CODAD后传动装置的配置和评估优化曾凡明敖晨阳2陈国钧东东1（1.海军工程大学动力工程学院，湖北武汉430033；2.海军装备论证研究中心舰船所，北京100841）的各个标分类研究，采用模糊数学的方法对定性指标量化采用层次分析法（AHP）确定权重。后，应用线性加权和函数法将多目标化成单！目标，得到综合性能评价函数，根据综合性能评价函数的大小确定佳方案。

　　全柴并车装置是由两台或多台柴油机通过离合器、并车齿轮箱共同驱动同一螺旋桨的主推进装置，主要由并车齿轮箱、弹性联轴器、万向联轴器、离合器（液力偶合器）等传动元件组合而成，其主要完成的功能是传递功率、隔离或改善扭转振动，补偿发动机端和轴系之间因变形、振动、安装误差、热膨胀引起的位移，尤其是当主机采取隔振措施后，传动系统必须满足大位移变形的要求。近年来，这种传动方式的主推进装置越来越多地在舰船中得到应用。本文对全柴并车传动方案进行分析，并应用现代数学中多目标决策理论进行定量综合评估。

　　1全柴并车传动方案类型柴油机并车传动装置由于传动元件的类型比较多，且各有特点，因而能够组成满足上述基本功能的并车传动方案也比较多。其主要区别在离合器的选择上，常用的主要有液力偶合器、高弹离合器（或气胎式离合器等）、片式摩檫离合器，由此形成三种主要的传动方案。

　　液力偶合器传动方案主要由高弹性联轴器、液力偶合器和并车齿轮箱组成；高弹离合器传动方案是在柴油机与齿轮箱之间采用弹性离合器，弹性离合器为一种圆锥体摩檫离合器，利用压缩空气的压力为结合力产生摩檫力；摩檫片式离合器传动方案主要由弹性联轴器、万向联轴器、湿式摩檫片离合器和并车齿轮箱组合而成。

　　2.1全柴并车传动装置综合评估结构模型对于比较复杂的全柴并车传动装置，如果用单一指标的优劣比较的方法进行评价，显然不能体现装置的整体性能特点。因此，要在综合考虑全柴并车传动装置的各种性能影响因素后，建立评估模型（见。2综合评价方法121综合评价是采用全面系统的观点、定量与定性相结合的方法。目前，多目标决策评价的方法比较多，如模糊优选法、灰色关联评价法、模糊神经网络模型法、层次分析法（AHP）等。

　　考虑全柴并车传动装置方案确定及评估的复杂性，所涉及因素的层次性及各因素的不确定性，比较理想且合理的解决方法是综合应用能使诸多衡量指标统一评价与比较的功能函数法和可将不确定因素定量化的模糊数学方法，以及如上所述的能将各个指标间互相关联、互相影响的因素关系明确化的层次分析法和便于进行系统整体评价的综合评判法，终求得比较科学合理的评价结果。

　　2.2.1评价因素指标值的确定指标层指标值Cj主要有定性指标和定量指标两种，应分别采用不同的方法处理。

　　指标层的定性指标的评估可以采用离散论域的模糊集合来表示，通过专家评估的方法完成。

　　指标层定量指标量化所示为层次评价指标中的定量指标，它们不仅量纲、函数关系不同，不具有可比性，而且其类型也不同。因此，用AHP法进行总体性能评价，就需要对同一指标在不同值下的予以量化。

　　量化可以通过隶属度函数来进行。对于机械系统而言，有时也把隶属度函数称为功能函数，它表示每个指标对总体性能所提供的功能与该指标值的关系。

　　隶属度函数可以选取多种形式，视具体指标性质而定。根据本研究的指标情况，取隶属度函数为线性函数形式之间。2.2.2层次权重确定的群组AHP法AHP应用于机械系统总体性能的评价，一个很关键的问题就是要计算各评价指标相对总体性能的指标权重，就是对各评价指标对总体性能优劣影响程度进行量化。指标权重值是通过在单一准则下构造两两比较判断矩阵而得到。

　　首先对所有专家给出的判断矩阵进行一致性检验，剔除那些不满足一致性检验的矩阵。设有A2，…，Am共m个矩阵通过一致性检验，各矩阵的权向量：（wlk，W2k，…，Wimk）T，k=l，2，…，m在可能的情况下再对m个专家的可依赖程度填写判断矩阵A设其大特征值Xmax所对应的归一化特并进行组合一致性检验。若能通过组合一致性检验，即可取（W 2，…，Wim）T作为排序权向量。

　　层次总排序层次总排序就是要确定低层指标对总目标的权重，以找到佳方案。

　　令设因素层各因素Bi（i=1，2…，9）对目标层A的权重为w=（wi，W2，…W9）；是一个25X9的矩阵是指标层对各因素的单排序权重，则：W=W0°W1必为25位列向量，且是归一的。

　　记W=（W1，W2，…，W25）T，则Wi就是指标层中各指标对目标的权重。由W即完成了层次总排序。

　　指标权重确定后，在指标量化的基础上，就可以进行方案总体性能的综合评价。评价的主要目的是确定方案的优劣，并给出优劣程度的定量描述。进行综合评价的方法比较多，如建立总体评价函数的方法、模糊综合方法等。

　　采用总体性能评价函数的方法进行综合评价，关键在于总体性能评价函数的建立。线性加权和函数法“的基本思想是强调系统的总体效果而不偏激，比较适用于机械总体性能的评价。

　　根据前面所述的定性指标与定量指标的量化结果，设评价模型中25个指标的隶属度为E=（ei1，e，2，…，e25）（i=1，2…，k；表示共有k个待评价的方案），各指标相对总体目标的权重为w，-=）的大化问题，根据U（x）值的大小进行方案系统的总排序和择优，即：U（x）就是选定的佳方案。

　　3实例分析3.计算结果根据上述方法对前述3类共8个方案进行综合评估分析，得到结果如表1表1各方案综合性能指标计算结果方案1方案2方案3方案4方案5方案6方案7方案8综合性能A表23类方案中各自佳方案的性能比较性能指标方案4方案5方案6说明适应性方案5差动力性能差别不大机动性方案4差隐蔽性差别不大可靠性方案4差维修性方案4差经济性方案4差生命力差别不大技术风险方案4优3.2结果分析从总体上讲，方案6的综合性能指标的评估值是0.707 6是所有8个方案中优的。为了具体分析各方案的各项指标优劣情况，比较8个方案的各项指标的量化值可知，方案6的各项技术指标比较平均，没有明显的弱项，因此，其综合性能指标就优越。

　　如果按照大类区分，8个方案主要是3大类，将每类中性能好的方案进行比较，其优劣程度依此是：方案6（摩擦片式离合器的并车装置，其柴油机采用弹性支撑）0.707 6、方案5（带高弹性离合器的并车装置，其柴油机采用弹性支撑）0.646 2、方案4（带液力偶合器的并车装置，其柴油机采用弹性支撑）0.5990.可以看出，每类方案中，均以柴油机采用弹性支撑，而齿轮箱刚性固定的方案好，而摩擦片式离合器的并车装置方案是比较合理可行的。3类方案中优的4、5、6方案各项性能指标比较如表2所示。从表中比较可知，液力偶合器方案（方案4）主要是机动性（0.038 0）和经济性（0.0935）较差，而高弹性离合器方案（方案5）则主要是适应性（0.015 2）和经济性（0.1351）较摩擦片式离合器方案稍差。从该表也可以看出，方案6没有弱项。

　　4结论本文全面分析了全柴并车传动装置合理可行的方案，指出了各自的优缺点。在分析全柴并车传动装置综合性能的影响因素的基础上，建立了一个进行方案定量评估的综合评价体系，并应用多目标决策理函数的确定。实例验算表明，该方法对于全柴并车传动装置的方案评估结果是合理可信的、科学的。