汽车变速器功率完备试验系统设计与控制研究

论文摘要

汽车变速器是汽车传动系统的重要组成部分,其性能的优劣直接影响传动系统的性能及整车的质量。随着汽车产量的不断增长,对变速器的需求也不断增加,同时对汽车变速器的质量要求也越来越高,这就要求既要有高科技的加工手段,也要有高性能的检测设备。变速器长时间的可靠性试验以及大批量产品的性能试验,造成了能量的大量损耗,在能源危机日益加剧的今天,这显然是极不合理的。为了节约试验能耗和降低成本,应采取措施将这部分能量回收再利用。因而,研究节能型的汽车变速器试验系统,就显得极为迫切和重要。本文综合分析了大量国内外有关资料,针对现有变速器试验系统存在的一些不足,提出了汽车变速器功率完备试验系统思想,该系统主要包括机械结构、液压加载、能量回收和控制等部分,对能量耦合器、能量回收系统等进行了理论分析、计算和设计。采用电液比例技术,实现对试验转矩的平稳加载,使系统简化,操作简单,并建立了试验系统相关总成的数学模型,根据变速器试验标准,利用MATLAB/Simulink和AMESim软件对系统进行联合仿真,对系统的能量回收进行了仿真计算。研究结果表明,本方案试验时可以有效减少原动力功率消耗,通过对系统压力、流量等主要参数对系统性能的影响的研究,得出了系统参数变化的特性曲线及相应有益的结论,为今后的研究与开发提供了理论基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的目的与意义
• 1.2 汽车变速器国内外的研究现状及趋势
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 课题研究的主要内容
• 2 变速器试验系统的总体方案
• 2.1 试验系统的基本功能
• 2.2 变速器试验系统的基本组成
• 2.2.1 动力装置
• 2.2.2 加载装置
• 2.2.3 测试装置
• 2.3 试验系统方案分析
• 2.3.1 开放式与封闭式方案的比较
• 2.3.2 闭式试验方案比较
• 2.3.3 试验系统方案确定
• 2.4 变速器试验系统工作原理
• 2.5 变速器试验系统设计分析
• 2.5.1 机械系统
• 2.5.2 液压系统
• 2.5.3 控制系统
• 2.6 本章小结
• 3 基于变速器试验系统的设计
• 3.1 能量耦合器的设计
• 3.2 液压系统设计
• 3.3 润滑冷却系统的选择
• 3.4 变速器试验规范
• 3.4.1 变速器疲劳寿命试验规范
• 3.4.2 本研究试验规范
• 3.5 本章小结
• 4 变速器试验控制研究
• 4.1 控制系统的目的
• 4.2 控制系统的组成
• 4.2.1 传感器的选择
• 4.2.2 电磁比例溢流阀
• 4.2.3 信号的采集与处理
• 4.3 试验系统控制原理
• 4.4 试验系统的控制策略
• 4.4.1 PID控制
• 4.4.2 模糊控制
• 4.4.3 模糊PID控制
• 4.5 控制策略的仿真
• 4.6 本章小结
• 5 试验系统建模与仿真研究
• 5.1 试验系统数学模型的建立
• 5.1.1 原动力模型
• 5.1.2 液压泵和液压马达模型
• 5.1.3 能量耦合器模型
• 5.1.4 汽车行驶模型
• 5.1.5 传动系统模型
• 5.1.6 回路效率模型
• 5.1.7 液压泵/马达效率模型
• 5.2 试验仿真
• 5.2.1 仿真工具的选取
• 5.2.2 系统仿真模型
• 5.2.3 电动机与变频器仿真模型
• 5.2.4 液压泵和变量马达仿真模型
• 5.2.5 能量耦合器仿真模型
• 5.2.6 变速器模型
• 5.3 仿真结果分析
• 5.3.1 试验系统响应特性
• 5.3.2 仿真结果及分析
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 附录:攻读硕士学位期间的主要学术成果
• 致谢