湿式双离合器起步过程热负荷仿真研究

为了解湿式双离合器摩擦副工作表面热状况,通过建立双离合器起步过程动力学模型,利用MATLAB/Simulink软件对接合时摩擦副滑摩功进行了仿真计算。分析了不同接合条件对滑摩热量的影响,研究了接合时主从动件转速差、接合油压、滑摩时间以及钢片厚度对钢片整体温度的影响。仿真结果表明,接合时滑摩时间对钢片整体温度影响最大,转速差影响次之,油液压力影响相对较小。增加钢片厚度可以增大其热容量,降低最高温度。     

考虑混合间隙的空间并联机构非线性动力学特性分析

为了掌握同时考虑球面副间隙和三维转动副间隙的空间并联机构的非线性动力学特性,研究考虑混合间隙的空间并联机构多体系统动力学特性分析方法。首先以4-UPS/RPU空间并联机构为研究对象,建立三维转动副间隙和球面副间隙的模型,推导同时考虑球面副间隙和三维转动副间隙的4-UPS/RPU空间并联机构动力学方程;然后利用龙格库塔法对动力学方程进行数值求解,分析不同间隙类型、间隙、驱动速度和摩擦因数对并联机构动力学响应的影响,通过ADAMS虚拟样机仿真验证动力学模型和数值计算的正确性;最后利用相轨迹图、庞加莱映射图和分岔图等分析考虑混合间隙的4-UPS/RPU并联机构的非线性特性。该研究为考虑混合运动副间隙的空间并联机构动力学建模和非线性动力学特性分析提供了依据。     

铰间隙对采摘机械臂动态扰动的响应分析

近年来对采摘机器人的研究大多集中在机械臂控制方法上,忽视运动副间隙对精准性影响。为研究运动副间隙对机械臂动态扰动响应特性的影响,以研发的采摘机械臂为对象,建立多体系统动力学数学模型,采用非线性等效弹簧阻力模型及Coulomb摩擦模型建立间隙处的接触碰撞模型和摩擦模型,并嵌入到多体系统动力学模型,然后基于虚拟样机技术,建立采摘机器人机械臂动力学模型并进行仿真分析。分析结果表明:回转副精度对机械臂动态扰动特性有着明显的影响,间隙的存在使得定位精度降低,稳定性及可靠性变差。     

基于ANSYS/LS-DYNA的齿轮传动动力学特性分析

建立了齿轮传动系统啮合接触的动力学特性的仿真模型,在ANSYS/LS-DYNA环境下,仿真得到了轮齿响应节点的位移、速度和啮合力随时间变化的曲线。结合Matlab及齿轮啮合原理,得到了不同转速条件下,齿轮动态传递误差曲线,以及不同摩擦条件下齿轮动态传递误差曲线和不同转速和摩擦条件下的齿轮动态啮合力的随时间变化曲线。     

3-RPS并联机器人粘性摩擦工况动力学建模

以转动副轴线平行布置的3-RPS并联机器人为研究对象,提出一种基于拉格朗日算子修正的动力学建模方法。首先,采用矢量法建立系统运动学模型,基于拉格朗日方程法建立系统理想动力学模型。然后,将关节摩擦视为系统非保守力,基于"库伦+粘性"摩擦模型对关节摩擦所做的功精确量化处理。最后以摩擦所做负功的形式对拉格朗日算子进行修正,建立考虑全部关节摩擦的系统动力学模型。同时对所建立的考虑关节摩擦和忽略关节摩擦的动力学模型进行了仿真对比,结果表明,在一个仿真周期内,移动副1、2、3驱动力的相对误差分别为18.1%、12.6%、16.5%,试验结果为机器人控制系统的摩擦补偿提供了理论依据。     

湿式双离合器温度场影响因素仿真分析

为了解湿式双离合器摩擦副工作表面发热状况,建立了摩擦副三维有限元模型,借助于AcuSolve软件对其进行瞬态温度场仿真分析研究。以弹射起步工况为研究对象,探究摩擦副主、从动端转速差、接合时间以及峰值油压等因素对钢片温度场的影响规律。仿真结果表明:沿对偶钢片径向表面,温度随着半径的增加而减小,最高温聚集在方型槽处;主、从动端转速差越大,对偶钢片径向表面温度梯度越大;增加接合时间会导致对偶钢片表面温度大幅升高;峰值油压越大,对偶钢片径向表面温度梯度越小,表面温度越高。     

基于ANSYS／LS—DYNA的齿轮传动动力学特性分析

建立了齿轮传动系统啮合接触的动力学特性的仿真模型,在ANSYS／LS—DYNA环境下,仿真得到了轮齿响应节点的位移、速度和啮合力随时间变化的曲线。结合Matlab及齿轮啮合原理,得到了不同转速条件下,齿轮动态传递误差曲线,以及不同摩擦条件下齿轮动态传递误差曲线和不同转速和摩擦条件下的齿轮动态啮合力的随时间变化曲线。     

轴向柱塞液压马达机械液压耦合仿真分析

为了使轴向柱塞液压马达仿真模型接近于物理样机,采用机械、液压耦合模型并综合考虑柱塞和缸体、柱塞和斜盘等摩擦副的摩擦力和液体的粘性阻尼以及减小压力脉动的三角阻尼槽等因素,建立了轴向柱塞液压马达仿真模型。液压马达高压油推动柱塞位移、机械能推动柱塞排油,实现液压能和机械能相互转换,主要包括压力源(恒流源或恒压源)、负载(外部阻力矩,转动惯量)、柱塞缸体组件、柱塞往复和旋转运动转换组件、配流窗口等。仿真结果与有关文献中液压马达实验数据进行对比,马达转速、加速时间、最大输出流量的仿真值与实验值误差均小于5%,验证了仿真模型能够保证较好的计算精度。仿真结果表明,由于卸荷槽和腰型槽过渡区域有通流面积突变现象,容易产生局部压力脉冲现象,且转速越高压力波动越大,通过优化卸荷槽结构型式和参数可以减小脉动冲击;液压马达工作特性受负载的影响,负载的总转动惯量大时加速时间长而稳定转速波动区间窄,相应产生的脉动也趋于减小。     

并联驱动双向偏转平台设计与动力学分析

提出一种并联驱动双向偏转平台,动平台通过在空间呈正十字交错且同心的两个驱动拱支撑,由圆弧导轨副导向,由固联于底座的电机驱动,实现了平台绕X、Y轴的大角度偏转。给出了平台的位置、速度逆解方程,分析了其运动特性。基于Lagrange法运用虚功原理建立了平台的动力学模型,对平台进行了动力学仿真,分析了在不同外载状态下电机输出力矩的变化规律。依据所建立的动力学模型进行了理论计算,并与仿真值进行了对比分析,验证了平台的可行性与动力学模型的正确性。     

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。     

液力机械传动车辆起步加速动态性能仿真

为研究车辆液力机械传动系统的动态性能，以车辆液力机械传动系统的组成和工作原理为基础，建立了系统的当量动力学模型和数学模型，进而建立了系统的Matlab/Simulink仿真模型。对直驶起步加速换挡工况进行了仿真，得到了发动机转矩时间历程，液力变矩器泵轮、涡轮角速度时间历程，换挡离合器油压特性，换挡离合器主、被动边角速度时间历程，以及车辆速度、加速度时间历程。     

拖拉机串联式液力机械复合传动系统设计与试验

针对现有拖拉机变速器存在机械结构复杂、挡位数较多、模式切换繁琐等问题,提出了一种串联式液力机械复合传动方案(Series hydraulic and mechanical hybrid transmission,HMD)及其配套拖拉机总体设计方法,包括功能需求、传动路线设计、组件特性分析、性能参数计算、仿真模型搭建、作...     

发动机调速史密斯预估定量反馈控制

对于电机后置式及地面耦合式混合动力系统,在其换挡过程中,可以通过电机补偿动力中断,因此调节发动机转速与AMT变速箱转速匹配可以实现平顺的换挡过程。针对发动机调速特性引入基于定量反馈理论与史密斯预估器结合的控制方法。首先,在AMESim中搭建自然进气发动机高保真模型,并通过速度特性验证保证模型的合理性;其次,基于机理建立发动机线性模型,并且分段辨识得到参数的不确定范围,从而将非线性系统用具有参数不确定性的线性模型表示;然后,通过频域分析优化得到一组最佳的史密斯预估器模型,用以补偿发动机进气-扭矩过程不确定延迟;最后,结合史密斯预估器与定量反馈理论设计得到发动机调速SP-QFT鲁棒控制器,从而保证系统在参数不确定情况下的鲁棒稳定性及跟踪性能要求。仿真结果表明:所设计的SP-QFT控制器满足设计要求,相比于基本QFT控制器及PID控制器,有效提高了发动机速度调节的控制精度及响应速度。     

大型拖拉机动力换挡变速箱试验台

根据拖拉机动力换挡变速箱试验要求,设计了大型拖拉机动力换挡变速箱试验台。设计了装夹装置、驱动装置、加载装置及其能量回馈系统,开发了电子控制单元和电子测量系统。试验结果表明：试验台功率大,达250kW;实现了能量闭环回馈,重载工况下的节能率高达80%;检测系统功能全,能检测驱动和加载电动机转矩、转速、液压系统压力和流量等16个信号。试验台运行平稳,达到设计要求。     

基于液压加载的拖拉机PTO测试装置设计与试验

针对当前多数负荷车仅适用于拖拉机牵引试验测试,模拟完整田间作业状态不全面的现状,设计了一种可挂接负荷车的液压加载式拖拉机动力输出轴测试装置,在满足负荷车牵引试验国标要求的基础上可以进行拖拉机PTO测试试验。该装置采用的液压测功机与应用普遍的直流电力测功机经过试验对比,系统响应和稳定速度更快,综合加载性能更好。对该测试设备进行拖拉机PTO田间转矩载荷谱模拟动态加载试验,结果显示：实际加载转矩与转矩载荷谱试验数据相关性良好,拟合优度为0.83。通过数据分析计算实际液压加载系统响应时间约为2.1s,最大超调量为7.52%,均在可控范围内。说明该测试设备可以通过输入转矩载荷谱的形式有效模拟田间作业拖拉机PTO工作状态,为后续拖拉机牵引及转矩全面加载田间模拟试验提供参考。     

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。     

金属带-行星齿轮无级变速传动效率特性分析

在金属带无级变速传动效率试验测试的基础上，建立了金属带-行星齿轮无级变速传动效率分析模型，获得了传动效率随传动速比、传递扭矩和输入转速等因素的变化规律，从而为金属带-行星齿轮无级变速传动控制策略的制定和变速器产品的开发打下基础。分析结果显示：该无级变速传动方式较目前广泛采用的纯金属带无级变速传动和双状态无级变速传动系统具有更好的效率分布特性。     

双模式机电复合传动方案设计与特性对比

阐述了多模式机电复合传动的工作原理。提出了折线式双模式机电复合传动速度特性,提供了基于该速度特性双模式机电复合传动方案设计方法。设计了4种双模式机电复合传动系统方案。对4种双模式机电复合传动方案进行了速度、转矩、功率特性理论分析、仿真验证和对比分析。发动机输入连接第一行星排齿圈的方案,从转速关系、转矩关系以及功率关系上均满足车辆要求,并且行星排的参数调节范围较宽。方案选择需综合考虑电力相对分流功率、电动机弱磁比、冷却方式和系统应用背景等。     

基于六自由度传动系模型的自动变速器起步仿真

研究了装备电控机械式自动变速器车辆的起步过程。基于实车传动系各主要部件的惯量、刚度、阻尼等扭振参数,建立了六自由度车辆传动系动力学模型,在考虑变摩擦因数和干式离合器从动盘波形弹簧非线性压缩特性的条件下,根据加速踏板开度分别控制节气门开度变化率和离合器压盘接合行程量及接合速度,维持发动机恒转速起步。通过仿真,验证了该起步控制方法的可行性,得到了考虑传动系扭振因素的起步过程离合器传递转矩与冲击度,仿真结果更加接近于实际情况。     

两段液压机械无级传动排量控制策略

在MSC.Easy5中建立了液压机械无级传动系统及排量控制机构的仿真模型,进行了仿真分析。变排量液压元件的排量控制机构存在死区和滞后,节流孔直径越小,死区和滞后越明显。采用阶跃控制电流的方法能有效消除零点处的死区;改变排量控制电流策略可以有效改善液压机械无级传动换段过程的动力学性能,使换段过程中输出转速差、换段时间明显减小,是一种有效的换段过程控制策略。