摩擦球面式IVT傳動(dòng)系統(tǒng)的建模、仿真及控制研究.pdf

1、4w分類號(hào)——UDC密級(jí)——學(xué)校代碼!Q壘坌Z武多凄理歹大浮學(xué)位論文題目廑拯逮應(yīng)式至y!籩動(dòng)丕統(tǒng)的建槿≥籩真區(qū)控制研究英文—ResearchonModelingSimul—ationandControlMethodof題目theFrictionHemisphereTypeIVTsystem研究生姓名陸磊指導(dǎo)教師姓名—塑迦亟L職稱—塹赴學(xué)位—蘭生^_單位名稱汽奎工程堂院郵編430070申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別亟學(xué)科專業(yè)名稱奎趣工程專業(yè)領(lǐng)域名稱奎塹工猩

2、論文提交日期2Q1215論文答辯日期2Q121魚(yú)學(xué)位授予單位武這堡王太堂學(xué)位授予日期——答辯委員會(huì)主席』缸竽遺L評(píng)閱人j擘址盔絲壘2012年6目摘要汽車無(wú)級(jí)變速器(ContinuouslyVariableTransmission，簡(jiǎn)稱CVT)作為汽車最理想的變速傳動(dòng)裝置，由于其可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的連續(xù)變化輸出，使汽車行駛阻力與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩在變速器自身允許的速比范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好匹配，從而獲得理想的燃油經(jīng)濟(jì)性能和動(dòng)力性能。然而，由于CVT自身結(jié)構(gòu)

3、特點(diǎn)和工作原理的限制，其所能允許連續(xù)變化的速比范圍有限，不能保證汽車在任意行駛工況下都能對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的理想工作特性。因此，如何在保證CVT固有優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，盡可能提高速比范圍，使汽車在絕大部分行駛工況下都能獲得理想的發(fā)動(dòng)機(jī)工作特性，是當(dāng)今汽車變速器重點(diǎn)研究的發(fā)展方向。而牽引式無(wú)限變速無(wú)級(jí)變速器(InfinitelYVariableTransmission，簡(jiǎn)稱IVT)不僅兼具了CVT的傳動(dòng)特點(diǎn)，更實(shí)現(xiàn)了速比范圍的大幅度擴(kuò)展，因此對(duì)其進(jìn)行深

4、入研究，具有更深遠(yuǎn)的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)于牽引式IVT變速器的研究，主要是針對(duì)牽引式環(huán)面結(jié)構(gòu)的IVT進(jìn)行全面設(shè)計(jì)。本課題在綜合了環(huán)面結(jié)構(gòu)IVT傳動(dòng)特性的基礎(chǔ)上，運(yùn)用摩擦學(xué)、理論力學(xué)、機(jī)械沒(méi)計(jì)以及材料學(xué)科等的相關(guān)基礎(chǔ)理論，設(shè)計(jì)了一種新型車用牽引式摩擦球面IVT傳動(dòng)系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的環(huán)面結(jié)構(gòu)IVT有著本質(zhì)的區(qū)別。本課題以該新型傳動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，主要圍繞其展開(kāi)了以下方面的研究：1創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)丌發(fā)了基于轉(zhuǎn)矩分流原理的牽引式摩擦球面I

5、VT傳動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)該傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行UG環(huán)境下的三維模型設(shè)計(jì)，分析了傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，并對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得到了傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)特性和調(diào)速特性關(guān)系。2建立了該傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)耦合而成的IVT動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)模型，分析了發(fā)動(dòng)機(jī)、IVT傳動(dòng)系統(tǒng)以及整車三者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制，實(shí)現(xiàn)了汽車?yán)硐胄旭偣r與發(fā)動(dòng)機(jī)理想運(yùn)行工況的匹配。最終分析了傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制策略。3對(duì)該摩擦球面IVT傳動(dòng)系統(tǒng)的速比調(diào)節(jié)進(jìn)行了綜合控制研

6、究，提出了針對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)速比控制的綜合控制策略。在ADAMS環(huán)境下參數(shù)化設(shè)計(jì)了傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，建立對(duì)應(yīng)的狀態(tài)變量，并將其控制模塊導(dǎo)入Simulink環(huán)境，引入相應(yīng)控制算法，通過(guò)模擬汽車在動(dòng)力性模式下起步、急加速、穩(wěn)步行駛以及爬坡的不同行駛工況，以節(jié)氣門開(kāi)度作為控制輸入信號(hào)，得到實(shí)際速比相比于目標(biāo)速比的控制結(jié)果。4對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的摩擦球面副之問(wèn)的接觸壓力進(jìn)行了進(jìn)一步研究。提出了摩擦球面副的夾緊力力學(xué)模型，分析了摩擦球面副表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的滾動(dòng)