液压机械双流自适应变速传动系统的特性分析与仿真研究

发布时间：2017-08-18 00:32

  本文关键词：液压机械双流自适应变速传动系统的特性分析与仿真研究

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【摘要】：变速器是叉车动力传动系统中重要的组成部件,中小吨位叉车多采用有级式变速器,这种变速器不能对传动比实现无级调节,不能保证发动机始终工作在最佳动力性或最佳经济性区域内。液压机械无级变速器(Hydro-mechanical Continuously Variable Transmission,简称HMCVT,又称双流传动变速器)是一种新型动力传动装置,该变速器将液压功率流与机械功率流并联,充分利用了液压传动可调速特性和机械传动高效率特点。使得其既能够实现无级调速,又能保证发动机工作在最佳区域内。因而本论文对HMCVT进行研究。本文对以下几点进行研究与探讨：(1)通过查阅大量文献,简单介绍了变速器的发展史,说明了HMCVT的研究现状和应用前景,开展了针对HMCVT传动理论的研究,分别对两种传动形式：分速汇矩式和分矩汇速式的结构和传动特性进行了探讨,通过对比分析,指出了分速汇矩式结构更适用于车辆传动。(2)根据叉车的实际工作性能要求,对给定目标车型进行了动力系统的匹配,在选取发动机后,结合对HMCVT的特性分析,选取了合理的静压传动装置,设计了合适的机械传动参数和一套完整的HMCVT传动方案。(3)在Matlab/Simulink中建立了整车传动系统的数学模型,其中包括发动机模型、HMCVT模型、效率模型等,分别对发动机转速沿最佳经济性和最佳动力性曲线的整车加速过程进行仿真。仿真结果符合设计要求。(4)基于HMCVT实验台,完成了HMCVT空载和加载两种状态下的实验,验证了HMCVT理论的可行性和效率特性。
【关键词】：液压机械 功率分流 无级变速器 建模 仿真
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH242;TH137
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 绪论17-25
• 1.1 引言17
• 1.2 车辆变速器研究现状17-22
• 1.2.1 有级变速器18-20
• 1.2.2 无级变速器20-22
• 1.3 HMCVT国内外研究现状22-24
• 1.3.1 国外研究现状22-23
• 1.3.2 国内研究现状23-24
• 1.4 课题来源、意义及研究内容24-25
• 1.4.1 课题来源与意义24
• 1.4.2 研究内容24-25
• 第二章 双流传动工作原理及传动方案的确定25-58
• 2.1 双流传动机构的工作原理和分类25-28
• 2.1.1 定轴齿轮传动分流、汇流26
• 2.1.2 行星齿轮传动分流、汇流26-28
• 2.2 静压传动机构28-31
• 2.2.1 静压传动机构回路选择28-29
• 2.2.2 静压传动机构调速方案的选择29-30
• 2.2.3 静压传动系统特性30-31
• 2.3 分速汇矩式方案比较与特性分析31-45
• 2.3.1 传动比特性32-36
• 2.3.2 无级调速特性36-38
• 2.3.3 转矩特性38-41
• 2.3.4 液压功率分流特性41-42
• 2.3.5 功率循环特性42-43
• 2.3.6 效率特性43-45
• 2.4 分矩汇速式方案比较与特性分析45-56
• 2.4.1 传动比46-49
• 2.4.2 无级调速特性49-51
• 2.4.3 转矩特性51-53
• 2.4.4 液压功率分流特性53-54
• 2.4.5 功率循环特性54
• 2.4.6 效率特性54-56
• 2.5 双流传动方案的确定56-57
• 2.5.1 分矩汇速式与分矩汇速式的比较56
• 2.5.2 分速汇矩式各方案的比较56-57
• 2.6 本章小结57-58
• 第三章 双流传动系统设计与参数计算58-76
• 3.1 双流传动系统58-62
• 3.1.1 双流传动系统介绍58-59
• 3.1.2 双流传动系统工作原理59-61
• 3.1.3 混合动力传动系统动力传动模式61-62
• 3.2 小吨位叉车的技术要求62-63
• 3.3 叉车动力学分析63-67
• 3.3.1 叉车牵引力计算63-65
• 3.3.2 叉车牵引力的校核65-66
• 3.3.3 叉车运动学分析66-67
• 3.4 发动机功率的确定67-68
• 3.4.1 叉车正常行走及提升功率计算67-68
• 3.4.2 发动机选型68
• 3.5 前进挡汇流处传动比的确定68-70
• 3.6 液压传动系统设计70-75
• 3.6.1 液压调速机构工作压力的确定70-71
• 3.6.2 液压泵、液压马达工作形式的选择71
• 3.6.3 液压泵、液压马达排量的确定71-73
• 3.6.4 液压泵、液压马达的校核73-74
• 3.6.5 液压辅助元件的选择74-75
• 3.7 本章小结75-76
• 第四章 基于Simulinik的双流传动系统建模与仿真76-97
• 4.1 Matlab/Simulink简介76-77
• 4.2 发动机数学模型77-84
• 4.2.1 发动机调速特性下转矩模型77-81
• 4.2.2 发动机燃油消耗率模型81-82
• 4.2.3 发动机转速调节特性82-84
• 4.3 目标传动比的确定84-86
• 4.4 整车数学模型86-96
• 4.4.1 马达定斜率变化时的整车模型87-90
• 4.4.2 马达线性变化时的整车仿真结果分析90-93
• 4.4.3 经济性、动力性驾驶模式建模93-95
• 4.4.4 经济性、动力性驾驶模式仿真结果分析95-96
• 4.5 本章小结96-97
• 第五章 液压机械双流传动系统性能实验97-106
• 5.1 实验目的及内容97
• 5.2 实验平台的搭建97-101
• 5.2.1 实验台架的总体方案设计97-99
• 5.2.2 实验台的搭建99-101
• 5.3 实验步骤及结果分析101-105
• 5.3.1 空载变转速恒排量实验结果分析101-102
• 5.3.2 加载实验结果分析102-105
• 5.4 本章105-106
• 第六章 总结与展望106-108
• 6.1 工作总结106
• 6.2 论文创新点106-107
• 6.3 工作展望107-108
• 参考文献108-111
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文111

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