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。     

混合动力客车膜片弹簧离合器扭矩特性计算方法

对膜片弹簧离合器的扭矩传递特性进行了分析,在考虑膜片弹簧载荷特性、从动盘弹性特性的基础上,建立了离合器操纵力学模型,推导出了离合器传递扭矩特性的计算模型与计算方法.以某混合动力客车膜片弹簧离合器为研究对象,运用Matlab软件编程,计算出该离合器的扭矩传递特性曲线,并与试验数据进行了对比,分析了扭矩特性计算方法的有效性.     

电动车用可控式离心离合器力矩特性

接合速度和力矩调节特性建模是可控式离心离合器在电动车自动变速器上应用的关键。该文首先通过分析离合器力矩特性的影响因素,建立了离心蹄块摩擦接合状态的力矩平衡方程,得到离合器力矩原始解析模型。其次,对离心蹄块的均布离心力和蹄鼓间接触压力合理简化,进一步得到离合器力矩β解析模型。对β为0°~90°的离合器接合速度调节特性和力矩调节特性进行计算分析,结果表明:该模型能够满足电动车用自动变速器对离合器特性的要求。最后,建立离合器虚拟样机,对离合器力矩调节特性进行验证,结果表明β解析模型能够反映离合器力矩调节基本特性。     

电动车I-AMT挡位切换电机-离合器协同控制

纯电动汽车匹配两挡变速箱能够改善整车动力性和经济性,由于其具有结构精简和无动力中断的优越性,因此高挡位摩擦离合器与低挡位单向离合器组合的传动构型成为电动汽车两档变速器的主流方案。然而,车辆在倒挡行驶时,需要挂入牙嵌离合器才能克服单向离合器只能传递单方向扭矩的问题。本文以一款基于牙嵌式离合器的新型无动力中断两挡自动变速器（I-AMT）为研究对象,协同控制驱动电机和倒挡执行机构电机使牙嵌式离合器平稳快速结合。针对驱动电机系统响应延时问题,使用史密斯预估器算法对控制系统进行预估补偿,并通过实验对控制策略进行验证。结果表明,该控制策略可有效避免牙嵌式离合器挂入时的冲击,保证了变速器可在短时间内在各个挡位之间平顺切换。     

双离合器式自动变速器汽车换挡控制策略仿真

为了改善双离合器式自动变速器汽车的换挡性能,综合考虑整车动力性、双离合器寿命和驾乘舒适性等因素,研究换挡过程中双离合器的协调控制.对整车换挡过程进行动力学建模与仿真,深入分析了寄生功率的产生机理,提出其解决方案.针对分离和接合离合器,采用模糊控制理论,以油门开度、离合器主从动盘角速度差及其变化率为输入,分离速度和接合速...     

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。     

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。     

双离合自动变速器空载损失与试验的研究

为深入了解双离合自动变速器(dual clutch transmission,DCT)的传动特性,文章建立了某DCT的空载扭矩模型,对DCT在不同转速和挡位时变速器的空载扭矩损失进行理论分析和实验研究,建立了湿式双离合器的带排扭矩损失模型,计算出齿轮的搅油损失扭矩。数学模型与实验研究结果表明,预测模型与实验数据具有较好的一致性;并得出各挡位在不同转速下空载扭矩的变化趋势以及油温对空载扭矩损失的影响情况,其中温度和转速是影响变速器传动性能的主要因素,其次是润滑油的特性影响。     

两挡 AMT无动力中断换挡协调控制研究

针对一种纯电动汽车用离合器后置式二挡机械式自动变速器(AMT),提出将同步器布置于变速器第二轴的方案,通过离合器和同步器的切换控制实现无动力中断换挡.为使换挡过程中变速器输出扭矩变化平顺,综合考虑冲击度与滑摩功等换挡性能指标,针对换挡过程的不同阶段,采用相应的换挡协调控制策略:扭矩相时驱动电机扭矩保持不变,同时协调控制离合器扭矩;惯性相时分别采用PID、自适应模糊PID控制电机扭矩使离合器转速差跟踪目标轨迹.基于Matlab/Simulink建立整车纵向动力学模型并进行仿真试验.结果表明:所制定的换挡协调控制策略是有效的,相较于惯性相时采用PID控制离合器转速差,采用自适应模糊PID控制能有效改善换挡品质,换挡过程中最大冲击度和滑摩损失都有所减小,变速器输出扭矩变化平顺无动力中断,整车舒适性有较大提高.     

湿式双离合器式自动变速器起步智能控制

针对装有湿式双离合器式自动变速器的车辆起步控制问题,根据起步过程的性能评价指标,在综合考虑驾驶员的起步意图、发动机的运行状态及离合器的接合状况的基础上,提出了基于模糊智能控制的湿式双离合器式自动变速器的起步控制策略,确定起步过程中的离合器目标压力,根据离合器目标压力与实际压力值的误差,设计基于FCMAC的离合器压力智能...     

Dynamic Engaging Characteristics of Wet Clutch in Automatic Transmission

Wet clutch is an important shifting component in automatic transmission,and its properties will affect the gear shift performance. By comparing the calculated and test results,the static friction torque model was proved to be capable of describing the real pressure and torque only in the situation of high-energy engagement.Therefore,a dynamic torque model was proposed on basis of hydrodynamic properties between friction surfaces, in which the clutch engagement was divided into three phases for hydrodynamic lubrication, mixed lubrication, and mechanical contact. The proposed dynamic torque model was validated by comparing the calculated and test results. The effects of temperature,pressure,and pressure changing rate of automatic transmission fluid( ATF) on the clutch torque were analyzed. Based on these results,the clutchto-clutch torque control during shifting in automatic transmission was optimized,and as a result,the shifting comfort was significantly improved since the problems such as the fluctuation and sudden drop of the engine rotating speed during shifting were eliminated.     

考虑离合器摩擦性能衰减的湿式DCT车辆起步控制研究

建立了考虑离合器摩擦系数变化及离合器性能衰减的湿式双离合变速器（dual clutch transmission,DCT）车辆起步过程动力学模型,以车辆起步过程冲击度、滑摩功和起步滑摩时间为优化目标,采用线性二次型最优控制方法获得了车辆起步过程离合器最优传递转矩。针对离合器摩擦系数变化及离合器性能衰减对车辆起步过程离合器压力控制的影响,提出了一种离合器压力非线性鲁棒控制策略,以实现对离合器最优传递转矩的跟踪。结果表明,所提出的非线性鲁棒控制策略能够在离合器摩擦系数变化的情况下实现对离合器最优传递转矩的有效跟踪,跟踪误差不大于0.02 N·m,且能够适应摩擦性能衰减导致不同寿命阶段摩擦系数的不同变化规律,与比例-积分-微分（proportion-integral-differential,PID）控制策略相比具有更精确的控制效果和更强的鲁棒性。     

汽车电控离合器的反馈线性化控制

以汽车机械式自动变速系统（ＡＭＴ）的离合器结合过程为研究对象,建立起以输入非线性动力传动系统数学模型。进一步主基于微分几何的反馈线性化方法,将原非线性系统等价为完全可控型线性模型。对该系统实施ＰＩＤ控制,跟踪理想整车加速度,并作了计算机仿真,仿真及分析结果表明,系统稳定、跟踪性态良好。     

针对PHEV应用的新型有源传动装置动力性匹配设计及试验验证

分析了新型定轴式车用有源传动装置多种动力传递路径的特征.针对插电式混合动力电动汽车（PHEV）应用,从最高车速,最大坡起能力以及后备功率三方面,给出了不同整车工作模式下的动力性设计要求,说明了寻找一套全新的动力性匹配设计方法的必要性.按照不同整车工作模式下的后备功率要求,确定了动力源类型以及功率等级.按照最大坡起能力要求以及坡起过程中离合器滑磨功的限值,确定了一档速比.按照最高车速要求,确定了电机动力传递路径速比以及其余档位速比.介绍了原理样机以及样车的结构特征,基于新欧洲行驶工况（NEDC）完成了能耗测试,并详细分析了期间在进行模式及档位切换时实现轮边驱动力平顺的方法.     

磁力温控离合器设计原理

利用磁力传动原理传递扭矩，利用热敏软材料和永磁材料巧妙组合构成温控磁路，设计了一种磁力温控离合器；根据磁学最基本的库仑定律，推导出了该磁力温控离合器的最大扭矩计算公式，并通过实验验证，表明该公式具有较高的计算精度，对同类类型磁力计算具有指导意义。     

湿式离合器接合过程摩擦振颤的影响因素

针对湿式离合器在接合过程中的摩擦振颤问题,通过建立四自由度动力传动系统动力学模型及推导由摩擦效应引起的综合导入阻尼,基于特征值分析,获得系统的稳定性条件.通过Matlab/Simulink仿真研究了摩擦因数、控制油压历程、转动惯量和传动轴刚度等对离合器摩擦振颤的影响.结果表明:由摩擦因数和控制油压历程决定的综合导入阻尼为负时,系统失去稳定性.同时,控制油压先快后慢的上升方式、增大离合器从动部分转动惯量及增加输出轴刚度均可不同程度地抑制摩擦振颤.      

游梁式抽油机减速器平均效率的测量

游梁式抽油机减速器的平均效率是分析抽油机动态性能的重要工作参数，用常规方法很难对减速器输出轴转矩瞬时值进行连续测量，所得到的只是平均转矩，其测试结果也有误差．本文介绍了用ＮＥＣ公司生产的ＮＫ－７６９０遥测仪同步测试电机、抽油机曲柄轴转矩，用测速电机测电机转速的方案，最后算出一冲程内电机及减速器输出轴功率，再用积分法算出二者在一冲程内的功则可算出减速器的平均效率．本文提供对２种工况的测试结果     

发动机断油控制对AMT换挡品质的影响

开发电机驱动式自动变速操纵系统,以离合器的输出轴转速和离合器输入轴与输出轴转速差为控制参数,采用PD控制算法控制升挡时离合器的接合过程 ;同时控制发动机断油电磁阀的断油与供油规律,实现对发动机(即离合器输入轴)输出转矩和输出转速的有效控制.研究表明,该种换挡控制方法缩短了换挡时间,减小了滑磨角.     

行星混动客车两挡机械自动变速箱机理建模

单行星排的简单行星混动系统配合两挡AMT变速箱可以实现客车更为理想的整车行驶动力性及经济性,但动力源各异动态响应特性与变速箱的分段动力退出以及介入特性的相互影响,使得有效地切换系统工作模式较为困难。为给混动客车的模式切换优化控制提供准确可靠的仿真基础,文中从AMT变速箱机理出发,通过Simulink分别建立换挡执行机构模型、同步器模型、变速箱输入轴和输出轴模型,并将上述子模型集成,最终得到两挡AMT变速箱机理模型。通过给定车速和挡位信号进行仿真,仿真结果表明,所搭建的两挡AMT变速箱模型能够准确地反映出升挡及降挡过程中变速箱内部动力学关系及对外输出特性,达到了预期的设计目标,能够满足整车仿真精度要求。     

重型行星式自动变速器换挡过程控制策略

为提高重型越野车辆的性能,改善车辆换挡品质,对其搭载的重型行星式自动变速器进行了详细分析,在此基础上建立了3自由度行星变速器的运动学模型.通过分析变速器电液操控系统,采用融合涡轮转速和输出轴转速的换挡离合器滑差作为控制参数,进而制定相应的换挡过程控制策略,并采用陀螺仪测量加速度信号微分的方法进行变速器换挡冲击度的分析评价.通过实车验证,能够实现重型行星式自动变速器良好的换挡过程控制,试验对比发现,基于离合器滑差的换挡过程控制试验结果优于传统基于涡轮转速的换挡过程控制试验结果.