农业拖拉机DCT传动系研究

论文摘要

大中功率拖拉机是农业机械技术密集型产品,是评价一个国家农业机械技术水平的重要标志。虽然我国近几年拖拉机产品技术水平有了很大提高,但仍与国际先进水平存在较大差距。目前双离合变速器DCT (Dual Clutch Transmission)技术在汽车上已成熟应用,但是在农业拖拉机上应用还属于空白。本文通过对DCT传动系的应用研究,将目前在汽车上成熟应用的DCT应用在农业拖拉机上,实现换挡过程的动力连续输出,降低油耗,提高我国大中功率拖拉机的整体水平和技术含量。DCT基于现有手动变速器,有传递效率高、结构紧凑、重量轻、价格便宜,起步寸进和换挡品质优良等许多优点。可以根据现又有变速器的结构形式,灵活地进行DCT的设计改造,有利于手动变速器向自动变速器的升级,适合我国国情。本文对某一装备DCT的拖拉机传动系为参照,主要进行以下几方面的研究：简要介绍DCT的类型、结构、工作原理及本文的研究意义,重点分析起步控制策略、换挡规律及换挡品质优化策略及发展动态。分析了拖拉机行驶过程中的DCT包含的各种运行工况。建立了湿式离合器起步过程动力学模型,对起步过程中离合器结合各阶段的动力学方程进行分析。通过对起步品质指标及其影响因素的分析,得出车辆起步过程中的离合器控制策略。依据发动机的试验数据,分析了各个参数对发动机模型精度的影响。采用模糊控制理论,设计了拖拉机起步过程的离合器压力控制模糊控制器。基于MATLAB/Simulink/Stateflow软件平台,建立了装备DCT拖拉机的数字仿真模型。通过建立起步过程的整车模型,在不同油门开度下对车辆的起步进行了仿真。研究双离合器分离结合的的控制策略,建立换挡过程的整车动力学模型,并以二挡升三挡为例对换挡过程进行仿真。分析了离合器的结合过程,在综合考虑驾驶员的起步意图、发动机的运行状态的基础上,提出基于人工智能方法的离合器起步控制策略。选择了离合器起步控制参数,制定了离合器起步的模糊控制规则。基于"sugeno"型控制方法,以拖拉机的使用工况为分析对象,设计了智能修正型的换挡规律,控制结果显示该规律可以避免频繁换挡和意外升挡现象的发生,提高了整车的燃油经济性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 双离合器自动变速器发展历史与现状
• 1.3 车辆对变速系统的发展要求
• 1.4 拖拉机DCT的研究意义及发展前景
• 1.4.1 拖拉机DCT的研究意义
• 1.4.2 拖拉机DCT的发展前景
• 1.5 本章小结
• 2 DCT的结构原理
• 2.1 单中间轴式（两轴式）DCT的结构及动作过程
• 2.2 干式与湿式双离合自动变速器分析
• 2.3 电控液动式湿式离合器型执行机构
• 2.4 DCT电控液动换档执行机构
• 2.5 DCT的湿式液压控制系统
• 2.6 拖拉机DCT传动的技术难点
• 2.7 本章小结
• 3 DCT的动力学分析
• 3.1 引言
• 3.2 发动机的数学模型
• 3.2.1 发动机稳态转矩特性
• 3.2.2 非稳态工况下发动机性能的修正
• 3.3 农业用拖拉机湿式离合器传递扭矩分析
• 3.4 DCT系统动力学模型
• 3.5 拖拉机阻力矩模型
• 3.6 本章小结
• 4 离合器接合品质动力学分析
• 4.1 农业用拖拉机双离合器自动变速器寸进起步过程分析
• 4.2 影响离合器接合品质的因素
• 4.3 离合器扭矩变化率的控制
• 4.4 离合器接合的优化控制方案
• 4.5 柴油机输出转矩控制
• 4.6 农业拖拉机双离合器自动变速系统寸进过程动力学模型
• 4.7 双离合自动变速器系统寸进过程模型建立与仿真
• 4.8 本章小结
• 5 DCT换档过程动力学分析及建模
• 5.1 双离合自动变速系统换档过程动力学模型
• 5.2 拖拉机DCT换档过程的控制
• 5.2.1 拖拉机换档过程换档品质控制
• 5.2.2 拖拉机双离合器自动变速系统换档规律
• 5.2.3 换档过程中双离合器的切换
• 5.3 DCT系统换档过程模型
• 5.4 本章小结
• 6 DCT智能控制与仿真
• 6.1 拖拉机在各种工况的换档原则
• 6.2 寸进控制参数的选择
• 6.3 模糊规则的制定
• 6.4 常用隶属度函数
• 6.5 智能换档规律分析
• 6.6 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献