CVT湿式离合器接合过程非线性模型及特性研究

论文摘要

本文结合“无级变速器样机开发”项目,对湿式离合器动态非线性模型及基于湿式离合器动态非线性模型的无级变速器起步平稳性进行了一定的研究,主要围绕以下几个方面进行:1)对湿式离合器接合过程进行了动力学分析,分析了影响湿式离合器动态接合特性的因素和湿式离合器的摩擦类型,及湿式离合器动态接合过程的挤压、压紧和粗糙接触三个阶段摩擦片传递摩擦力矩能力。2)在分析了湿式离合器接合过程中摩擦片间油膜的动态特性的基础上,通过建立挤压、压紧和粗糙接触三个阶段的数学模型,建立了湿式离合器接合过程的动态非线性模型。3)进行了摩擦片间油膜厚度、粘性转矩、粗糙转矩、离合器接合过程传递转矩和不同工况下离合器接合过程传递转矩的仿真分析,由此得到动态摩擦系数的变化趋势和相应的动态摩擦系数数值,从而为CVT起步仿真与分析提供了有效的仿真参数和方法。4)模拟湿式离合器总成的实际工作情况,进行了湿式离合器接合过程台架试验。湿式离合器接合过程试验结果分析表明了湿式离合器接合过程的动态非线性模型的有效性。5)在湿式离合器动态接合特性研究的基础上,分析了CVT湿式离合器起步过程,基于湿式离合器动态非线性模型,建立了湿式离合器接合过程的动力学模型和整车仿真模型,进行了湿式离合器起步仿真分析。仿真结果表明,基于最优片间压力的起步平稳性明显好于基于线性压力的起步平稳性。论文的研究,对提高湿式离合器的动态接合特性及其在CVT和其它自动变速器中的应用具有一定的理论和实际意义。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.1.1 汽车自动变速技术的发展
• 1.1.2 湿式离合器在自动变速器中的作用
• 1.1.3 离合器的发展历程
• 1.1.4 湿式离合器简介
• 1.2 国内外相关研究概况
• 1.2.1 湿式离合器的研究概况
• 1.2.2 无级变速器及其研究概况
• 1.3 课题研究的意义
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 湿式离合器动态接合特性分析
• 2.1 湿式离合器的接合过程的动力学分析
• 2.1.1 湿式离合器接合过程的运动状态描述
• 2.1.2 湿式离合器接合过程的动力学方程
• 2.2 湿式离合器动态接合特性影响因素分析
• 2.2.1 摩擦材质的影响分析
• 2.2.2 摩擦片表面沟槽的影响分析
• 2.2.3 传动用油和温度的影响分析
• 2.3 湿式离合器的摩擦机理分析
• 2.3.1 干摩擦分析
• 2.3.2 液体摩擦分析
• 2.3.3 边界摩擦分析
• 2.3.4 混合摩擦分析
• 2.4 湿式离合器动态接合过程分析
• 2.4.1 挤压阶段摩擦片传递摩擦力矩能力分析
• 2.4.2 压紧阶段摩擦片传递摩擦力矩能力分析
• 2.4.3 粗糙接触阶段摩擦片传递摩擦力矩能力分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 湿式离合器接合过程动态非线性模型
• 3.1 挤压阶段的数学模型
• 3.1.1 离合器摩擦片间油膜的工作原理
• 3.1.2 离合器摩擦片间油膜承载力分析
• 3.1.3 离合器摩擦片间油膜总承载力和离合器接合过程传递转矩
• 3.2 压紧阶段的数学模型
• 3.3 粗糙接触阶段的数学模型
• 3.4 本章小结
• 第4章 湿式离合器动态非线性模型仿真研究
• 4.1 车辆传动系统仿真研究的方法和意义
• 4.2 摩擦片间油膜厚度的仿真与分析
• 4.2.1 仿真模型
• 4.2.2 仿真参数选取
• 4.2.3 仿真结果与分析
• 4.3 粘性转矩的仿真与分析
• 4.4 粗糙转矩的仿真与分析
• 4.5 湿式离合器接合过程传递转矩的仿真与分析
• 4.6 不同工况下湿式离合器接合过程传递转矩仿真与分析
• 4.7 动态摩擦系数的变化趋势
• 4.7.1 离合器接合过程传递转矩达到峰值比率的变化趋势
• 4.7.2 动态摩擦系数的变化趋势
• 4.8 本章小结
• 第5章 湿式离合器接合过程台架试验与分析
• 5.1 湿式离合器接合过程试验台
• 5.1.1 试验参照标准
• 5.1.2 湿式离合器接合过程试验台
• 5.2 试验过程和试验结果
• 5.2.1 试验过程
• 5.2.2 试验结果
• 5.3 试验结果分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 基于湿式离合器动态非线性模型的CVT 湿式离合器起步控制与仿真研究
• 6.1 CVT 湿式离合器起步过程分析
• 6.1.1 发动机稳态输出转矩
• 6.1.2 换算到离合器输出轴上的阻力矩
• 6.1.3 摩擦转矩
• 6.2 CVT 湿式离合器起步过程分析湿式离合器的起步控制方法、控制目标和汽车起步性能评价指标
• 6.2.1 常见的起步控制方法
• 6.2.2 湿式离合器起步的控制目标
• 6.2.3 汽车起步性能评价指标
• 6.3 最优算法确定CVT 离合器摩擦片间压力
• 6.3.1 最优控制问题的基本描述
• 6.3.2 用状态空间方法求解汽车起步时离合器的片间压力
• 6.3.3 用模糊推理方法确定起步时间
• 6.4 模糊自适应PID 控制分析与设计
• 6.4.1 模糊自适应PID 控制分析
• 6.4.2 模糊自适应PID 控制系统设计
• 6.5 CVT 湿式离合器起步仿真分析
• 6.5.1 仿真模型
• 6.5.2 仿真结果分析
• 6.5 本章小结
• 第7章 全文总结
• 7.1 研究内容及成果
• 7.2 本文创新点
• 7.3 未来研究方向
• 参考文献
• 攻博期间发表的学术论文及其它成果
• 学术论文
• 专利
• 摘要
• ABSTRACT