纯电动汽车两档变速器同步器磨损分析与优化设计

发布时间：2017-08-02 19:32

  本文关键词：纯电动汽车两档变速器同步器磨损分析与优化设计

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【摘要】：传统内燃机汽车变速器的评价方法不全适用于纯电动汽车变速器的研究,设计时也往往不重视同步器及其磨损与整车之间的关联与影响；同步器在保证顺利换挡的基础上不应该对整车动力性和舒适性有所损耗,同时换挡控制策略也须保证同步器的磨损不超出许用范围。本文研究了一款以动力性、经济性为目标设计的两档式AMT,研究目的在于保证整车动力性和舒适性的基础上对纯电动汽车两档变速器同步器进行磨损分析和优化。本文结合同步器的相关设计理论和整车的行驶工况,对影响同步器磨损的关键因素进行了分析,并讨论了如何在考虑整车工况下减轻同步器磨损,主要工作有：首先,根据同步器的相关理论和构造,对同步器参数关系进行了讨论并确定了设计初始值,为优化奠定了基础；其次,根据同步器的评价指标和性能约束,利用Matlab中的Fmincon函数对同步器的参数进行了优化,并且确定了影响同步器性能的关键参数以及主要边界条件；然后,根据同步器参数间的关系,分析了同步器磨损过程中,摩擦系数的变化导致的同步器失效形式由换挡困难向非同步冲击的演变；再次,利用Simulink对同步器的结合过程进行仿真建模,分析了模型中各个参数的变化对同步器性能的影响,确定了转速增大对同步器磨损的加重程度；最后,结合整车动力性仿真模型,分析了同步器性能对整车性能的影响,通过电机调速的方法既能保证整车性能,又可改善同步器磨损条件,延长同步器寿命。
【关键词】：纯电动汽车 同步器 磨损 优化 Simulink
【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】：U469.72;U463.212.41
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-24
• 1.1 课题研究背景与意义15-16
• 1.2 纯电动汽车变速器应用研究现状16-17
• 1.3 同步器类型及磨损常见故障17-20
• 1.4 论文相关技术研究现状20-22
• 1.4.1 常用的AMT性能评价体系20-21
• 1.4.2 仿真技术的应用现状21-22
• 1.4.3 同步器磨损常用研究理论和方法22
• 1.5 本文研究的主要内容22-24
• 第二章 变速器关键零部件参数与同步器参数设计24-42
• 2.1 整车参数和性能指标以及驱动电机选型25-26
• 2.2 变速器关键参数26-28
• 2.3 同步器相关尺寸设计28-38
• 2.3.1 结合套外径和花键孔大径及花键参数29-30
• 2.3.2 锥孔直径及倾斜角、锥面平均半径和工作长度30-31
• 2.3.3 同步环锁止角及结合套和同步锥齿端倒角31-34
• 2.3.4 同步锁环锥孔刮油螺纹及轴向泄油槽34
• 2.3.5 同步器后备行程和寿命指标34-36
• 2.3.6 同步锁环圆周移动量36
• 2.3.7 结合套的轴向超越力36-37
• 2.3.8 换挡行程和结合套宽度37
• 2.3.9 防自动脱档设计37
• 2.3.10 同步器材料选择37-38
• 2.4 同步器参数校核38-40
• 2.4.1 强度校核38-40
• 2.4.2 同步环锥面的PV值40
• 2.5 本章小结40-42
• 第三章 同步器参数优化42-56
• 3.1 Matlab优化工具介绍42-44
• 3.2 常用同步器性能评价指标44-47
• 3.2.1 同步时间44-46
• 3.2.2 滑磨功46-47
• 3.3 同步器参数优化计算47-53
• 3.3.1 目标函数和设计变量47-49
• 3.3.2 设计约束49-50
• 3.3.3 优化计算50-53
• 3.4 结果对比与分析53-54
• 3.5 本章小结54-56
• 第四章 同步器磨损过程分析与控制56-82
• 4.1 同步器失效理论分析56-57
• 4.2 同步器锥面摩擦系数对同步器磨损过程的影响分析57-60
• 4.3 同步器结合过程建模与仿真60-64
• 4.4 不同参数对同步器性能的影响分析64-69
• 4.4.1 PV值对比66
• 4.4.2 比滑磨功对比66-67
• 4.4.3 比滑磨功率对比67-69
• 4.5 同步器性能对整车性能的影响69-74
• 4.6 转速控制下换挡时间优化以及寿命的提升74-78
• 4.7 换挡时间与换挡试验78-80
• 4.8 本章小结80-82
• 第五章 总结和展望82-84
• 5.1 总结82-83
• 5.2 展望83-84
• 参考文献84-87
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况87

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