本文關(guān)鍵詞：工程車輛三參數(shù)自動(dòng)變速理論研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2004年

工程車輛三參數(shù)自動(dòng)變速理論研究

葉丹  

【摘要】：本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（59705005）“工程車輛液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的電子節(jié)能控制研究”及教育部骨干教師基金項(xiàng)目“提高工程車輛液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性的電控方法研究”，主要針對(duì)現(xiàn)有工程車輛液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中普遍存在的承受高強(qiáng)度負(fù)載時(shí)動(dòng)力性不足的突出問題，以提高工程車輛動(dòng)力性為目的，圍繞車輛自動(dòng)變速技術(shù)進(jìn)行了三參數(shù)的理論與試驗(yàn)研究。主要包括以下內(nèi)容： 一. 綜述了車輛自動(dòng)變速的產(chǎn)生 說明了研究車輛自動(dòng)變速器的意義，按照其發(fā)展的階段分類，綜述了自動(dòng)變速前期、液力自動(dòng)變速階段、電控自動(dòng)變速階段和智能自動(dòng)變速階段發(fā)展歷程及特點(diǎn)，及在國內(nèi)、外的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，并指出控制系統(tǒng)智能化、車輛電子一體化是自動(dòng)變速技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的兩大特征。闡述了工程車輛中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速的必要性以及目前科研情況和應(yīng)用情況，并列出了本文研究內(nèi)容。 二. 分析了工程車輛傳動(dòng)系統(tǒng)特性 以輪式裝載機(jī)為實(shí)例，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)、液力變矩器、變速器、驅(qū)動(dòng)橋和車輪部分工作特征進(jìn)行了分析。重點(diǎn)研究了發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器的特性，并指出了發(fā)動(dòng)機(jī)在全負(fù)荷下，其輸出功率、油耗與轉(zhuǎn)速存在的關(guān)系及發(fā)動(dòng)機(jī)工況對(duì)傳動(dòng)系動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的影響，，液力變矩器工作在高效區(qū)能夠提高傳動(dòng)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，得出了它們的工作狀況是影響工程車輛經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的主要原因這一結(jié)論。另外，減少換擋次數(shù)能夠有助于傳動(dòng)系節(jié)能。 三. 自動(dòng)換擋規(guī)律的研究 換擋規(guī)律是自動(dòng)變速器開發(fā)的核心技術(shù)，總結(jié)了汽車目前存在的單參數(shù)換擋規(guī)律、兩參數(shù)換擋規(guī)律、三參數(shù)換擋規(guī)律和智能化換擋規(guī)律，并分析了最佳動(dòng)力性和最佳燃料經(jīng)濟(jì)性換擋特征。分析了工程車輛兩種不同的 WP=66 二參數(shù)自動(dòng)換擋方法，以泵輪轉(zhuǎn)速和渦輪轉(zhuǎn)速的換擋策略更有實(shí)際意義。將發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器作為一個(gè)整體考慮車輛的動(dòng)力性，通過分析它們的共同工作特性，提出了以油門大小、泵輪轉(zhuǎn)速和渦輪轉(zhuǎn)速的三參數(shù)自動(dòng)變速策略，并得到了三參數(shù)換擋表，制定了自動(dòng)控制方案。另外，智能控制在工程車輛上也有較大發(fā)展和前景。 四. 自動(dòng)變速控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真 闡述了將計(jì)算機(jī)仿真應(yīng)用于自動(dòng)變速系統(tǒng)開發(fā)中的目的和意義。建立了發(fā)動(dòng)機(jī)、液力變矩器、變速器、驅(qū)動(dòng)橋和車輪部分的數(shù)學(xué)模型以及車輛負(fù)載模型。在此基礎(chǔ)上以泵輪轉(zhuǎn)速和渦輪轉(zhuǎn)速為變量，建立了車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程。又根據(jù)三參數(shù)自動(dòng)換擋規(guī)律確立了自動(dòng)換擋控制模型，最后在Matlab/Simulink圖形建模技術(shù)的支持下，開發(fā)了車輛傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真軟件，并用該軟件進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明三參數(shù)自動(dòng)換擋規(guī)律可以通過變速器換擋來提高渦輪輸出功率的目的。車輛傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真軟件的開發(fā)為換擋規(guī)律的研究提供了方便而有效的研究工具。 五. 自動(dòng)換擋規(guī)律的臺(tái)架試驗(yàn) 闡明了試驗(yàn)?zāi)康募霸囼?yàn)數(shù)據(jù)采集和控制方案，介紹了自動(dòng)變速試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)成及主要試驗(yàn)用儀器，闡述了本文的采用的軟件，介紹了測(cè)量油門位置、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速所使用的儀器和制定了它們測(cè)量方法，詳述了發(fā)動(dòng)機(jī)特性試驗(yàn)和自動(dòng)換擋控制試驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果。 六. 自動(dòng)變速器的電控方法 通過MCS-51單片機(jī)開發(fā)變速器的電控單元有較高的實(shí)用價(jià)值。設(shè)計(jì)了一種三參數(shù)控制器的單片機(jī)系統(tǒng)，包括硬件部分和軟件部分。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：TU60
【目錄】：

第一章 緒 論6-17

1.1 問題的提出6-8

1.2 車輛自動(dòng)變速器的意義、發(fā)展過程及展望8-12

1.2.1 自動(dòng)變速器的意義8-9

1.2.2 自動(dòng)變速器的發(fā)展過程9-12

1.2.3 自動(dòng)變速器的展望12

1.3 工程車輛實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速的意義、現(xiàn)狀及展望12-15

1.4 本文研究的主要內(nèi)容15-16

1.5 本章小結(jié)16-17

第二章 工程車輛液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)17-26

2.1 柴油機(jī)18-22

2.1.1 柴油機(jī)原理及工況18-19

2.1.2 柴油機(jī)固有特性19

2.1.3 柴油機(jī)調(diào)速特性19-21

2.1.4 柴油機(jī)工作狀況對(duì)傳動(dòng)系工作的影響21-22

2.2 液力變矩器22-23

2.2.1 液力變矩器的特點(diǎn)22-23

2.2.2 變矩器工作狀況對(duì)傳動(dòng)系工作的影響23

2.3 動(dòng)力換擋變速器23-24

2.4 驅(qū)動(dòng)橋和車輪部分24-25

2.5 本章小結(jié)25-26

第三章 工程車輛自動(dòng)換擋規(guī)律研究26-35

3.1 汽車自動(dòng)換擋規(guī)律概述26-29

3.1.1 單參數(shù)換擋規(guī)律26-27

3.1.2 兩參數(shù)換擋規(guī)律27

3.1.3 三參數(shù)換擋規(guī)律27

3.1.4 智能化換擋規(guī)律27-28

3.1.5 換擋特征28-29

3.2 工程車輛自動(dòng)換擋規(guī)律29-34

3.2.1 工程車輛二參數(shù)換擋規(guī)律29-30

3.2.2 工程車輛三參數(shù)換擋的提出30-33

3.2.3 工程車輛智能換擋33-34

3.3 本章小結(jié)34-35

第四章 自動(dòng)變速系統(tǒng)的仿真研究35-45

4.1 自動(dòng)變速系統(tǒng)仿真概述35-36

4.1.1 仿真的意義35-36

4.1.2 仿真軟件36

4.2 工程車輛傳動(dòng)系動(dòng)力學(xué)模型36-42

4.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)模型36-37

4.2.2 液力變矩器模型37

4.2.3 液力變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)的共同工作特性37-38

4.2.4 變速器模型38-39

4.2.5 驅(qū)動(dòng)橋模型39

4.2.6 車輪模型39-40

4.2.7 行駛阻力模型40

4.2.8 動(dòng)力學(xué)模型40-42

4.3 動(dòng)力學(xué)仿真分析42-44

4.4 本章小結(jié)44-45

第五章 自動(dòng)變速系統(tǒng)的臺(tái)架試驗(yàn)45-51

5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>45

5.2 自動(dòng)變速控制系統(tǒng)試驗(yàn)方案45-46

5.3 自動(dòng)變速試驗(yàn)臺(tái)概述46-47

5.3.1 試驗(yàn)臺(tái)的組成46-47

5.3.2 試驗(yàn)使用的設(shè)備47

5.4 自動(dòng)換擋試驗(yàn)47-50

5.4.1 控制軟件47-48

5.4.2 物理量測(cè)量48

5.4.3 測(cè)量結(jié)果分析48-49

5.4.4 自動(dòng)換擋試驗(yàn)49-50

5.5 本章小結(jié)50-51

第六章 自動(dòng)變速電控系統(tǒng)51-57

6.1 硬件部分設(shè)計(jì)51-55

6.1.1 電控單元的任務(wù)51

6.1.2 電控單元的組成51-55

6.2 軟件部分設(shè)計(jì)55-56

6.3 本章小結(jié)56-57

第七章 結(jié) 論57-59

7.1 研究工作總結(jié)57

7.2 繼續(xù)研究的方向57-59

參 考 文 獻(xiàn)59-63

攻讀碩士期間發(fā)表的論文及科研成果63-64

致 謝64-65

摘 要65-67

Abstract67-70

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