本文關(guān)鍵詞：自動(dòng)液力變速器高速開關(guān)閥的性能研究及優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：汽車變速器是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要裝置之一[1]。相對于傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器,自動(dòng)液力變速器具有傳遞功率大、操縱簡單方便、起步平穩(wěn)、行車安全性好、動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)[2,3]。在自動(dòng)液力變速器中,高速開關(guān)閥和滑閥或者其它換向閥等組成換擋閥去控制離合器,在車輛換擋離合器油壓緩沖控制中起先導(dǎo)作用,其開啟和關(guān)閉響應(yīng)速度會直接影響到自動(dòng)液力變速器的換擋速度以及換擋品質(zhì)。根據(jù)貴州某自動(dòng)液力變速器生產(chǎn)企業(yè)多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn),目前,在液壓控制系統(tǒng)方面,主要是高速開關(guān)閥技術(shù)不過關(guān),快速響應(yīng)性能達(dá)不到要求,制約了液壓控制系統(tǒng)的性能,進(jìn)而影響了整臺自動(dòng)液力變速器的性能。因此,本課題的研究目的是縮短自動(dòng)液力變速器高速開關(guān)閥的響應(yīng)時(shí)間,為企業(yè)研制滿足自動(dòng)液力變速器要求的高性能高速開關(guān)閥提供技術(shù)支持和理論參考。本文在分析高速開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上,建立了高速開關(guān)閥電路、磁路和運(yùn)動(dòng)模型;應(yīng)用電磁場有限元分析軟件Ansoft對HLDCF-26E高速開關(guān)閥進(jìn)行了電磁場有限元分析計(jì)算,深入研究了電磁鐵磁場分布情況以及電磁鐵的各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對電磁作用力和電磁鐵響應(yīng)時(shí)間的影響規(guī)律;根據(jù)高速開關(guān)閥的電磁特性和機(jī)械特性,結(jié)合電磁場分析結(jié)果,應(yīng)用液壓有限元分析軟件Amesim建立了動(dòng)態(tài)仿真模型,探討了鋼球尺寸、彈簧剛度等閥體結(jié)構(gòu)參數(shù)以及線圈匝數(shù)、勵(lì)磁電壓、電流變化、介質(zhì)壓力等參數(shù)對開關(guān)閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能的影響,揭示了各參數(shù)對開關(guān)閥開啟和關(guān)閉響應(yīng)時(shí)間的影響規(guī)律,為改善開關(guān)閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。在高速開關(guān)閥動(dòng)態(tài)性能分析和電磁場有限元分析的基礎(chǔ)上,以減小響應(yīng)時(shí)間為目標(biāo),首先,在Ansoft Maxwell軟件中采用遺傳算法對電磁鐵的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,然后,在AMEsim軟件中,利用電磁鐵優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立仿真模型,提出采用時(shí)間乘絕對誤差積分(ITAE)準(zhǔn)則建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),遺傳算法尋優(yōu),對影響高速開關(guān)閥性能的線圈匝數(shù)、鋼球質(zhì)量、彈簧預(yù)緊力、工作行程等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。研究結(jié)果表明,經(jīng)過優(yōu)化后的高速開關(guān)閥總響應(yīng)時(shí)間比原來縮短了28.89%,滿足了快速響應(yīng)性能的要求。
【關(guān)鍵詞】：自動(dòng)液力變速器 高速開關(guān)閥 響應(yīng)時(shí)間 有限元分析 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.221
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 自動(dòng)液力變速器高速開關(guān)閥研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 自動(dòng)液力變速器概述9-10
• 1.2.2 自動(dòng)液力變速器高速開關(guān)閥概述10-12
• 1.2.3 高速開關(guān)閥動(dòng)態(tài)特性研究現(xiàn)狀12
• 1.2.4 高速開關(guān)閥結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文的研究內(nèi)容13-16
• 第二章 自動(dòng)液力變速器高速開關(guān)閥數(shù)學(xué)建模16-24
• 2.1 高速開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)和工作原理16-19
• 2.1.1 高速開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.2 高速開關(guān)閥的工作原理17-18
• 2.1.3 高速開關(guān)閥的性能要求18-19
• 2.2 高速開關(guān)閥數(shù)學(xué)模型19-23
• 2.2.1 電路模型19-20
• 2.2.2 磁路模型20-21
• 2.2.3 運(yùn)動(dòng)模型21-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 自動(dòng)液力變速器高速開關(guān)閥電磁鐵的性能分析24-38
• 3.1 電磁場有限元分析方法24-25
• 3.2 Ansoft Maxwell軟件簡介25
• 3.3 高速開關(guān)閥電磁鐵有限元分析25-37
• 3.3.1 開關(guān)閥有限元模型的建立25-27
• 3.3.2 設(shè)置邊界條件和激勵(lì)載荷27-29
• 3.3.3 參數(shù)化模型的建立29-30
• 3.3.4 電磁鐵特性仿真分析30-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 自動(dòng)液力變速器高速開關(guān)閥動(dòng)態(tài)性能分析38-50
• 4.1 AMESim軟件簡介38
• 4.2 高速開關(guān)閥的性能仿真分析38-48
• 4.2.1 基于Ansoft和AMESim的聯(lián)合仿真建模38-41
• 4.2.2 動(dòng)態(tài)性能仿真分析41-43
• 4.2.3 參數(shù)對響應(yīng)時(shí)間的影響分析43-48
• 4.3 本章小結(jié)48-50
• 第五章 自動(dòng)液力變速器高速開關(guān)閥的參數(shù)優(yōu)化50-64
• 5.1 遺傳算法優(yōu)化及其基本思想50-52
• 5.2 電磁鐵結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)52-56
• 5.2.1 電磁鐵結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化仿真建模52-53
• 5.2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型53-54
• 5.2.3 優(yōu)化結(jié)果與分析54-56
• 5.3 響應(yīng)時(shí)間主要影響參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)56-63
• 5.3.1 ITAE準(zhǔn)則優(yōu)化方法56-58
• 5.3.2 基于ITAE準(zhǔn)則的高速開關(guān)閥參數(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型58-59
• 5.3.3 高速開關(guān)閥參數(shù)優(yōu)化仿真建模59-62
• 5.3.4 優(yōu)化結(jié)果與分析62-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 總結(jié)64-65
• 6.2 展望65-66
• 致謝66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 附錄A 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果72-73

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本文編號：698386