【摘要】：在高效節(jié)能成為科技發(fā)展主要趨勢的今天,已經(jīng)將AMT應用到純電動汽車中,大幅度提升了汽車的動力性能,有效地減少了系統(tǒng)的能源消耗,從而提高了純電動汽車的續(xù)航能力。電控電動式AMT不存在由液壓缸或者氣缸引起的遲滯性問題,具有響應速度快的優(yōu)勢。目前,電控電動式AMT技術成為自動變速器領域一個重要的研究方向,是新能源汽車特別是純電動汽車高效、迅速發(fā)展的攻關難題之一。為了提高電控電動式AMT的換擋品質、系統(tǒng)可控性和傳動效率,本文確定了一種應用單自由度電磁直線執(zhí)行器直接推動撥叉軸完成換擋的電動撥叉式AMT換擋系統(tǒng),并且完成該換擋系統(tǒng)性能的仿真分析與試驗研究。電動撥叉式換擋執(zhí)行機構省掉了在選換擋過程中的選擋運動,能夠實現(xiàn)退、進擋運動同時進行,因此換擋時間縮減為空擋到達目標擋位所經(jīng)歷的時間,從而極大減小了汽車在選換擋過程中動力中斷時間,進而提高了換擋品質。具體工作和研究內容如下:(1)應用拉丁超立方設計法和響應面法完成了AMT速比優(yōu)化,并確定了電動撥叉式換擋執(zhí)行機構。匹配了純電動汽車變速系統(tǒng)的擋位數(shù)和速比的可行域范圍,應用拉丁超立方設計法和響應面法,將電機驅動能耗作為目標值,對變速系統(tǒng)最大和最小傳動比進行優(yōu)化。針對AMT選換擋過程中動力中斷時間較長和系統(tǒng)可控性較差等問題,提出了換擋執(zhí)行機構的性能要求。確定了一種電動撥叉式選換擋執(zhí)行機構及其對應的擋位分布形式,并闡述了電動撥叉式選換擋執(zhí)行機構的運行原理,為后續(xù)性能仿真與試驗驗證打下了基礎。應用CATIA建立基于電動撥叉式選換擋執(zhí)行機構的AMT整體結構模型,并完成樣機的研制工作。(2)仿真分析了電動撥叉式換擋執(zhí)行機構的性能。將整個電動撥叉式AMT的換擋過程分為兩個階段的退擋過程和六個階段的進擋過程,建立了每個階段的換擋力數(shù)學模型。闡述了換擋時間、換擋沖擊度、單位面積滑摩功和換擋能耗等換擋品質評價指標。應用MATLAB/Simulink建立電動撥叉式選換擋執(zhí)行機構性能仿真模型,并對電動撥叉式選換擋執(zhí)行機構退、進擋同時進行過程和變換擋參數(shù)換擋過程的仿真結果進行分析。(3)完成了增力式同步器工程化設計。為解決增力式同步器同步階段之前誤增力的問題,在整個增力式同步器原有結構中加非標碟簧,應用CATIA建立增力式同步器工程化設計三維模型。分析了增力式同步器中非標碟簧對預同步過程和同步過程的影響,建立了換擋力數(shù)學模型。應用MATLAB/Simulink建立進擋過程增力性能仿真模型,并對仿真結果進行了分析。(4)試驗驗證了電動撥叉式AMT換擋系統(tǒng)的性能。依據(jù)試驗臺架設計目的與功能,確定了整體結構設計方案。應用CATIA對試驗臺架各個零件進行建模并裝配,完成試驗臺架的搭建工作。為了驗證電動撥叉式選換擋執(zhí)行機構的可行性、優(yōu)越性與通用性,完成退、進擋同時進行試驗和變換擋參數(shù)換擋試驗。試驗可知:在轉速差為400r·min-1、被同步部分轉動慣量為0.055kg·m2的工況下完成退、進擋同時進行試驗(變速器退2擋進3擋的過程),當同步力矩平均值為25.6Nm時,換擋能耗為368.3J,換擋時間為142ms,同步時間為96ms,此時換擋沖擊度為5.2m·s-3和單位面積滑摩功為0.063J·mm-2,具有較小的換擋沖擊且滿足同步器的使用壽命要求的同時,相比于傳統(tǒng)選換擋執(zhí)行機構,節(jié)省的換擋時間為24ms,將同步階段以外的其他換擋階段所用時間縮短約34%,進而有效縮短了換擋時間。該試驗結果與仿真結果的最大誤差可控制在7.9%,研究結果具有可靠性。
【圖文】：

學碩士學位論文 第二章 AMT 速比優(yōu)化與換擋執(zhí)行）速比樣本空間設計考慮最大爬坡度和附著條件等因素，可以獲得變速系統(tǒng)最大傳為 2.902≤ig1≤3.868；根據(jù)最高車速的要求且滿足行駛阻力的條系統(tǒng)最小傳動比可行域范圍為 0.552≤ig3≤1.220。變速器最大速比和最小速比的可行域范圍，應用 MATLAB 實多元均分分布的功能，其中選取采樣數(shù)為 200，最終獲得如公 所示的兩元均勻分布傳動比樣本空間。 3.58850.7738.....3.13080.5718.....3.39621.1582..........1_2003_2001_k3_k1_13_1iiiiiiX

單自電磁直換擋撥叉動撥叉式換擋執(zhí)行機構三維設計ional design scheme of electric fork-器是一種融合了Halbach陣列低動子質量和高功率密度，其轉換機構，有利于提高變速系由度電磁直線執(zhí)行器滿足本課，因此將其確定為電動撥叉式標分別如表 2.6 和 2.7 所示。
【學位授予單位】：山東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72

【參考文獻】

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本文編號：2594827