 301, configured to acquire external characteristic data of the engine and dimensionless of the torque converter
  • the first curve drawing module 302 is configured to draw an engine characteristic curve according to the external characteristic data of the engine acquired by the data acquiring module 301, and obtain the dimensionless characteristic data of the torque converter according to the data acquiring module 301. , drawing a dimensionless characteristic curve of the torque converter;
  • the common working point obtaining module 303 is configured to obtain a common working point of the engine and the torque converter according to the engine external characteristic curve drawn by the first curve drawing module 302 and the dimensionless characteristic curve of the torque converter;
  • a second curve drawing module 304 configured to acquire an engine and a torque converter according to the common working point obtaining module 303 The common working point, drawing the output curve of the torque converter;
  • the matching evaluation parameter obtaining module 305 is configured to calculate matching evaluation parameters of the engine and the hydraulic torque converter according to the common working point of the engine and the torque converter and the output characteristic curve of the torque converter.
  • the external characteristic data of the engine includes external characteristic test data of the engine and external characteristic interpolation data of the engine;
  • the dimensionless characteristic data of the torque converter includes the dimensionless characteristic test data of the torque converter and the hydraulic force
  • the dimensionless characteristic interpolation data of the torque converter, the data obtaining module 301 specifically includes:
  • test data acquisition unit configured to obtain an outer characteristic test data of the engine and a dimensionless characteristic test data of the hydraulic torque converter from the original parameter database
  • the interpolation unit is configured to respectively perform one-dimensional interpolation on the external characteristic test data of the engine obtained by the test data acquisition unit and the dimensionless characteristic test data of the torque converter, and obtain the external characteristic interpolation data of the engine and the torque converter The dimensionless characteristic interpolation data;
  • the first curve drawing module 302 is specifically configured to draw an engine characteristic curve according to the external characteristic test data of the engine and the external characteristic interpolation data of the engine, and test the data and the liquid according to the dimensionless characteristic of the torque converter.
  • the dimensionless characteristic interpolation data of the torque converter is used to plot the dimensionless characteristic curve of the torque converter.
  • the common working point obtaining module 303 specifically includes:
  • a first curve drawing unit is configured to select a typical operating point on the dimensionless characteristic curve of the torque converter drawn by the first curve drawing module 302, and draw a torque converter pump rotation under each typical operating point.
  • the common working point obtaining unit is configured to obtain the engine external characteristic curve drawn by the first curve drawing module 302 and the torque converter pump wheel torque curve under each typical operating condition point, and obtain the common engine and the hydraulic torque converter. Work point.
  • typical operating conditions include: starting conditions, operating conditions with high transmission efficiency, most efficient operating conditions, coupler operating conditions, and maximum speed ratio operating conditions.
  • the external characteristic data of the engine includes a rotational speed of the engine and a torque of the engine;
  • the dimensionless characteristic data of the torque converter includes a rotational speed ratio of the torque converter, a capacity coefficient of the torque converter, and Torque ratio of the torque converter.
  • the device for matching the engine and the torque converter draws the external characteristic curve of the engine and the dimensionless characteristic data of the torque converter, and draws the engine external characteristic curve and the liquid torque device without cause The secondary characteristic curve, thus obtaining the common working point of the engine and the torque converter, drawing the output curve of the torque converter, according to the common working point of the engine and the torque converter and the output characteristic curve of the torque converter Calculate the matching evaluation parameters of the engine and the torque converter, without manual calculation and drawing, conveniently and quickly obtain the common working point of the engine and the torque converter, and draw the output characteristic curve of the engine and the torque converter.
  • the automatic matching process between the engine and the torque converter is easy to operate, reducing the workload and time required for the engine to match the torque converter, and improving the engine.

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Abstract

一种属于汽车设计技术领域的发动机与液力变矩器匹配的方法和装置。该方法包括以下步骤：获取发动机的外特性数据和液力变矩器的无因次特性数据（101），根据发动机的外特性数据绘制发动机外特性曲线并且根据液力变矩器的无因次特性数据绘制液力变矩器无因次特性曲线（102），根据外特性曲线和无因次特性曲线得到发动机与液力变矩器的共同工作点，根据共同工作点绘制出液力变矩器输出特性曲线，根据共同工作点和液力变矩器输出特性曲线，计算得到发动机与液力变矩器的匹配评价参数。本方法和装置不需要人工计算绘图，使发动机与液力变矩器的匹配过程自动化，易于操作，减少了发动机与液力变矩器匹配所需的工作量和时间，提高了发动机与液力变矩器匹配的精度。

Description

种发动机与液力变矩器匹配的方法和装置 技术领域
本发明涉及汽车设计技术领域， 特别涉及一种发动机与液力变矩器匹配的方法和装置。 背景技术 说 随着现代汽车工业的发展和人们对汽车的越来越高的要求， 自动变速器在汽车上得到 了越来越多的应用。 其中， 自动变速器的重要组成部分是液力变矩器， 而液力变矩器与发 动机的匹配， 在很大程度上决定了汽车的动力性能和经济性能的好坏。 因此， 发动机与液 书
力变矩器的匹配问题受到了广泛的关注。
目前在对发动机与液力变矩器进行匹配时， 多采用手工计算作图的方式进行， 这种方 法工作量极大、 耗费的周期长、 费时费力， 且随意性大， 难以保证数据和图形的精度。 发明内容
为了减少发动机与液力变矩器匹配所需的工作量和时间， 提高发动机与液力变矩器匹 配的精度， 本发明实施例提供了一种发动机与液力变矩器匹配的方法和装置。 所述技术方 案如下：
一种发动机与液力变矩器匹配的方法， 所述方法包括：
获取发动机的外特性数据和液力变矩器的无因次特性数据；
根据所述发动机的外特性数据， 绘制发动机外特性曲线， 并根据所述液力变矩器的无 因次特性数据， 绘制液力变矩器无因次特性曲线；
根据所述发动机外特性曲线和所述液力变矩器无因次特性曲线， 得到发动机与液力变 矩器的共同工作点；
根据所述发动机与液力变矩器的共同工作点， 绘制液力变矩器输出特性曲线； 根据所述发动机与液力变矩器的共同工作点和所述液力变矩器输出特性曲线， 计算得 到发动机与液力变矩器的匹配评价参数。
一种发动机与液力变矩器匹配的装置， 所述装置包括：
数据获取模块， 用于获取发动机的外特性数据和液力变矩器的无因次特性数据； 第一曲线绘制模块， 用于根据所述数据获取模块获取的发动机的外特性数据， 绘制发 动机外特性曲线， 并根据所述数据获取模块获取的液力变矩器的无因次特性数据， 绘制液 力变矩器无因次特性曲线；
共同工作点获取模块， 用于根据所述第一曲线绘制模块绘制的发动机外特性曲线和液 力变矩器无因次特性曲线， 得到发动与液力变矩器的共同工作点；
第二曲线绘制模块， 用于根据所述共同工作点获取模块获取的发动机与液力变矩器的 共同工作点， 绘制液力变矩器输出特性曲线；
匹配评价参数获取模块， 用于根据所述发动机与液力变矩器的共同工作点和所述液力 变矩器输出特性曲线， 计算得到发动机与液力变矩器的匹配评价参数。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：
通过获取的发动机的外特性数据和液力变矩器的无因次特性数据， 绘制发动机外特性 曲线和液力变矩器无因次特性曲线， 从而得到发动机与液力变矩器的共同工作点， 绘制出 液力变矩器输出特性曲线， 根据发动机与液力变矩器的共同工作点和液力变矩器输出特性 曲线， 计算得到发动机与液力变矩器的匹配评价参数， 不需要人工计算绘图， 方便快捷地 得到发动机与液力变矩器的共同工作点、 绘制出发动机与液力变矩器的输出特性曲线， 使 发动机与液力变矩器的匹配过程自动流程化， 易于操作， 减少了发动机与液力变矩器匹配 所需的工作量和时间， 提高了发动机与液力变矩器匹配的精度。 附图说明
图 1是本发明实施例 1提供的一种发动机与液力变矩器匹配的方法流程图； 图 2是本发明实施例 2提供的一种发动机与液力变矩器匹配的方法流程图； 图 3是本发明实施例 2提供的一种发动机外特性曲线的示意图；
图 4是本发明实施例 2提供的一种液力变矩器无因次特性曲线的示意图；
图 5是本发明实施例 2提供的一种将发动机外特性曲线中的发动机转矩曲线与各典型 工况点下的液力变矩器泵轮转矩曲线以相同的坐标比例绘制在一起的图像的示意图；
图 6是本发明实施例 2提供的一种液力变矩器输出特性曲线的示意图；
图 7是本发明实施例 3提供的一种发动机与液力变矩器匹配的装置结构示意图。 具体实施方式
为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合附图对本发明实施方式作 进一步地详细描述。 实施例 1
参见图 1， 本发明实施例提供了一种发动机与液力变矩器匹配的方法， 该方法包括： 101： 获取发动机的外特性数据和液力变矩器的无因次特性数据；
102： 根据发动机的外特性数据， 绘制发动机外特性曲线， 并根据液力变矩器的无因次 特性数据， 绘制液力变矩器无因次特性曲线；
103： 根据发动机外特性曲线和液力变矩器无因次特性曲线， 得到发动机与液力变矩器 的共同工作点；
104： 根据发动机与液力变矩器的共同工作点， 绘制液力变矩器输出特性曲线； 105： 根据发动机与液力变矩器的共同工作点和液力变矩器输出特性曲线， 计算得到发 动机与液力变矩器的匹配评价参数。
进一步地， 发动机的外特性数据包括发动机的外特性试验数据和发动机的外特性插值 数据； 液力变矩器的无因次特性数据包括液力变矩器的无因次特性试验数据和液力变矩器 的无因次特性插值数据， 获取发动机的外特性数据和液力变矩器的无因次特性数据具体包 括：
从原始参数数据库获取发动机的外特性试验数据和液力变矩器的无因次特性试验数 据；
分别对发动机的外特性试验数据和液力变矩器的无因次特性试验数据进行一维插值， 得到发动机的外特性插值数据和液力变矩器的无因次特性插值数据；
相应地， 根据发动机的外特性数据， 绘制发动机外特性曲线， 并根据液力变矩器的无 因次特性数据， 绘制液力变矩器无因次特性曲线， 具体为：
根据发动机的外特性试验数据和发动机的外特性插值数据， 绘制发动机外特性曲线， 并根据液力变矩器的无因次特性试验数据和液力变矩器的无因次特性插值数据， 绘制液力 变矩器无因次特性曲线。
进一步地， 根据发动机外特性曲线和液力变矩器无因次特性曲线， 得到发动机与液力 变矩器的共同工作点， 具体包括：
在液力变矩器无因次特性曲线上选择典型工况点， 绘制各典型工况点下的液力变矩器 泵轮转矩曲线；
根据发动机外特性曲线和各典型工况点下的液力变矩器泵轮转矩曲线， 得到发动机与 液力变矩器的共同工作点。
进一步地， 典型工况包括： 起动工况、 传动效率高的工况、 最高效工况、 耦合器工况 和最大速比工况。 进一步地， 发动机的外特性数据包括发动机的转速和发动机的转矩； 所述液力变矩器 的无因次特性数据包括液力变矩器的转速比、 液力变矩器的容量系数和液力变矩器的变扭 比。
本发明实施例所述的发动机与液力变矩器匹配的方法， 通过获取的发动机的外特性数 据和液力变矩器的无因次特性数据， 绘制发动机外特性曲线和液力变矩器无因次特性曲线， 从而得到发动机与液力变矩器的共同工作点， 绘制出液力变矩器输出特性曲线， 根据发动 机与液力变矩器的共同工作点和液力变矩器输出特性曲线， 计算得到发动机与液力变矩器 的匹配评价参数， 不需要人工计算绘图， 方便快捷地得到发动机与液力变矩器的共同工作 点、 绘制出发动机与液力变矩器的输出特性曲线， 使发动机与液力变矩器的匹配过程自动 流程化， 易于操作， 减少了发动机与液力变矩器匹配所需的工作量和时间， 提高了发动机 与液力变矩器匹配的精度。 实施例 2
参见图 2， 本发明实施例提供了一种发动机与液力变矩器匹配的方法， 包括：
201： 从原始参数数据库获取发动机的外特性试验数据和液力变矩器的无因次特性试验 数据。
具体地， 可以通过发动机和液力变矩器的台架试验， 得到发动机的外特性试验数据和 液力变矩器的无因次特性试验数据， 将发动机的外特性试验数据中的各个参数转换为相互 对应的向量形式存储在原始参数数据库， 并将液力变矩器的无因次特性试验数据转换为相 互对应的向量形式存储在原始参数数据库。 其中， 发动机的外特性试验数据包括发动机的 转速和发动机的转矩， 液力变矩器的无因次特性试验数据包括液力变矩器的转速比、 液力 变矩器的容量系数和液力变矩器的变扭比。 将发动机的外特性试验数据中的各个参数转换 为相互对应的向量形式， 即将发动机的转速和发动机的转矩转换为相互对应的向量形式， 如发动机的转速为 ntQl、 ntQ2、 ntQ3〜ntQS ; 发动机的转矩为 TtQl、 T 2、 TtQ3〜TtQS ; 将发动机的转 速和发动机的转矩转换为相互对应的向量形式为： （ntQl， TtQl)、 （ntQ2， TtQ2)、 （n 3， Ttq3) … ( ntQS， TtQS)。 将液力变矩器的无因次特性试验数据转换为相互对应的向量形式， 即将液力 变矩器转速比、 液力变矩器的容量系数和液力变矩器的变扭比转换为相互对应的向量形式， 具体与发动机的转矩和发动机的转速之间的转换类似， 此处不再赘述。
需要说明的是， 并不限于通过台架试验的方式得到发动机的外特性试验数据和液力变 矩器的无因次特性试验数据， 可以采用现有技术中任何可行的方式进行， 对此不做具体限 定。 例如： 用在发动机、 液力变矩器产品的开发过程中分析计算得到的值作为发动机的外 特性试验数据和液力变矩器的无因次特性试验数据。
202： 分别对发动机的外特性试验数据和液力变矩器的无因次特性试验数据进行一维插 值， 得到发动机的外特性插值数据和液力变矩器的无因次特性插值数据。
具体地， 可以根据实际应用状况， 分别对发动机的外特性试验数据和液力变矩器的无 因次特性试验数据进行一维插值， 得到所需要的发动机的各个外特性插值数据和液力变矩 器的无因次特性插值数据。 如： 发动机的外特性试验数据为发动机的转速和发动机的转矩， 台架试验得到原始的发动机的转速和发动机的转矩为 （lOOOr (转) /min (分钟）， 140Nm (牛 顿 *米））、 ( 3000r/min, 236Nm)、 ( 5000r/min, 234Nm), 如现在需要得到发动机的转速间隔 为 500 r/min 的多个发动机的转速和发动机的转矩， 则可以进行一维插值， 得到多个外特 性插值数据分别为 ( 1500r/min , 200Nm)、 ( 2000r/min , 235Nm)、 ( 2500r/min , 237Nm)、 ( 3500r/min, 238Nm)、 ( 4000r/min, 239Nm)、 ( 4500r/min, 240Nm)。 对液力变矩器的无因 次特性试验数据进行一维插值， 得到液力变矩器的无因次特性插值数据与此类似， 不再赘 述。
203： 根据发动机的外特性试验数据和发动机的外特性插值数据， 绘制发动机外特性曲 线， 并根据液力变矩器的无因次特性试验数据和液力变矩器的无因次特性插值数据， 绘制 液力变矩器无因次特性曲线。
具体地， 根据发动机的外特性试验数据和发动机的外特性插值数据， 利用 MATLAB绘图 工具， 绘制出发动机外特性曲线。 当发动机的外特性数据为发动机的转速和发动机的转矩 时， 在绘制发动机外特性曲线的图像时， 将发动机的转速 (ntQ)作为横坐标 (单位 r/min)， 发 动机的转矩 (TtQ)作为纵坐标 (单位 Nm)， 发动机的功率 （发动机的功率 Pe=TtQ* ntq /9550) 作 为纵坐标 (单位 Kw)， 绘制出的发动机外特性曲线如图 3所示，图中 1表示发动机转矩曲线，
2表示发动机功率曲线。
具体地， 根据液力变矩器的无因次特性试验数据和液力变矩器的无因次特性插值数据， 利用 MATLAB绘图工具， 绘制出液力变矩器无因次特性曲线的图像。 当液力变矩器的无因次 特性数据为液力变矩器的转速比、 液力变矩器的容量系数和液力变矩器的变扭比时， 将液 力变矩器的转速比 （Speed ratio ) 作为横坐标， 将液力变矩器的容量系数 （Capacity
Factor), 液力变矩器的变扭比和液力变矩器的传动效率 （传动效率 =转速比 *变扭比） 作为 纵坐标，绘制出的液力变矩器无因次特性曲线如图 4所示， 图中 3表示容量系数曲线、 4表 示变扭比曲线、 5表示传动效率曲线。
需要说明的是， 并不限于利用 MATLAB绘图工具的方式进行， 可以利用现有技术中任何 可行的绘图工具实现， 对此不做具体限定。 并且需要说明的是， 可以将发动机的外特性试验数据和发动机的外特性插值数据统称 为发动机的外特性数据， 将液力变矩器的无因次特性试验数据和液力变矩器的无因次特性 插值数据统称为液力变矩器的无因次特性数据。 从上述可以看出， 对发动机的外特性试验 数据和液力变矩器的无因次特性试验数据进行一维插值， 得到发动机的外特性插值数据和 液力变矩器的无因次特性插值数据， 是为了便于绘制出更精细的发动机外特性曲线和液力 变矩器无因次特性曲线。 因此， 实际应用中， 如果得到的发动机的外特性试验数据和液力 变矩器的无因次特性试验数据的个数足够多， 则可以直接根据发动机的外特性试验数据， 绘制发动机外特性曲线， 并直接根据液力变矩器的无因次特性试验数据， 绘制液力变矩器 无因次特性曲线。
204： 在液力变矩器无因次特性曲线上选择典型工况点， 绘制各典型工况点下的液力变 矩器泵轮转矩曲线。
具体地， 在液力变矩器无因次特性曲线上选择典型工况点后， 查询各典型工况点对应 的容量系数， 根据各典型工况点对应的容量系数， 绘制出各典型工况点下液力变矩器泵轮 转矩曲线 （如图 5中 6所示）。
其中， 典型工况可以包括： 起动工况、 传动效率高的工况、 最高效工况、 耦合器工况 和最大速比工况。
205： 根据发动机外特性曲线和各典型工况点下的液力变矩器泵轮转矩曲线， 得到发动 机与液力变矩器的共同工作点。
具体地， 发动机外特性曲线中的转矩外特性曲线与各典型工况点下的液力变矩器泵轮 转矩曲线的交点即为发动机与液力变矩器的共同工作点， 设发动机与液力变矩器的共同工 作点对应的共同转速为 Np、 共同转矩为 Tp。 参见图 5， 为将发动机外特性曲线与各典型工况 点下的液力变矩器泵轮转矩曲线以相同的坐标比例绘制在一起的图像， 其中， 横坐标表示 转速 （η， 单位 r/min)， 纵坐标表示转矩 （t， 单位 Nm)， 图中 1表示发动机转矩曲线， 6表 示泵轮转矩曲线。
206： 根据发动机与液力变矩器的共同工作点， 绘制液力变矩器输出特性曲线。
具体地， 根据发动机与液力变矩器的共同工作点， 按下式求出涡轮输出转速 Nt和涡轮 输出转矩 Tt:
Nt=i · Np
Tt=K · τρ
其中， i表示发动机与液力变矩器共同工作点对应的转速比， K表示发动机与液力变矩 器共同工作点对应的液力变矩器变扭比。 将涡轮输出转速 Nt作为横坐标， 涡轮输出转矩 Tt作为纵坐标， 绘制出液力变矩器输出 特性曲线如图 6所示， 其中， 横坐标为转速 （n， 单位 r/min)， 纵坐标表示转矩 （t， 单位 Nm) , 图中 7表示液力变矩器输出特性曲线。
207： 根据发动机与液力变矩器的共同工作点和液力变矩器输出特性曲线， 计算发动机 与液力变矩器的匹配评价参数。
具体地， 本实施例中的匹配评价参数包括：
1)功率输出系数 N=NtP ， 其中， Ntp表示涡轮的平均输出功率， 表示发动机额定功率。 2)单位消耗量系数 α， 表示在一定涡轮工作范围内， 平均单位燃料消耗量 与额定工况下 单位燃料消耗量 N的比值， 即 a = p/g^。 3 ) 起动转矩 Μτ。。 4 ) 变矩器高效工作范围内涡轮 转速工作范围 dn=nt2/ ntl o 5 ) 变矩器高效工作范围内涡轮转矩工作范围 dm=tt2/ ttl。
需要说明的是， 并不限于上述的匹配评价参数， 还可以根据实际应用状况， 设置其他 的匹配评价参数。 并且， 在匹配时不可能使每项匹配评价参数都能达到最好， 应综合加以 考虑， 尽量使发动机的功率和力矩特性都得到较好的利用。
本发明实施例所述的发动机与液力变矩器匹配的方法， 通过获取的发动机的外特性数 据和液力变矩器的无因次特性数据， 绘制发动机外特性曲线和液力变矩器无因次特性曲线， 从而得到发动机与液力变矩器的共同工作点， 绘制出液力变矩器输出特性曲线， 根据发动 机与液力变矩器的共同工作点和液力变矩器输出特性曲线， 计算得到发动机与液力变矩器 的匹配评价参数， 不需要人工计算绘图， 方便快捷地得到发动机与液力变矩器的共同工作 点、 绘制出发动机与液力变矩器的输出特性曲线， 使发动机与液力变矩器的匹配过程自动 流程化， 易于操作， 减少了发动机与液力变矩器匹配所需的工作量和时间， 提高了发动机 与液力变矩器匹配的精度。 实施例 3
本发明实施例提供了一种发动机与液力变矩器匹配的装置， 参见图 7， 该装置包括： 数据获取模块 301， 用于获取发动机的外特性数据和液力变矩器的无因次特性数据； 第一曲线绘制模块 302， 用于根据数据获取模块 301获取的发动机的外特性数据， 绘制 发动机外特性曲线， 并根据数据获取模块 301 获取的液力变矩器的无因次特性数据， 绘制 液力变矩器无因次特性曲线；
共同工作点获取模块 303，用于根据第一曲线绘制模块 302绘制的发动机外特性曲线和 液力变矩器无因次特性曲线， 得到发动与液力变矩器的共同工作点；
第二曲线绘制模块 304，用于根据共同工作点获取模块 303获取的发动机与液力变矩器 的共同工作点， 绘制液力变矩器输出特性曲线；
匹配评价参数获取模块 305， 用于根据发动机与液力变矩器的共同工作点和液力变矩器 输出特性曲线， 计算得到发动机与液力变矩器的匹配评价参数。
进一步地， 发动机的外特性数据包括发动机的外特性试验数据和发动机的外特性插值 数据； 液力变矩器的无因次特性数据包括液力变矩器的无因次特性试验数据和液力变矩器 的无因次特性插值数据， 数据获取模块 301具体包括：
试验数据获取单元， 用于从原始参数数据库获取发动机的外特性试验数据和液力变矩 器的无因次特性试验数据；
插值单元， 用于分别对试验数据获取单元获取的发动机的外特性试验数据和液力变矩 器的无因次特性试验数据进行一维插值， 得到发动机的外特性插值数据和液力变矩器的无 因次特性插值数据；
相应地， 第一曲线绘制模块 302， 具体用于根据发动机的外特性试验数据和发动机的外 特性插值数据， 绘制发动机外特性曲线， 并根据液力变矩器的无因次特性试验数据和液力 变矩器的无因次特性插值数据， 绘制液力变矩器无因次特性曲线。
进一步地， 共同工作点获取模块 303具体包括：
第一曲线绘制单元， 用于在第一曲线绘制模块 302 绘制的液力变矩器无因次特性曲线 上选择典型工况点， 绘制各典型工况点下的液力变矩器泵轮转矩曲线；
共同工作点获取单元， 用于根据第一曲线绘制模块 302 绘制的发动机外特性曲线和各 典型工况点下的液力变矩器泵轮转矩曲线， 得到发动机与液力变矩器的共同工作点。
进一步地， 典型工况包括： 起动工况、 传动效率高的工况、 最高效工况、 耦合器工况 和最大速比工况。
进一步地， 发动机的外特性数据包括发动机的转速和发动机的转矩； 所述液力变矩器 的无因次特性数据包括液力变矩器的转速比、 液力变矩器的容量系数和液力变矩器的变扭 比。
本发明实施例所述的发动机与液力变矩器匹配的装置， 通过获取的发动机的外特性数 据和液力变矩器的无因次特性数据， 绘制发动机外特性曲线和液力矩器无因次特性曲线， 从而得到发动机与液力变矩器的共同工作点， 绘制出液力变矩器输出特性曲线， 根据发动 机与液力变矩器的共同工作点和液力变矩器输出特性曲线， 计算得到发动机与液力变矩器 的匹配评价参数， 不需要人工计算绘图， 方便快捷地得到发动机与液力变矩器的共同工作 点、 绘制出发动机与液力变矩器的输出特性曲线， 使发动机与液力变矩器的匹配过程自动 流程化， 易于操作， 减少了发动机与液力变矩器匹配所需的工作量和时间， 提高了发动机 与液力变矩器匹配的精度。 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完 成， 也可以通过程序来指令相关的硬件完成， 所述的程序可以存储于一种计算机可读存储 介质中， 上述提到的存储介质可以是只读存储器， 磁盘或光盘等。 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和原则 之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种发动机与液力变矩器匹配的方法， 其特征在于， 所述方法包括：
获取发动机的外特性数据和液力变矩器的无因次特性数据；
根据所述发动机的外特性数据， 绘制发动机外特性曲线， 并根据所述液力变矩器的无因 次特性数据， 绘制液力变矩器无因次特性曲线；
根据所述发动机外特性曲线和所述液力变矩器无因次特性曲线， 得到发动机与液力变矩 器的共同工作点；
根据所述发动机与液力变矩器的共同工作点， 绘制液力变矩器输出特性曲线； 根据所述发动机与液力变矩器的共同工作点和所述液力变矩器输出特性曲线， 计算得到 发动机与液力变矩器的匹配评价参数。
2、根据权利要求 1所述的发动机与液力变矩器匹配的方法， 其特征在于， 所述发动机的 外特性数据包括发动机的外特性试验数据和发动机的外特性插值数据； 所述液力变矩器的无 因次特性数据包括液力变矩器的无因次特性试验数据和液力变矩器的无因次特性插值数据， 所述获取发动机的外特性数据和液力变矩器的无因次特性数据具体包括：
从原始参数数据库获取发动机的外特性试验数据和液力变矩器的无因次特性试验数据； 分别对所述发动机的外特性试验数据和所述液力变矩器的无因次特性试验数据进行一维 插值， 得到发动机的外特性插值数据和液力变矩器的无因次特性插值数据；
相应地， 根据发动机的外特性数据， 绘制发动机外特性曲线， 并根据液力变矩器的无因 次特性数据， 绘制液力变矩器无因次特性曲线， 具体为：
根据所述发动机的外特性试验数据和所述发动机的外特性插值数据， 绘制发动机外特性 曲线， 并根据所述液力变矩器的无因次特性试验数据和所述液力变矩器的无因次特性插值数 据， 绘制液力变矩器无因次特性曲线。
3、根据权利要求 1或 2所述的发动机与液力变矩器匹配的方法， 其特征在于， 所述根据 所述发动机外特性曲线和所述液力变矩器无因次特性曲线， 得到发动机与液力变矩器的共同 工作点， 具体包括：
在所述液力变矩器无因次特性曲线上选择典型工况点， 绘制各典型工况点下的液力变矩 器泵轮转矩曲线； 根据所述发动机外特性曲线和各典型工况点下的液力变矩器泵轮转矩曲线， 得到发动机 与液力变矩器的共同工作点。
4、根据权利要求 3所述的发动机与液力变矩器匹配的方法， 其特征在于， 所述典型工况 包括： 起动工况、 传动效率高的工况、 最高效工况、 耦合器工况和最大速比工况。
5、根据权利要求 1-4中任意一项权利要求所述的发动机与液力变矩器匹配的方法， 其特 征在于， 所述发动机的外特性数据包括发动机的转速和发动机的转矩； 所述液力变矩器的无 因次特性数据包括液力变矩器的转速比、 液力变矩器的容量系数和液力变矩器的变扭比。
6、 一种发动机与液力变矩器匹配的装置， 其特征在于， 所述装置包括：
数据获取模块， 用于获取发动机的外特性数据和液力变矩器的无因次特性数据； 第一曲线绘制模块， 用于根据所述数据获取模块获取的发动机的外特性数据， 绘制发动 机外特性曲线， 并根据所述数据获取模块获取的液力变矩器的无因次特性数据， 绘制液力变 矩器无因次特性曲线；
共同工作点获取模块， 用于根据所述第一曲线绘制模块绘制的发动机外特性曲线和液力 变矩器无因次特性曲线， 得到发动与液力变矩器的共同工作点；
第二曲线绘制模块， 用于根据所述共同工作点获取模块获取的发动机与液力变矩器的共 同工作点， 绘制液力变矩器输出特性曲线；
匹配评价参数获取模块， 用于根据所述发动机与液力变矩器的共同工作点和所述液力变 矩器输出特性曲线， 计算得到发动机与液力变矩器的匹配评价参数。
7、根据权利要求 6所述的发动机与液力变矩器匹配的装置， 其特征在于， 所述发动机的 外特性数据包括发动机的外特性试验数据和发动机的外特性插值数据； 所述液力变矩器的无 因次特性数据包括液力变矩器的无因次特性试验数据和液力变矩器的无因次特性插值数据， 所述数据获取模块具体包括：
试验数据获取单元， 用于从原始参数数据库获取发动机的外特性试验数据和液力变矩器 的无因次特性试验数据；
插值单元， 用于分别对所述试验数据获取单元获取的发动机的外特性试验数据和所述液 力变矩器的无因次特性试验数据进行一维插值， 得到发动机的外特性插值数据和液力变矩器 的无因次特性插值数据；
相应地， 所述第一曲线绘制模块， 具体用于根据所述发动机的外特性试验数据和所述发 动机的外特性插值数据， 绘制发动机外特性曲线， 并根据所述液力变矩器的无因次特性试验 数据和所述液力变矩器的无因次特性插值数据， 绘制液力变矩器无因次特性曲线。
8、根据权利要求 6或 7所述的发动机与液力变矩器匹配的装置， 其特征在于， 所述共同 工作点获取模块具体包括：
第一曲线绘制单元， 用于在所述第一曲线绘制模块绘制的液力变矩器无因次特性曲线上 选择典型工况点， 绘制各典型工况点下的液力变矩器泵轮转矩曲线；
共同工作点获取单元， 用于根据所述第一曲线绘制模块绘制的发动机外特性曲线和各典 型工况点下的液力变矩器泵轮转矩曲线， 得到发动机与液力变矩器的共同工作点。
9、根据权利要求 8所述的发动机与液力变矩器匹配的装置， 其特征在于， 所述典型工况 包括： 起动工况、 传动效率高的工况、 最高效工况、 耦合器工况和最大速比工况。
10、 根据权利要求 6-9中任意一项权利要求所述的发动机与液力变矩器匹配的装置， 其 特征在于， 所述发动机的外特性数据包括发动机的转速和发动机的转矩； 所述液力变矩器的 无因次特性数据包括液力变矩器的转速比、 液力变矩器的容量系数和液力变矩器的变扭比。
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