摩擦球面式IVT傳動系統(tǒng)的建模、仿真及控制研究.pdf

1、4w分類號——UDC密級——學校代碼!Q壘坌Z武多凄理歹大浮學位論文題目廑拯逮應式至y!籩動丕統(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教師姓名—塑迦亟L職稱—塹赴學位—蘭生^_單位名稱汽奎工程堂院郵編430070申請學位級別亟學科專業(yè)名稱奎趣工程專業(yè)領域名稱奎塹工猩

2、論文提交日期2Q1215論文答辯日期2Q121魚學位授予單位武這堡王太堂學位授予日期——答辯委員會主席』缸竽遺L評閱人j擘址盔絲壘2012年6目摘要汽車無級變速器(ContinuouslyVariableTransmission，簡稱CVT)作為汽車最理想的變速傳動裝置，由于其可以實現(xiàn)動力的連續(xù)變化輸出，使汽車行駛阻力與發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩在變速器自身允許的速比范圍內(nèi)實現(xiàn)良好匹配，從而獲得理想的燃油經(jīng)濟性能和動力性能。然而，由于CVT自身結構

3、特點和工作原理的限制，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應發(fā)動機的理想工作特性。因此，如何在保證CVT固有優(yōu)勢的基礎上，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)動機工作特性，是當今汽車變速器重點研究的發(fā)展方向。而牽引式無限變速無級變速器(InfinitelYVariableTransmission，簡稱IVT)不僅兼具了CVT的傳動特點，更實現(xiàn)了速比范圍的大幅度擴展，因此對其進行深

4、入研究，具有更深遠的理論意義和應用價值。當前國內(nèi)外對于牽引式IVT變速器的研究，主要是針對牽引式環(huán)面結構的IVT進行全面設計。本課題在綜合了環(huán)面結構IVT傳動特性的基礎上，運用摩擦學、理論力學、機械沒計以及材料學科等的相關基礎理論，設計了一種新型車用牽引式摩擦球面IVT傳動系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的環(huán)面結構IVT有著本質(zhì)的區(qū)別。本課題以該新型傳動系統(tǒng)為研究對象，主要圍繞其展開了以下方面的研究：1創(chuàng)造性地設計丌發(fā)了基于轉(zhuǎn)矩分流原理的牽引式摩擦球面I

5、VT傳動系統(tǒng)。對該傳動系統(tǒng)進行UG環(huán)境下的三維模型設計，分析了傳動系統(tǒng)的結構特點和工作原理，并對各個部件進行了運動學分析，得到了傳動系統(tǒng)的傳動特性和調(diào)速特性關系。2建立了該傳動系統(tǒng)與發(fā)動機耦合而成的IVT動力傳動系統(tǒng)模型，分析了發(fā)動機、IVT傳動系統(tǒng)以及整車三者之間的對應關系，通過傳動系統(tǒng)的綜合控制，實現(xiàn)了汽車理想行駛工況與發(fā)動機理想運行工況的匹配。最終分析了傳動系統(tǒng)的綜合控制策略。3對該摩擦球面IVT傳動系統(tǒng)的速比調(diào)節(jié)進行了綜合控制研

6、究，提出了針對傳動系統(tǒng)速比控制的綜合控制策略。在ADAMS環(huán)境下參數(shù)化設計了傳動系統(tǒng)的動力學模型，建立對應的狀態(tài)變量，并將其控制模塊導入Simulink環(huán)境，引入相應控制算法，通過模擬汽車在動力性模式下起步、急加速、穩(wěn)步行駛以及爬坡的不同行駛工況，以節(jié)氣門開度作為控制輸入信號，得到實際速比相比于目標速比的控制結果。4對傳動系統(tǒng)的摩擦球面副之問的接觸壓力進行了進一步研究。提出了摩擦球面副的夾緊力力學模型，分析了摩擦球面副表面相對運動的滾動