新型线控电磁离合器的磁场建模与动态响应分析

为了提高电磁离合器的最高转速,增加最大传递扭矩,提出了一种新型线控离心球臂接合装置式电磁离合器,利用线控离心球臂接合装置高速旋转产生的离心力来实现离合器的平稳接合,通过电磁线圈的通断电实现离合器分离过程和接合过程的控制。基于电磁有限元法,利用Matlab中的PDE工具箱对离合器衔铁行程处磁场进行了模拟分析;结合电磁离合器工作原理,建立电磁离合器动态响应时间数学模型,并进行精确的计算分析。实验结果表明,新型线控电磁离合器的最大传递扭矩为200 N·m,平均功率为18 W,最高转速可达3 500 r/min,动态响应时间为0.32 s,与现有电磁离合器相比,其各方面性能均有显著提高,且作为动力换挡离合器使用时,其动态响应特性满足自动变速器换挡时间的要求。     

基于定量反馈理论的AMT离合器接合控制研究

研究机械式自动变速器(AMT)离合器的接合控制.通过对离合器传动系动力学分析,建立了车辆起步时变速器输入轴速度与离合器接合位移之间的传递函数模型.由于模型中存在参数的不确定性,利用定量反馈理论原理,设计了变速器输入轴速度鲁棒控制系统.仿真研究表明,当车辆起步时的挡位和载荷变化时,该控制系统满足给定的性能指标.     

机械式自动变速器的离合器优化控制

为了解决机械式自动变速器中的离合器自动控制问题,对离合器接合过程中的冲击度和滑磨功进行分析,提出了冲击度与离合器分离轴承接合速度的关系模型,编制了仿真程序进行求解。采用人体主观感受和实际试验数据相结合的方式对不同挡位离合器接合的冲击度进行了研究,根据试验结果提出了不同挡位离合器接合过程的优化控制准则,该准则为离合器的优化控制提供了理论依据。     

单向离合器接合过程对变速器换挡特性的影响

运用牛顿力学方法分阶段建立变速器的动力学模型,运用显式动力有限元方法获得单向离合器接合产生的冲击激励.将单向离合器接合产生的激励和传动系输入扭矩的激励叠加,计算了变速器输出端的扭矩、转速响应,并与实测值进行对比.试验结果显示,计算值与实测值吻合较好,说明本文提出的动态接合特性仿真方法对于可控式单向离合器的新型变速器换挡特性研究具有良好的分析效果,相关测试及计算方法对由单向离合器与齿轮副形成的传动系统的设计具有参考价值.     

面向离合器接合过程控制的不确定性估计

为解决非平稳随机循环载荷等不确定性因素造成的变速离合器接合过程平稳性问题,提出了面向离合器接合过程控制的不确定性估计方法。以某5t装载机V型工况重载后退作业离合器接合过程为研究对象,通过对其扭转振动方程降阶处理,在构建非平稳随机循环载荷不确定项参数表达与离合器接合摩擦转矩时变模型的基础上,得到离合器接合过程主从动端转速差的不确定性表达。通过变速器参数标定、台架试验及数值仿真,结果表明该方法可实现离合器接合平稳特性分析及不确定项阈值估计。所提出的不确定性估计方法对类似强不确定性离合器接合的鲁棒控制器设计具有参考价值。     

液力自动变速器换挡过程动力学分析

提出了液力自动变速器换挡过程动力学模型 ,建立了液力自动变速器各换挡阶段的微分方程 ,探讨了升挡和降挡过程变速器各元件的运动和输出力矩的变化情况 ,明确了液力自动变速器换挡接合元件的搭接控制原则 .     

电机-变速器直连系统换挡过程建模及仿真

相比于有离合器的电机-变速器耦合系统,电机-变速器直连系统的特性发生了变化,需要对其换挡过程的特性作深入分析,并与有离合器系统进行比较。该文运用多体动力学和混杂系统理论建立了电机-变速器直连系统换挡过程的混杂自动机模型,分析了在不同换挡力、接合套和接合齿圈相对角度和相对转速下,直连系统换挡品质的变化。通过与有离合器系统进行对比发现,通过电机的主动同步和对换挡力的控制,直连系统的换挡品质可以优于有离合器系统。     

摩托车无级变速器调速特性分析

针对雪橇摩托车V型橡胶带无级自动变速器起步打滑和调速困难的问题,通过对主动带轮的轴向受力仿真分析,发现了导致打滑现象出现的主要原因;采用双象限调速蹄块新结构,分析了双象限调速蹄块的调速特性。分析结果表明:双象限调速蹄块不仅可以有效地解决V型橡胶带无级自动变速器起步打滑的问题,提高无级变速系统的传动效率,同时也能较好地改善雪橇摩托车无级变速传动系统的调速特性。     

分置式双离合器自动变速器设计建模与仿真

为解决双离合器自动变速器的双离合器总成模块难于生产制造的问题,提出了一种新型的分置式双离合器自动变速器技术方案,分析了该方案的结构特点和工作原理;建立了该变速器的动力学模型,并分析了变速器起步和换挡过程的运动学关系;然后根据整车参数的要求,对变速器主要参数进行了设计;利用AVL Cruise仿真软件,建立整车动力传动系统模型,并进行了整车性能仿真,仿真结果表明:该设计方案的变速器不仅满足了车辆设计要求,而且与普通的双离合器自动变速器相比,在最高车速、最大爬坡度、加速时间、循环工况油耗方面的性能差距在2.5%以内。因此,该分置式双离合器自动变速器设计方案的双离合器模块克服了双离合器自动变速器的双离合器总成难于生产制造的缺陷,具有较好的应用和参考价值。     

DCT双离合器联合起步模式建模与仿真

对双离合器式自动变速器(DCT)的结构特点进行分析,建立起步过程的动力学模型.归纳车辆起步时离合器传递转矩和节气门开度的变化规律,实现发动机恒转速起步.制定1挡单离合器及双离合器同时接合的起步控制策略,并针对大油门急起步情况制定了2挡单离合器和双离合器起步控制策略.针对车辆爬行起步时容易造成摩擦片温度过高的缺点,制定双离合器交替滑磨的爬行起步控制策略,并应用积分分离PID算法仿真实现对目标车速的跟随.仿真结果表明,双离合器同时接合的起步控制策略使两个离合器共同分担总体滑磨功,有利于提高离合器寿命.     

双离合器自动变速换挡品质分析与控制

干式双离合器自动变速系统中离合器扭矩控制是换挡品质控制的关键,在分析双离合器自动变速器换挡过程的基础上,建立了换挡过程系统动力学模型,分析了双离合器传递扭矩和切换时序对换挡品质的影响;提出了通过执行机构对换挡过程中干式双离合器压紧力进行控制以实现换挡品质控制的方法。针对一款干式双离合器自动变速车辆,建立了换挡过程系统Simulink仿真模型,对换挡控制特性进行了仿真和实验分析。结果表明,所提出的换挡控制策略较好实现了对换挡品质的控制。     

机械变速器换档的接合过程建模及特性分析

接合套和接合齿圈的接合过程是影响机械变速器换档品质的关键阶段。针对在接合过程中,当接合套和接合齿圈在齿端倒角处接触时碰撞发生,其相对速度会发生突变,相应的耦合关系及动力学方程也会发生改变的现象,为了得到机械变速器整个接合过程的精确数学模型和特性,运用多体动力学理论和混杂系统方法建立了描述接合过程的混杂自动机模型。在该模型中,用3个微分方程组描述接合过程中接合套和接合齿圈在不同耦合关系下的动力学特性;引入泊松恢复系数,建立了4个差分方程组描述碰撞过程接合齿圈转速、接合套轴向运动速度和转速产生的突变。基于该混杂自动机模型,在MATLAB环境下进行了仿真分析,得到了接合过程中接合套和接合齿圈的轨迹、接合时间和最大冲击,分析了换档力、接合套相对接合齿圈的初始转速和位置对接合性能(时间和最大冲击)的影响。研究结果表明:接合套和接合齿圈的相对位置对接合时间和冲击有显著影响;当接合套和接合齿圈的转速差在一定范围内时,接合时间较短,过大的转速差则会使接合时间呈指数上升;接合套和接合齿圈的转速差越大,冲击越大;增大换档力可缩短接合时间,但会增大冲击。在设计机械式自动变速器的控制系统时,应根据机械变速器换档过程的特性,选取最佳的换档力、相对转速、相对位置作为控制参数,进而缩短动力中断时间,减小换档冲击。     

基于最优控制理论的电动汽车机械式自动变速器换档控制

提出了一种用于电动汽车的动力保持型二档机械式自动变速器,该变速器主要由行星齿轮系统、离心摩擦离合器、带式制动器构成,可以在两个档位之间进行无缝切换。解决了传统机械式自动变速器(AMT)在换档过程中存在的动力中断问题。建立了电动汽车动力传动系统的动力学模型,采用基于动态规划和带约束的凸优化的变速器换档过程的最优控制方法,以冲击度和滑摩功为评价指标,求解换档过程的最优控制量,实现变速器的最优换档控制。通过动力学建模与仿真,对基于最优控制的变速器换档控制进行分析和优化,对普通分段控制方法和最优控制方法进行对比。仿真结果表明:该最优控制方法能够有效提高电动汽车的换档舒适性,并在保证动力性能不降低的前提下减少离合器和带式制动器的摩擦损失。     

AMT重型车辆制动控制策略分析

在对车辆制动过程进行力学分析和机械自动变速重型车辆降挡和不降挡两种制动控制策略的比较基础上,提出了在不降挡的前提下,当发动机辅助制动力矩影响行驶稳定性时分离离合器;当车速降低到发动机辅助制动力矩不影响行驶稳定性时接合离合器的控制策略.并对制动过程中分离离合器后是否再次接合离合器这2种情况下制动时的制动减速度、制动时间和制动距离进行比较分析.分析表明当发动机辅助制动力矩不影响行驶稳定性时,接合离合器可明显减少制动时间和制动距离.     

干式双离合器系统换挡过程控制分析

针对干式双离合器自动变速器系统,研究了电机驱动的干式双离合器执行机构,分析了膜片弹簧载荷变形特性和离合器扭矩动态传递特性,采用模糊控制和PI(proportion integration)控制的双闭环控制方法,建立了干式双离合器控制系统数学模型,进行了DCT(dual clutch transmission)换挡过程仿真。结果表明电机驱动的干式双离合器及其控制系统,能够满足DCT换挡过程的要求,实现了DCT系统高性能的特性。     

回流式无级变速传动系统起步控制特性分析

在充分阐述回流式无级自动变速传动系统起步工作机理和各关键部件工作特性的基础上,建立了该传动系统的动力学仿真模型,制定出离合器自动接合的恒转速起步控制策略,并通过系统仿真分析对所制定的控制策略加以检验.结果表明:起步离合器从动盘存在转速快速提升的特性,在同等起步时间条件下,离合器起步滑摩功低于3 kJ,仅相当于传统车辆起步时产生的滑摩功的1/3.     

DCT离合器接合过程的自适应滑模控制研究

为实现湿式双离合器自动变速器(dual-clutch transmission, DCT)中离合器接合位置的快速、准确控制,文章在分析离合器位置控制系统组成及工作原理的基础上,建立其数学模型;针对该系统的非线性强、负载扰动大、参数时变等特点,设计离合器位置控制系统的自适应滑模控制器,并进行李雅普诺夫意义下的稳定性分析;在Matlab中搭建离合器位置自适应滑模控制系统仿真模型,并与边界层滑模控制仿真效果进行对比分析。仿真结果表明,采用自适应滑模算法的离合器位置控制系统具有更好的收敛速度、鲁棒性能和控制精度。     

基于DCT轻型越野车的牵引力特性仿真

提出双离合器式自动变速器(DCT)轻型越野车依靠调节发动机、轴间差速器和制动器的联合牵引力控制策略,分析了DCT传动的工作原理,建立了换挡过程的动力学数学模型.在Matlab/Simulink仿真软件平台的基础上,建立了DCT和机械式自动变速器(AMT)轻型越野车驱动动力学仿真模型,并利用仿真模型对车辆在低坡度分离路面和对接路面上的起步加速过程进行仿真.仿真结果表明,所提出的牵引力控制策略能够提高车辆在低附着系数路面上的牵引力,DCT车辆的牵引性能明显优于AMT车辆的牵引性能.     

小型乘用车自动离合器研制

针对自动变速器成本高、油耗高、维修复杂,而手动变速器操作复杂,驾驶员易疲劳的问题,研发了自动离合器系统。用电动机构取代离合器踏板功能,而保留其它原有操纵机构。把电动机旋转运动转化为控制离合器总泵的直线运动,通过离合器工作泵间接控制离合器分离叉,从而控制离合器分离、接合。自动离合器系统将自动挡和手动挡相结合,不但可以自动变速,又保留变速杆。自动离合器系统有成本低、维护方便、富有驾驶乐趣等特点。     

工程车辆自动变速器换挡过程建模与仿真

根据某型五速自动变速器具体结构,结合换挡过程中系统的动态特性,应用拉格朗日方法建立基于离合器输入扭矩的行星轮系数学模型.依据换挡时离合器充油过程,使用克服零速区域的数值模拟问题的Woods模型作为离合器结合过程扭矩传递模型.基于Matlab/Simulink软件,搭建换挡过程模型.仿真结果表明:相邻档位离合器充油重叠方式的差别直接影响车辆换挡品质,可为进一步分析离合器结合油压对矿用车辆换挡品质的影响提供合理的仿真模型.