论文题目: 新型车用功率分流式自动变速器的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 车辆工程
作者: 魏英俊
导师: 常思勤
关键词: 变速器,微型客车,功率分流,自动变速,无级变速,磁粉离合器,设计,仿真,控制,试验
文献来源: 南京理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文以一种新型车用功率分流式自动变速器为研究对象,应用理论分析、仿真计算、样机研制及试验等手段对其进行了较系统、深入地研究。 提出了一种微型客车功率分流式自动变速器的技术方案,变速器由V带式无级变速单元与二自由度行星齿轮机构的组合以及磁粉离合器、电控单元等构成。 运用计算机辅助设计技术对功率分流式自动变速器进行设计,建立了功率分流式自动变速器的三维计算机模型,通过运动学、功率流以及传递效率等方面的分析,导出了系统主要设计参数与速比、功率分配比及传递效率等之间的关系式。 对功率分流式自动变速器的核心部件无级变速单元提出了机械调节式和电机控制式两种无级变速单元方案。通过力学建模与仿真计算,确定了设计参数与变速器性能之间的定量关系。对电机控制式无级变速单元完成了基于角位移变结构控制的速比控制方式来实现变速器速比精确控制的研究。 开展了磁粉离合器的应用研究(包括动态性能试验研究与控制研究),通过试验研究,探索了离合器动态性能的规律以及获取了控制所需的一些参数。在控制研究中,应用模糊控制技术,详细分析了它的控制策略和控制量的确定。 描述了功率分流式自动变速器换挡规律的确定,运用神经网络技术对车辆的智能换挡进行了研究。为确定最优的换挡控制算法,建立了发动机、磁粉离合器与变速器集成的动力学模型,进行了升挡与降挡过程的仿真计算和深入分析。 对功率分流式自动变速器装车后的整车性能,进行了建模与仿真。 研制了首台车用功率分流式自动变速器样机,并对变速器样机进行了有关的性能试验。样机试制与性能试验验证了设计、计算等研究工作的正确性,取得了令人满意的结果。
论文目录:
1 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 液力机械式自动变速器技术
1.2.2 机械式自动变速器技术
1.2.3 无级变速器技术
1.2.4 复合传动技术
1.3 研究的内容
2 功率分流式自动变速器(PSAT)方案设计与分析
2.1 功率分流式自动变速器匹配车型介绍
2.2 功率分流式自动变速器方案设计
2.3 功率分流式自动变速器的工作原理
2.4 功率分流式自动变速器运动学分析
2.5 功率分流式自动变速器功率流分析
2.6 功率分流式自动变速器速比及速比变化范围的确定
2.7 功率分流式自动变速器传递效率分析
2.8 本章小结
3 功率分流式自动变速器机械调节式无级变速单元设计研究
3.1 机械调节式无级变速单元结构设计方案
3.2 机械调节式无级变速单元建模
3.2.1 主动带轮几何分析
3.2.2 被动带轮几何分析
3.2.3 主、从动带轮工作直径约束条件分析
3.2.4 主动带轮力学分析
3.2.5 被动带轮力学分析
3.2.6 变速V带力学分析
3.3 机械调节式无级变速单元性能试验
3.4 采用机械调节式无级变速装置的功率分流式自动变速器与发动机匹配特性分析
3.5 本章小结
4 功率分流式自动变速器电机控制式无级变速单元的设计研究
4.1 电机控制式无级变速单元结构设计方案
4.2 带轮动盘轴向位移分析
4.3 速比控制电机的滑模变结构控制
4.3.1 滑模变结构控制原理
4.3.2 速比控制电机滑模变结构控制器的设计
4.3.2.1 基于角位移控制的速比控制电机建模
4.3.2.2 速比控制电机角位移滑模变结构控制器设计
4.3.2.3 速比控制电机角位移滑模变结构控制器滑模的存在性
4.3.2.4 速比控制电机角位移滑模变结构控制器滑模的稳定性
4.3.2.5 速比控制电机角位移滑模变结构控制仿真
4.4 本章小结
5 车用磁粉离合器的设计及其控制研究
5.1 车用磁粉离合器的结构与工作原理
5.2 车用磁粉离合器的设计要点
5.3 车辆起步过程中的磁粉离合器模糊控制技术研究
5.3.1 车辆起步过程中两个评价指标及磁粉离合器动力学方程
5.3.2 磁粉离合器模糊控制技术
5.3.2.1 磁粉离合器起步接合控制策略
5.3.2.2 磁粉离合器起步模糊逻辑系统设计
5.3.2.3 磁粉离合器起步模糊逻辑系统仿真
5.4 磁粉离合器部件性能试验
5.5 本章小结
6 功率分流式自动变速器换挡控制研究
6.1 功率分流式自动变速器换挡控制系统组成及工作原理
6.2 功率分流式自动变速器换挡规律的确定
6.2.1 最佳动力性换挡点的计算
6.2.2 最佳燃油经济性换挡点的计算
6.3 基于BP神经网络的功率分流式自动变速器换挡控制研究
6.3.1 换挡建模
6.3.2 换挡仿真
6.4 发动机、离合器与变速器集成的动力学模型
6.4.1 换挡前状态
6.4.2.1 升挡同步过程
6.4.2.2 降挡同步过程
6.4.3 换入新挡状态
6.4.4 变速器换挡过程动态仿真
6.5 本章小结
7 装备功率分流式自动变速器的整车基本性能仿真
7.1 功率分流式自动变速器动力传动系统仿真模型
7.2 装备功率分流式自动变速器的整车基本性能仿真
7.3 本章小结
8 功率分流式自动变速器样机的研制与试验
8.1 基于现代机电系统设计概念的样机研制
8.2 功率分流式自动变速器的试验研究
8.2.1 功率分流式自动变速器的试验装置
8.2.2 功率分流式自动变速器噪声测试
8.2.3 功率分流式自动变速器的稳态试验
8.2.3.1 功率分流式自动变速器的效率、速比及与发动机匹配特性试验
8.2.4 功率分流式自动变速器动态试验
8.2.4.1 功率分流式自动变速器磁粉离合器起步试验研究
8.2.4.2 功率分流式自动变速器换挡试验研究
8.3 本章小结
结论
攻读博士期间发表论文与科研成果情况
致谢
参考文献
发布时间: 2005-09-12
参考文献
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