汽车8速液力自动变速器的性能研究

论文摘要

液力自动变速器（Automatic Transmission，简称AT）在自动变速器市场中占有最重要的位置， AT向高档位发展的趋势越来越明显。高档位自动变速器可以更好地改善汽车的各方面性能，因为其具有档间速比分配更加细密、速比范围更大。我国很多汽车厂商都在积极研制和开发装配更高档位、更优性能的自动变速器的汽车，对更高档位液力自动变速器系统性能的研究对促进国内汽车自动变速器技术的进步和国内汽车工业的发展具有重要的使用价值和理论意义。本文研究内容主要分为以下6个部分：（1）对8速液力自动变速器的结构进行分析并做出其结构简图，并在结构分析的基础上对其工作原理进行了概括。分析了8速液力自动变速器各档动力传动路线，并做出各档动力传动路线简图。通过单行星排的一般运动规律特性方程，推导计算出各档传动比；（2）建立了发动机稳态转矩特性数学模型，并对发动机模型进行了修正。建立了液力变矩器无因次特性数学模型、变速器功率损失数学模型、万向传动装置和驱动桥传动效率数学模型，其中变速器损失功率又分为圆柱齿轮啮合损失功率、圆锥齿轮啮合损失功率、离合器摩擦损失功率、轴承摩擦损失功率、搅油损失功率、油封损失功率；（3）根据建立的数学模型在MATLAB/Simulink平台上建立了发动机仿真模型、液力变矩器仿真模型、8速液力自动变速器功率损失仿真模型、8速液力自动速器传动效率仿真模型、汽车传动系传动效率仿真模型；（4）在不同档位发动机输入转速连续变化的情况下，得到8速液力自动变速器传动效率的仿真结果，记录下了不同档位时各个转速下的稳定传动效率结果，求出平均值。在全部仿真数据的基础上做出发动机转速、仿真时间、变速器传动效率结果三维视图，利用同样方法得到汽车传动系传动效率仿真结果，并得到传动系传动效率结果三维视图；（5）建立了汽车动力性模拟计算数学模型，其中包括汽车最高车速计算数学模型、汽车加速性能计算数学模型、汽车各档动力因素计算数学模型、汽车最大爬坡度计算数学模型，并在这些计算方法数学模型的基础上建立了汽车动力性模拟仿真模型。通过建立的汽车动力性模拟仿真模型，得到基于8速液力自动变速器传动效率下的不同挡位的运行车速情况、各档动力因数、各档爬坡度，继而得到各档的最高车速、最大动力因数、最大爬坡度；（6）建立了匹配6AT的整车动力性仿真模型，求出匹配此6AT的整车最高车速、动力因数、爬坡度的仿真计算结果。对匹配8AT和匹配6AT的整车动力性能结果做比较分析，得出同样情况下只是档位数和传动比的不同对整车动力性的影响，说明在汽车动力性方面8AT的性能优于6AT的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题选题背景和意义
• 1.2 自动变速器的分类
• 1.3 液力自动变速器概述
• 1.3.1 液力自动变速器性能特点
• 1.3.2 液力自动变速器的发展历程
• 1.3.3 液力自动变速器的发展趋势
• 1.4 国内外主要研究现状
• 1.5 本文主要研究内容
• 第二章 8 速液力自动变速器的结构原理
• 2.1 8 速液力自动变速器的结构与工作原理
• 2.1.1 8 速液力自动变速器的结构简图
• 2.1.2 8 速液力自动变速器的工作原理
• 2.2 8 速液力自动变速器的各档传动路线及传动比计算
• 2.2.1 行星齿轮传动比的计算方法
• 2.2.2 8 速液力自动变速器的一档传动分析
• 2.2.3 8 速液力自动变速器的二档传动分析
• 2.2.4 8 速液力自动变速器的三档传动分析
• 2.2.5 8 速液力自动变速器的四档传动分析
• 2.2.6 8 速液力自动变速器的五档传动分析
• 2.2.7 8 速液力自动变速器的六档传动分析
• 2.2.8 8 速液力自动变速器的七档传动分析
• 2.2.9 8 速液力自动变速器的八档传动分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 8 速液力自动变速器传动效率数学模型的建立
• 3.1 发动机数学模型
• 3.1.1 发动机稳态转矩特性
• 3.1.2 发动机稳态转矩特性修正
• 3.2 液力变矩器数学模型
• 3.3 液力自动变速器传动功率损失数学模型
• 3.3.1 圆柱齿轮啮合损失功率
• 3.3.2 圆锥齿轮啮合损失功率
• 3.3.3 离合器摩擦损失功率
• 3.3.4 轴承摩擦损失功率
• 3.3.5 搅油损失功率
• 3.3.6 油封损失功率
• 3.4 万向传动装置和驱动桥传动效率
• 3.5 本章小结
• 第四章 8 速液力自动变速器传动效率的建模仿真
• 4.1 仿真软件简介
• 4.2 发动机仿真模型的建立
• 4.3 液力变矩器仿真模型的建立
• 4.4 8 速液力自动变速器传动效率仿真模型的建立
• 4.4.1 8 速液力自动变速器功率损失仿真模型的建立
• 4.4.2 8 速液力自动变速器传动效率仿真模型的建立
• 4.5 汽车传动系传动效率仿真模型的建立
• 4.6 仿真结果
• 4.6.1 8 速液力自动变速器传动效率的仿真结果
• 4.6.2 汽车传动系传动效率的仿真结果
• 4.7 本章小结
• 第五章 基于变速器效率的汽车动力性模拟仿真
• 5.1 汽车动力性能评价指标
• 5.2 汽车动力性模拟计算
• 5.2.1 汽车行驶方程式
• 5.2.2 汽车最高车速
• 5.2.3 汽车加速性能
• 5.2.4 汽车各档动力因数
• 5.2.5 汽车最大爬坡度
• 5.3 汽车动力性仿真计算
• 5.3.1 汽车动力性仿真模型建立
• 5.3.2 汽车最高车速仿真计算
• 5.3.3 汽车动力特性仿真计算
• 5.3.4 汽车爬坡度仿真计算
• 5.4 本章小结
• 第六章 8 速液力自动变速器的性能优越性研究
• 6.1 匹配 6AT 的汽车动力性模拟计算
• 6.1.1 整车模型的建立
• 6.1.2 汽车最高车速仿真计算
• 6.1.3 汽车动力因数仿真计算
• 6.1.4 汽车爬坡度仿真计算
• 6.2 比较分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果
• 致谢