拖拉机液压机械无级变速器换挡过程动态特性研究

分析了液压机械无级变速器（HMCVT）的换挡过程,建立了HMCVT等效动力学模型,利用SimulationX对湿式离合器液压控制系统和HMCVT换挡过程进行了建模。对变速器无级变速特性和换挡过程中离合器的油压变化规律进行了仿真研究并与试验结果进行了对比,验证了仿真模型的正确性。依据仿真模型分析了HMCVT在换挡过程中的动态特性,研究了阻力矩对离合器滑磨功的影响规律。该仿真模型可以有效地模拟HMCVT换挡的动态过程,可用于预测传动系的性能,为改善换挡品质提供依据。     

双离合器自动变速器换挡特性与控制仿真

针对应用某履带车辆的双离合器自动变速器(DCT)换挡控制问题,首先提出系统动力传动方案,然后对升挡和降挡过程进行动力学和运动学分析,运用Matlab/Simulink建立传动系统的仿真模型.分别对某车辆升挡和降挡过程进行了仿真计算,仿真结果体现了车辆的换挡品质.在升挡过程中通过PID控制器控制高挡离合器的充油油压,在降挡过程中采用PI控制器控制发动机油门开度,这种控制策略可以使DCT换挡平稳,减少系统负转矩的产生,提高车辆的换挡品质.     

拖拉机动力换挡变速器换挡特性与控制策略研究

拖拉机动力换挡变速器通过控制多组湿式摩擦离合器之间的转矩传递来实现不停车换挡,具有不会因超载使发动机熄火、起步性能好、能降低外载荷突然变化所引起的传动系统振动与冲击等优点。换挡离合器的分离与接合时序是影响拖拉机换挡平顺性和操作舒适性的关键因素。本文研究了换挡过程动态特性分析方法,引入变速器输出转速和输出转矩作为拖拉机生产率和动力性的评价指标,弥补了传统换挡品质指标不能对拖拉机性能进行评价的不足。运用动力学原理构建动力换挡变速器模型,研究了不同换挡重叠时间下的离合器载荷、滑摩功与功率特性,确定了动力换挡变速器换挡品质的控制方法及控制策略。提出以动力换挡变速器输出转速变化幅值为指标来优化换挡重叠时间与离合器接合油压,通过仿真验证了拖拉机换挡过程中离合器控制策略的有效性。仿真结果表明,通过该优化算法所选择的换挡参数受拖拉机牵引载荷变化影响较小,变速器输出转速过渡平稳,可减少负向输出转矩的产生,避免换挡过程中拖拉机减速或动力传递中断,提高了换挡品质。     

双离合器式自动变速器换挡控制研究与仿真

为提高双离合器式自动变速器的换挡质量,研究换挡过程中双离合器的协调控制方法。分析了双离合器自动变速器的结构和动力传递路线,并建立传动系统的数学模型。综合考虑整车动力性、经济性和换挡平顺性等因素,采用模糊控制理论设计了综合智能型的换挡策略。以MATLAB/Simulink/Stateflow为软件平台,开发动力传动系统的仿真模型并对换挡过程进行仿真试验。结果表明,该策略可以较好地减少换挡时间和缓和冲击度,优化了换挡品质。     

基于湿式离合器油压分段控制策略的动力换挡品质优化研究

动力换挡技术因具备换挡过程中动力不中断的优点,近年来逐渐被广泛应用于重型拖拉机中。而电液控制系统作为动力换挡变速箱的核心部分之一,其控制过程对车辆性能及换挡品质有直接影响。提出合理的湿式离合器油压控制策略,对改善和优化动力换挡变速箱的换挡品质具有重要意义。选定滑摩功、换挡时间和冲击率作为换挡品质评价指标,通过理论推导建立了三者与动力换挡变速箱电液控制系统之间的联系,根据湿式离合器在换挡过程中输出特性的变化,将动力换挡过程划分为原挡位、扭矩相、惯性相和新挡位4个阶段,结合换挡品质评价指标提出了湿式离合器油压分段控制策略,并以前进1挡换前进2挡为例,在AMESim仿真平台建立相应的Statechart控制模型,针对控制模型中的关键参数运用遗传算法进行优化,将参数优化结果应用于控制系统中并运行仿真。与简单控制策略相比,应用本文所提出的控制策略后,可使换挡过程中产生的最大冲击率由22.14 m/s3降为9.78 m/s3,同时湿式离合器摩擦片单位面积上的滑摩功为0.163 J/mm2,远小于许用值。验证了该控制策略经优化后对改善换挡品质的有效性及合理性。     

自动传动液摩擦特性与自动变速器换挡元件匹配特性

对自动变速器与自动传动液摩擦特性进行匹配性分析,确定自动变速器换挡元件的评价指标以及影响该评价指标的自动传动液关键特性.通过建立动力学模型以及动态仿真模型对扭矩容量、功率密度与滑摩功进行计算与仿真分析,获得与自动变速器换挡元件相匹配的自动传动液摩擦特性的要求.对计算结果、仿真结果和试验结果进行对比分析,证明了此方法的可行性、正确性与有效性.     

DCT油压变化规律的优化及仿真

针对换档品质,综合考虑冲击度和滑磨功对油压变化规律的不同影响提出了优化目标,确定了约束条件以及设计变量。利用遗传算法进行参数优化,得出最优油压变化规律,并重新对换档过程进行仿真。结果表明,虽然没能得到最小的滑摩功,但冲击度有很大的减少,综合性更好,验证了用遗传算法优化油压变化规律能改善换挡品质。     

拖拉机双离合器自动变速器传动系统建模与仿真分析

拖拉机双离合器自动变速器(Dual Clutch Transmission of Tractor,DCT)以其独特的双离合器、双输入轴结构特点,克服了拖拉机手动变速器换挡过程中动力中断的缺点,对提高拖拉机的工作效率来说,是一个很大的进步。为此,建立了拖拉机发动机模型和DCT传动系统动力学模型,并提出将换挡过程分为5个阶段;基于MatLab/Simulink/Stateflow软件平台,建立了拖拉机DCT传动系统的仿真模型,对换挡过程进行了仿真。结果表明:通过该仿真模型可以观测油压、转速、转矩、冲击度及滑磨功等参数的变化情况,并可在不同工况下比较相关参数在不同工况下的变化,旨在为双离合器自动变速器在拖拉机上的应用研究提供了一些基本的理论依据和模型基础。     

DCT自动变速器试验台动力性换挡策略研究

针对双离合器自动变速器(DCT)试验台系统换挡控制问题,首先介绍了试验台系统的组成,然后对选挡执行机构原理、换挡执行机构原理及PID控制器控制的离合器执行机构进行了阐述。对动力性换挡规律进行了分析,运用Matlab/Simulink建立传动系统的仿真模型。对该试验台升挡和降挡过程进行了仿真计算,仿真结果体现了试验台的换挡规律,保证了DCT换挡平稳,提高了DCT试验台的换挡品质。     

自动变速器模糊换挡及其控制理论研究

以结构简单、传动效率高的电控机械自动变速器(AMT)为研究对象,引入模糊控制技术,将经验知识和数学过程结合起来,根据专家经验建立模糊控制规则,依据自动变速器的实际工况确定输入和输出参数,并对输入量进行模糊化和模糊推理,对输出量进行解模得到模糊控制表,以实现对自动变速器的换挡决策控制.最后进行模糊控制仿真,仿真结果表明,基于模糊控制的机械自动变速器(AMT)对于不同的驾驶条件和运行工况均具有较理想的换挡品质和较强的适应能力.     

车辆换挡系统调压阀优化设计与试验

针对车辆换挡充油过程中离合器充油压力曲线的实际值与理想值之间存在偏差的问题,建立了包含供油单元、电磁换向阀、调压阀和离合器的换挡系统仿真模型,采用AMESim对充油过程进行仿真分析。以充油压力为优化目标,应用误差积分准则确定优化函数,通过Pareto图得到调压阀中影响充油压力的关键参数为阀口开度、弹簧预紧力和阻尼孔直径。分别采用二次拉格朗日非线性规划算法(Non-linear programming by quadratic Lagrangian,NLPQL)和遗传算法(Genetic algorithms,GA)对上述参数进行优化。对比优化后的仿真充油曲线与理想充油曲线,可知遗传算法为最优算法,并确定了调压阀的最优结构参数。根据控制变量法设计试验方案,结果表明,采用遗传算法优化后,换挡系统的稳定性在一定程度上得到提高,其充油过程更加符合理想充油过程,换挡品质得到改善。     

工程车辆自动变速控制系统仿真与试验

对液力机械传动工程车辆遇到高强度载荷效率下降的问题进行了研究，推导了新的换挡规律。按照预先设定的经济型换挡规律，利用推导出的不同挡位下换挡点的通用公式，可将变矩器的效率限定在某一理想范围内。获取对换挡离合器执行机构的控制来达到对离合器油压的控制目的，仿真结果表明其跟踪效果良好。通过台架试验，取得了满意的效果。     

工程车辆四参数自动换挡策略研究

工程车辆的工作油泵消耗的发动机功率是随着工况而变化,在以往的自动换挡策略研究中都把它作为固定值考虑。在工程车辆三参数换挡策略的基础上,提出四参数换挡策略,考虑工作油泵消耗功率的变化,建立工程车辆传动系统的数学模型,进行计算机仿真,结果表明,四参数换挡策略更加符合工程车辆的实际情况。     

谷物联合收获机喂入量建模与试验

设计了谷物联合收获机脱粒滚筒液压无级变速系统,对该系统中封闭液压油的压力进行测量,用该油压力表示喂入量。通过台架试验,得出喂入量与油压力之间的关系方程,并与脱粒滚筒转速表示喂入量的方法进行了对比。结果表明：在联合收获机稳定工作,物料物理特性一致时,油压力随喂入量的增加呈线性上升,而此时脱粒滚筒转速可以视为常量,所以油压力能够准确地反映喂入量。     

拖拉机液压功率分流无级变速器换段规律研究

为了改善拖拉机液压功率分流无级变速器的换段品质,基于仿真与试验相结合的方法,对其影响因素及其参数匹配关系进行了深入研究。首先,基于油压试验与回位弹簧位移补偿试验建立了离合器轴向力模型以及传动系整机模型,并对该仿真计算模型进行了不同工况下的试验验证;而后,将液压功率分流无级变速器换段品质的影响因素划分为3大类,即工况因素、设计因素与可控因素,并分别对其中的8个子类因素进行了仿真研究,从理论上阐述了其变化规律;最后,研究了换段品质各影响因素之间的交互性及其作用规律的稳健性,据此得到换段参数之间的最佳匹配关系。研究结果表明:轴向柱塞单元油液工作容积对换段品质无显著影响;发动机转速对换段品质的影响是相对的,受到换段点泵排量的制约;在等速换段条件下,离合器充油流量和换段时序的提高均对换段品质具有改善作用;离合器充油压力、负载转矩、负载惯量3因素对换段品质的影响则受到多种因素制约,其规律自身不具备稳健性。     

酯交换反应釜高压水热状态与微藻生物柴油实验

以间歇式酯交换反应釜为对象,探讨了本底压力和温度等参数对釜内水热平衡状态的影响.通过建立三维温度-压力场分析模型,确定了釜内高压水热状态控制方程并实现超临界状态反应条件优化.在此基础上进行了以规模化养殖微藻为原料制备生物柴油的实验研究和油品分析.结果表明,以小球藻为原料的生物柴油产出率明显高于其他藻种.超临界反应条件的引入可使直接酯交换反应生物柴油产率提高近一倍.油品具有与0号柴油几乎相同的碳氢质量比、热值和密度等理化性能.     

湿式双离合器冷却油流场特性仿真分析

为改善离合器摩擦片的热状态,开展了湿式双离合器冷却油入口流量对外离合器摩擦片入口处流速和油压的影响研究。基于不可压缩流体控制方程和RNGk-ε湍流模型,建立了Y型槽湿式双离合器油路的三维流体模型,借助ANSYS/Fluent CFD软件,应用有限元法进行了流场分析,得到外离合器入口流速和油压的数值,并通过引入离散系数来进行定量分析,研究了不同入口冷却油流量对外离合器摩擦片入口处流速和油压的影响。结果表明,随着入口流量的增加,湿式双离合器摩擦片入口处冷却油流动速率加快,压力增大,但同时流动均匀性下降,压力稳定性变差。当冷却油初始流量越大时,再增加初始流量对摩擦片入口流速和压力的影响会越来越不明显,反而对摩擦片入口流速均匀性和压力稳定性的影响越来越严重。     

8挡自动变速器换挡控制策略

为了实现8挡自动变速器工程化应用,通过建立液力自动变速器的简化动力学模型,分析影响换挡品质的关键控制因素。针对4种基本换挡类型,确立了换挡离合器及发动机控制的理想曲线。基于PI滑差控制和发动机协同控制理论,提出了快速充油、扭矩相及惯性相3个阶段的控制策略。搭建台架与整车试验测试环境,在极限状态下的试验结果表明,所提出的换挡控制策略正确、可行,具有工程化应用价值。