金属带式无级变速器数控液压系统技术研究

论文摘要

金属带式无级变速器（Metal V-Belt CVT）是集机械、液压、电子及计算机控制技术于一体的一种理想的车辆自动变速器,而电子液压控制系统更是实现其理想传动性能的核心技术之一,提高其自主研发能力和加快其产品化进程对实现缩短与发达国家的技术差距具有重要的现实意义。本文结合课题“轿车无级变速器液压系统关键技术研究”,针对金属带式无级变速器的数控液压系统关键技术进行了理论与试验研究,并取得了阶段性的成果。利用数字控制技术和液阻网络系统学理论,对无级变速器数控液压系统的核心控制元件即数字式夹紧力控制阀和数字式速比控制阀进行了设计与研制。在此基础上,应用数字仿真技术,建立了面向无级变速器数控液压系统的联合仿真平台,并设计了混合型速比跟踪控制器,设计开发了无级变速器电子控制单元。通过对数控液压系统的仿真分析与台架试验,结果表明:该数控液压系统设计合理,所开发的数字化液压控制元件重复精度高、可靠性好,完全满足无级变速传动系统对夹紧力和速比的控制要求以及整车在各工况下的行驶要求,较好的解决了使用电液比例阀所带来的重复精度低、尺寸大、响应速度慢的问题,为进一步研发具有独立知识产权的无级变速器电液控制系统和液压集成块产品积累了宝贵的经验。

论文目录

• 提要
• 第1 章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 无级变速器的发展历史、现状及展望
• 1.2.1 无级变速器的发展历史
• 1.2.2 无级变速器的研发现状
• 1.2.3 无级变速器的发展趋势及展望
• 1.3 无级变速器的关键技术
• 1.3.1 金属带的瞬态传动特性
• 1.3.2 综合控制策略与控制方法
• 1.3.3 集成电液控制系统
• 1.4 本文主要研究内容和研究意义
• 1.4.1 本文主要研究内容
• 1.4.2 论文的研究意义
• 第2 章 金属带传动特性与功率损失分析
• 2.1 金属带式无级变速器的结构与工作原理
• 2.2 金属带传动的运动学分析
• 2.2.1 金属带传动的基本运动分析
• 2.2.2 金属片与金属环间的相对滑动及带的滑转
• 2.3 金属带传动的动力学分析
• 2.3.1 金属带传动的转矩传递机理
• 2.3.2 带轮轴向力及极限转矩
• 2.4 金属带传动的功率损失分析
• 2.4.1 金属带各带环间的相对滑动的损失分析
• 2.4.2 金属带楔入带轮的转矩损失分析
• 2.4.3 金属带滑转损失分析
• 2.5 本章小结
• 第3 章 数控液压系统的设计与研究
• 3.1 数控液压系统关键技术
• 3.1.1 数控液压系统概述
• 3.1.2 数控液压系统的关键技术及发展趋势
• 3.2 数控液压系统的优化设计研究
• 3.2.1 基于液阻网络理论的先导控制级研究
• 3.2.2 数控液压系统优化设计方法研究
• 3.3 数控液压系统关键元件的设计与研制
• 3.3.1 先导式数字溢流阀的设计与研制
• 3.3.2 先导式数字减压阀的设计与研制
• 3.4 本章小结
• 第4 章 无级变速器数控液压系统仿真研究
• 4.1 联合仿真平台的构建
• 4.2 动力传动系统模型
• 4.2.1 发动机模型
• 4.2.2 液力变矩器模型
• 4.2.3 无级变速器模型
• 4.2.4 差速器与轮胎模型
• 4.3 数控液压系统模型
• 4.3.1 液压系统模型
• 4.3.2 控制系统模型
• 4.4 联合仿真分析
• 4.4.1 液力变矩器起步工况
• 4.4.2 原地起步加速工况
• 4.4.3 行驶阻力突变工况
• 4.5 本章小结
• 第5 章 数控液压系统电控单元的设计与开发
• 5.1 工作原理和功能要求
• 5.2 电子控制单元的硬件设计
• 5.2.1 总体方案设计
• 5.2.2 微控制器系统
• 5.2.3 输入接口电路
• 5.2.4 输出接口电路
• 5.3 电子控制单元的软件设计
• 5.3.1 软件的总体架构
• 5.3.2 系统初始化模块
• 5.3.3 实时任务管理模块
• 5.3.4 数据采集模块
• 5.3.5 数据分析及逻辑判断模块
• 5.3.6 决策控制模块
• 5.3.7 驱动模块
• 5.3.8 通讯模块
• 5.4 可靠性设计
• 5.4.1 硬件可靠性技术
• 5.4.2 软件可靠性技术
• 5.5 本章小结
• 第6 章无级变速器数控液压系统的试验研究
• 6.1 数字液压阀的台架试验研究
• 6.1.1 台架试验设计
• 6.1.2 数字溢流阀的试验研究
• 6.1.3 数字减压阀的试验研究
• 6.2 无级变速器数控液压系统的台架试验研究
• 6.2.1 数控液压系统试验台的设计
• 6.2.2 数控液压系统的台架试验
• 6.3 本章小结
• 第7 章 全文总结
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文及从事的科研工作
• 致谢
• 摘要
• Abstract