استخراج نگاشت تعویض دنده بهینه در چرخه جهانی با هدف کاهش مصرف سوخت

بهینه سازی نگاشت تعویض دنده برای چرخه‌های استاندارد آلایندگی و مصرف سوخت امروزه بیش از پیش مورد توجه توسعه دهندگان قوای محرکه و خودرو می‌باشد. چرخه رانندگی اروپا(nedc) اثر شرایط محیطی و ویژگی‌های خودرو واقعی را در بررسی میزان مصرف سوخت و آلایندگی خودرو را بسیار محدود در برمی‌گیرد و به همین دلیل طی سال‌های گذشته یک چرخه جهانی (wltc) ارائه شده که سعی دارد بیش از گذشته منطبق با واقعیت خودرو و شرایط محیطی باشد. در چرخه رانندگی اروپا نسخه از پیش تعیین شده نقاط تعویض دنده برای جعبه دنده های دستی وجود دارد. اما قاعده‌ای برای تعویض دنده در چرخه جهانی تعریف نشده است. برخی الزامات در رابطه با سرعت خودرو، توان در دسترس، سرعت موتور و غیره برای نزدیک تر شدن به شرایط کاری واقعی تدوین شده است. به همین دلیل، در فرآیند استخراج نقاط تعویض دنده در چرخه جهانی می بایست نیازمندیهای مربوط به رانندگی در کنار الزامات همچون مصرف سوخت و آلایندگی رعایت گردد.در این پژوهش، نگاشت تعویض دنده استخراج شده است و نتایج شبیه‌سازی خودروی آزمون با داده‌های آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است. با استفاده از نرم افزار gt-suite شبیه‌سازی‌ها به‌گونه‌ای صورت گرفته که در مرحله اول با استفاده از روش طراحی آزمایشات (doe) و محدود کردن متغییر گشتاور موتور، سرعت موتور و دریچه گاز، 144 نگاشت تعویض دنده استخراج کرده و در مرحله بعدی با درنظر گرفتن نگاشت با مصرف سوخت حداقل از مرحله قبل، سعی شده است که با بهینه سازی نقاط تعویض دنده در کنار رعایت الزامات مربوط به رانندگی در چرخه جهانی، پروفیل تعویض دنده نهایی استخراج گردد. نتایج مصرف سوخت نشان می‌دهد که میزان مصرف سوخت در چرخه استاندارد اروپا 10.8% کمتر از چرخه جهانی است.

extraction of optimum gear shifting profile in wltp aims to reduce fuel consumption

optimizing the gear shifting maps for the standard emissions and fuel consumption driving cycles nowadays is more and more important to the vehicle and powertrain designers. the new european driving cycle (nedc) consideration of the environmental factors and vehicle characteristics in examining fuel consumption and vehicle emissions is very limited, and for this reason, the worldwide harmonized light duty vehicles test cycles (wltc) has been presented over the past years, which includes more of the vehicle reality and environmental conditions than before. in the nedc there is a prescribed the shift points for manual gearboxes. but there is no gearshift points in wltc. some requirements related to vehicle speed, available power, engine speed, etc. have been compiled to be closer to real driving conditions. hence, in the process of extracting gear change points in wltc, the requirements related to driving should be met along with the requirements such as fuel consumption and emission. in this study, the simulation results of test vehicle are validated with experimental data. using gt-suite software, in the first step simulations are performed by extracting 144 gear shifting maps using the design method and limiting the parameters of engine torque, engine speed and throttle, then, by considering minimum fuel consumption map from the previous step, it has been attempted to optimize gear shifting profile by considering requirements regarding of driving condition in the wltp. fuel consumption results show that fuel consumption in the nedc is 10.8% lower than the wltp.