【摘要】：本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（50075033）“工程機(jī)械智能自動(dòng)變速技術(shù)研究”，對(duì)ZL50輪式裝載機(jī)的智能自動(dòng)換擋技術(shù)進(jìn)行了理論及工程應(yīng)用研究。 筆者在全面總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，以ZL50輪式裝載機(jī)為研究對(duì)象，從系統(tǒng)開發(fā)的角度，較為深入的論述了工程車輛自動(dòng)換擋系統(tǒng)開發(fā)的整個(gè)過程，主要包括換擋控制策略的制定及基于該策略的智能化換擋控制系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)。此外，我們還通過計(jì)算機(jī)仿真及臺(tái)架試驗(yàn)的手段對(duì)該系統(tǒng)的實(shí)際控制試驗(yàn)中所存效果進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)在的問題進(jìn)行了具體的分析和處理從而使該系統(tǒng)能更加穩(wěn)定的工作。 全文共六章，以下我們將對(duì)各章所闡述的內(nèi)容及所做的科研工作進(jìn)行介紹。 緒論 本章首先介紹了車輛自動(dòng)變速技術(shù)的發(fā)展歷程及現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r，，然后，通過闡述工程機(jī)械液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)所存在的傳動(dòng)效率低的缺陷，指出給工程車輛配置多擋位動(dòng)力換擋變速器同時(shí)采用智能化自動(dòng)換擋變速技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)換擋是解決這一問題切實(shí)可行的措施，由此論述了工程機(jī)械自動(dòng)換擋變速技術(shù)研究的深刻意義并進(jìn)一步介紹了工程機(jī)械自動(dòng)換擋變速系統(tǒng)的概念及設(shè)計(jì)原則；最后，明確提出了本論文的主要研究?jī)?nèi)容。 傳動(dòng)系統(tǒng)建模與動(dòng)力性分析 本章的研究工作主要包括兩方面的內(nèi)容。首先，建立了ZL50輪式裝載機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)各組成要素的數(shù)學(xué)模型作為后續(xù)進(jìn)行自動(dòng)換擋系統(tǒng)換擋控制過程計(jì)算機(jī)仿真的理論基礎(chǔ)；然后，具體論述了液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)在實(shí)際工作中所存在的動(dòng)力性不足的問題及改善措施，并進(jìn)一步論證了采用多擋位動(dòng)力換擋變速器及自動(dòng)換擋技術(shù)這一方案的可行性。 智能化換擋控制策略研究 智能化換擋控制策略是進(jìn)行自動(dòng)換擋系統(tǒng)開發(fā)的理論基礎(chǔ)，也是本論文的核心內(nèi)容。筆者在深入研究車輛各種換擋策略的基礎(chǔ)上，針對(duì)工程車輛作業(yè)過程復(fù)雜的特點(diǎn)，提出了基于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)合控制思想的換擋控制策略。該策 WP=103 略將換擋控制過程分為最優(yōu)擋位決策模塊和換擋過程控制模塊兩部分。最優(yōu)擋位決策模塊要完成的任務(wù)是根據(jù)車輛在某一特定工況下的狀態(tài)參數(shù)識(shí)別車輛當(dāng)前的作業(yè)狀態(tài)并判斷該時(shí)刻的最優(yōu)擋位；換擋過程控制模塊完成的任務(wù)是根據(jù)最優(yōu)換擋決策算法的推理結(jié)果，通過油門位置的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)對(duì)換擋過程進(jìn)行控制，保證車輛傳動(dòng)系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。該策略所采用的控制手段體現(xiàn)了傳統(tǒng)控制思想與智能控制思想相結(jié)合的控制理念。 自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)開發(fā) 自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)換擋控制策略的平臺(tái)，本章主要介紹了輪式裝載機(jī)自動(dòng)換擋控制器硬件電路的設(shè)計(jì)及其軟件系統(tǒng)的開發(fā)過程，在設(shè)計(jì)過程中采用模塊化設(shè)計(jì)方法，對(duì)換擋系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊，從硬件電路設(shè)計(jì)到相關(guān)算法的程序?qū)崿F(xiàn)都單獨(dú)開發(fā)，然后以程序中斷或子程序調(diào)用的形式與主程序有機(jī)的結(jié)合在一起，保證程序的可靠運(yùn)行。 自動(dòng)換擋系統(tǒng)仿真分析及臺(tái)架試驗(yàn) 本章通過對(duì)我們所開發(fā)的ZL50輪式裝載機(jī)自動(dòng)換擋系統(tǒng)的換擋過程的計(jì)算機(jī)仿真分析及臺(tái)架試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了我們所采用的換擋控制策略的可行性。考慮到臺(tái)架試驗(yàn)中對(duì)負(fù)載的模擬與車輛在實(shí)際作業(yè)過程中所受的外界負(fù)載有所不同，而且臺(tái)架試驗(yàn)沒有使換擋控制器的智能化特征得到充分體現(xiàn)等因素，要使得該控制系統(tǒng)能在實(shí)際工程車輛上達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的程度，我們還需要做進(jìn)一步的試驗(yàn)工作。 全文總結(jié) 本章論述了該論文的主要研究成果及創(chuàng)新思想。
【圖文】：

那么，隨外負(fù)載的變化相應(yīng)調(diào)節(jié)油門開度能否提高裝載機(jī)的傳動(dòng)效率呢？以下對(duì)這個(gè)問題作具體分析。圖3-5為某一油門開度下柴油機(jī)與液力變矩器共同工作的輸出特性曲線，假定在某一工況下，外載荷的阻轉(zhuǎn)矩為Ｍ，則傳動(dòng)系統(tǒng)在圖中的Ａ點(diǎn)處渦輪的輸出轉(zhuǎn)矩與阻轉(zhuǎn)矩相等，處于穩(wěn)定工作狀態(tài)；隨著工況的改變，當(dāng)外界阻轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，渦輪輸出轉(zhuǎn)矩沿圖中的轉(zhuǎn)矩曲線向左上方移動(dòng) ，從而使得其輸出轉(zhuǎn)速降低，液力變矩器的傳動(dòng)效率也隨之下降，從圖中可知，當(dāng)外載荷的阻轉(zhuǎn)矩為 M1時(shí)，液力變矩器的傳動(dòng)效率低于 60％

4. 引入換擋過程控制僅僅依靠換擋來提高液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)效率存在一些問題，如不能保傳動(dòng)系統(tǒng)更高效率的發(fā)揮，不能頻繁換擋等。我們引入換擋過程控制正是了彌補(bǔ)這一不足，換擋過程控制包括兩方面的內(nèi)容：1. 當(dāng)某一工況下，車輛需進(jìn)行換擋時(shí)，在執(zhí)行換擋的同時(shí)對(duì)油門開度進(jìn)行節(jié)，使得換擋后傳動(dòng)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)運(yùn)行；2. 在兩次換擋的時(shí)間間隔，通過油門開度的實(shí)時(shí)控制使傳動(dòng)系統(tǒng)始終運(yùn)行最佳工作點(diǎn)附近。5. 動(dòng)力系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)合控制的自動(dòng)換擋系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想以上我們分析了換擋和油門調(diào)節(jié)在改善液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)效率和使用能方面的作用及產(chǎn)生這種作用的原因，筆者認(rèn)為，綜合應(yīng)用這兩種手段，別發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，將會(huì)進(jìn)一步改善液力傳動(dòng)系統(tǒng)的性能，即在自動(dòng)換擋統(tǒng)換擋策略中采用動(dòng)力系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)合控制的設(shè)計(jì)思想，其特點(diǎn)如下：圖 3-6 柴油機(jī)與液力變矩器共同工作的輸出特性
【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)】：TH243

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 鄧濤;基于“人—車—路”閉環(huán)的無級(jí)自動(dòng)變速系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真研究[D];重慶大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 丁平芳;ZL30裝載機(jī)用動(dòng)力換擋變速器開發(fā)與試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2011年

2 鮑金鋒;工程車輛新型三參數(shù)換擋規(guī)律的研究[D];吉林大學(xué);2011年

3 謝佩;基于模糊控制的輪式裝載機(jī)電液限滑差速器性能仿真分析[D];浙江理工大學(xué);2011年

4 鄭宏宇;工程車輛液壓機(jī)械無級(jí)變速系統(tǒng)研究[D];吉林大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2605671