工程车辆三参数自动变速理论研究

发布时间：2016-10-19 13:19

  本文关键词：工程车辆三参数自动变速理论研究，由笔耕文化传播整理发布。

《吉林大学》 2004年

工程车辆三参数自动变速理论研究

叶丹  

【摘要】：本文结合国家自然科学基金项目（59705005）“工程车辆液力机械传动系统的电子节能控制研究”及教育部骨干教师基金项目“提高工程车辆液力机械传动系统动力性与经济性的电控方法研究”，主要针对现有工程车辆液力机械传动系统中普遍存在的承受高强度负载时动力性不足的突出问题，以提高工程车辆动力性为目的，围绕车辆自动变速技术进行了三参数的理论与试验研究。主要包括以下内容： 一. 综述了车辆自动变速的产生 说明了研究车辆自动变速器的意义，按照其发展的阶段分类，综述了自动变速前期、液力自动变速阶段、电控自动变速阶段和智能自动变速阶段发展历程及特点，及在国内、外的发展现状和发展趋势，并指出控制系统智能化、车辆电子一体化是自动变速技术发展趋势的两大特征。阐述了工程车辆中实现自动变速的必要性以及目前科研情况和应用情况，并列出了本文研究内容。 二. 分析了工程车辆传动系统特性 以轮式装载机为实例，对传动系统中的发动机、液力变矩器、变速器、驱动桥和车轮部分工作特征进行了分析。重点研究了发动机和液力变矩器的特性，并指出了发动机在全负荷下，其输出功率、油耗与转速存在的关系及发动机工况对传动系动力性和经济性的影响，，液力变矩器工作在高效区能够提高传动的动力性和经济性，得出了它们的工作状况是影响工程车辆经济性和动力性的主要原因这一结论。另外，减少换挡次数能够有助于传动系节能。 三. 自动换挡规律的研究 换挡规律是自动变速器开发的核心技术，总结了汽车目前存在的单参数换挡规律、两参数换挡规律、三参数换挡规律和智能化换挡规律，并分析了最佳动力性和最佳燃料经济性换挡特征。分析了工程车辆两种不同的 WP=66 二参数自动换挡方法，以泵轮转速和涡轮转速的换挡策略更有实际意义。将发动机和液力变矩器作为一个整体考虑车辆的动力性，通过分析它们的共同工作特性，提出了以油门大小、泵轮转速和涡轮转速的三参数自动变速策略，并得到了三参数换挡表，制定了自动控制方案。另外，智能控制在工程车辆上也有较大发展和前景。 四. 自动变速控制系统的计算机仿真 阐述了将计算机仿真应用于自动变速系统开发中的目的和意义。建立了发动机、液力变矩器、变速器、驱动桥和车轮部分的数学模型以及车辆负载模型。在此基础上以泵轮转速和涡轮转速为变量，建立了车辆传动系统的动力学方程。又根据三参数自动换挡规律确立了自动换挡控制模型，最后在Matlab/Simulink图形建模技术的支持下，开发了车辆传动系统动力学仿真软件，并用该软件进行了仿真实验。仿真实验的结果表明三参数自动换挡规律可以通过变速器换挡来提高涡轮输出功率的目的。车辆传动系统动力学仿真软件的开发为换挡规律的研究提供了方便而有效的研究工具。 五. 自动换挡规律的台架试验 阐明了试验目的及试验数据采集和控制方案，介绍了自动变速试验台的构成及主要试验用仪器，阐述了本文的采用的软件，介绍了测量油门位置、转矩、转速所使用的仪器和制定了它们测量方法，详述了发动机特性试验和自动换挡控制试验及试验结果。 六. 自动变速器的电控方法 通过MCS-51单片机开发变速器的电控单元有较高的实用价值。设计了一种三参数控制器的单片机系统，包括硬件部分和软件部分。

【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TU60
【目录】：

第一章 绪 论6-17

1.1 问题的提出6-8

1.2 车辆自动变速器的意义、发展过程及展望8-12

1.2.1 自动变速器的意义8-9

1.2.2 自动变速器的发展过程9-12

1.2.3 自动变速器的展望12

1.3 工程车辆实现自动变速的意义、现状及展望12-15

1.4 本文研究的主要内容15-16

1.5 本章小结16-17

第二章 工程车辆液力机械传动系统17-26

2.1 柴油机18-22

2.1.1 柴油机原理及工况18-19

2.1.2 柴油机固有特性19

2.1.3 柴油机调速特性19-21

2.1.4 柴油机工作状况对传动系工作的影响21-22

2.2 液力变矩器22-23

2.2.1 液力变矩器的特点22-23

2.2.2 变矩器工作状况对传动系工作的影响23

2.3 动力换挡变速器23-24

2.4 驱动桥和车轮部分24-25

2.5 本章小结25-26

第三章 工程车辆自动换挡规律研究26-35

3.1 汽车自动换挡规律概述26-29

3.1.1 单参数换挡规律26-27

3.1.2 两参数换挡规律27

3.1.3 三参数换挡规律27

3.1.4 智能化换挡规律27-28

3.1.5 换挡特征28-29

3.2 工程车辆自动换挡规律29-34

3.2.1 工程车辆二参数换挡规律29-30

3.2.2 工程车辆三参数换挡的提出30-33

3.2.3 工程车辆智能换挡33-34

3.3 本章小结34-35

第四章 自动变速系统的仿真研究35-45

4.1 自动变速系统仿真概述35-36

4.1.1 仿真的意义35-36

4.1.2 仿真软件36

4.2 工程车辆传动系动力学模型36-42

4.2.1 发动机模型36-37

4.2.2 液力变矩器模型37

4.2.3 液力变矩器与发动机的共同工作特性37-38

4.2.4 变速器模型38-39

4.2.5 驱动桥模型39

4.2.6 车轮模型39-40

4.2.7 行驶阻力模型40

4.2.8 动力学模型40-42

4.3 动力学仿真分析42-44

4.4 本章小结44-45

第五章 自动变速系统的台架试验45-51

5.1 实验目的45

5.2 自动变速控制系统试验方案45-46

5.3 自动变速试验台概述46-47

5.3.1 试验台的组成46-47

5.3.2 试验使用的设备47

5.4 自动换挡试验47-50

5.4.1 控制软件47-48

5.4.2 物理量测量48

5.4.3 测量结果分析48-49

5.4.4 自动换挡试验49-50

5.5 本章小结50-51

第六章 自动变速电控系统51-57

6.1 硬件部分设计51-55

6.1.1 电控单元的任务51

6.1.2 电控单元的组成51-55

6.2 软件部分设计55-56

6.3 本章小结56-57

第七章 结 论57-59

7.1 研究工作总结57

7.2 继续研究的方向57-59

参 考 文 献59-63

攻读硕士期间发表的论文及科研成果63-64

致 谢64-65

摘 要65-67

Abstract67-70

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【参考文献】

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