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汽车变速器功率完备试验系统设计与控制研究

作　者: 郭美华
导　师: 李翔晟
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 汽车变速器试验系统能量回收设计仿真控制
分类号: U467.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 39次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 课题研究的目的与意义  9-10
  1.2 汽车变速器国内外的研究现状及趋势  10-13
    1.2.1 国外研究现状  10-12
    1.2.2 国内研究现状  12-13
  1.3 课题研究的主要内容  13-15
2 变速器试验系统的总体方案  15-25
  2.1 试验系统的基本功能  15-16
  2.2 变速器试验系统的基本组成  16-19
    2.2.1 动力装置  16-17
    2.2.2 加载装置  17-18
    2.2.3 测试装置  18-19
  2.3 试验系统方案分析  19-21
    2.3.1 开放式与封闭式方案的比较  19
    2.3.2 闭式试验方案比较  19-21
    2.3.3 试验系统方案确定  21
  2.4 变速器试验系统工作原理  21-22
  2.5 变速器试验系统设计分析  22-23
    2.5.1 机械系统  22-23
    2.5.2 液压系统  23
    2.5.3 控制系统  23
  2.6 本章小结  23-25
3 基于变速器试验系统的设计  25-37
  3.1 能量耦合器的设计  25-27
  3.2 液压系统设计  27-31
  3.3 润滑冷却系统的选择  31-32
  3.4 变速器试验规范  32-35
    3.4.1 变速器疲劳寿命试验规范  32-33
    3.4.2 本研究试验规范  33-35
  3.5 本章小结  35-37
4 变速器试验控制研究  37-59
  4.1 控制系统的目的  37
  4.2 控制系统的组成  37-44
    4.2.1 传感器的选择  38-39
    4.2.2 电磁比例溢流阀  39-42
    4.2.3 信号的采集与处理  42-44
  4.3 试验系统控制原理  44-45
  4.4 试验系统的控制策略  45-57
    4.4.1 PID控制  45-47
    4.4.2 模糊控制  47-55
    4.4.3 模糊PID控制  55-57
  4.5 控制策略的仿真  57-58
  4.6 本章小结  58-59
5 试验系统建模与仿真研究  59-77
  5.1 试验系统数学模型的建立  59-64
    5.1.1 原动力模型  59
    5.1.2 液压泵和液压马达模型  59-60
    5.1.3 能量耦合器模型  60-61
    5.1.4 汽车行驶模型  61-62
    5.1.5 传动系统模型  62
    5.1.6 回路效率模型  62-63
    5.1.7 液压泵/马达效率模型  63-64
  5.2 试验仿真  64-69
    5.2.1 仿真工具的选取  64-65
    5.2.2 系统仿真模型  65-66
    5.2.3 电动机与变频器仿真模型  66-68
    5.2.4 液压泵和变量马达仿真模型  68
    5.2.5 能量耦合器仿真模型  68
    5.2.6 变速器模型  68-69
  5.3 仿真结果分析  69-76
    5.3.1 试验系统响应特性  69-70
    5.3.2 仿真结果及分析  70-76
  5.4 本章小结  76-77
6 总结与展望  77-79
  6.1 论文总结  77
  6.2 工作展望  77-79
参考文献  79-85
附录:攻读硕士学位期间的主要学术成果  85-87
致谢  87

汽车变速器功率完备试验系统设计与控制研究

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