液力變矩器性能試驗(yàn)及系統(tǒng)仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-05 03:17
液力變矩器作為液力機(jī)械中關(guān)鍵元件之一,主要由泵輪、渦輪、導(dǎo)輪組成。它一般安裝在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)變速箱之間,在車輛運(yùn)行時(shí)起傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、增矩變速以及制動(dòng)的作用。近年來,針對(duì)液力變矩器的研究一直持續(xù)不斷的進(jìn)行,研究的重點(diǎn)主要集中在變矩器的尺寸設(shè)計(jì)以及內(nèi)部流場(chǎng)的計(jì)算或仿真。對(duì)變矩器各種工作特性的試驗(yàn)設(shè)施過于笨重且價(jià)格昂貴,互換性差。本文設(shè)計(jì)的液力變矩器性能試驗(yàn)臺(tái)采用變頻電機(jī)對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行控制,能夠?qū)δ骋活愋吞?hào)的液力變矩器進(jìn)行加載模擬變矩器在車輛行駛不同工況下的工作特性,對(duì)其參數(shù)特性進(jìn)行測(cè)試和研究,進(jìn)而更容易了解液力變矩器的工作特性,對(duì)進(jìn)一步提高液力變矩器的性能有重要的意義。本文針對(duì)三元件液力變矩器性能測(cè)試的試驗(yàn)要求,在不對(duì)液力變矩器進(jìn)行破壞性改裝前提下,設(shè)計(jì)了能夠?qū)δ承吞?hào)液力變矩器進(jìn)行性能測(cè)試和輸出特性參數(shù)變化曲線的試驗(yàn)系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上完成了試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)以及電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和連接,并對(duì)試驗(yàn)用液力變矩器進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的建立和試驗(yàn)系統(tǒng)的搭建以及仿真,并通過仿真的特性曲線和試驗(yàn)結(jié)果比較,驗(yàn)證了建模和仿真結(jié)果的正確性,得到了試驗(yàn)誤差的原因以及液力變矩器性能變化的理論研究成果。本文主要內(nèi)容如下:首...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
試驗(yàn)設(shè)備示意圖
燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-等人對(duì)車輛進(jìn)行了整車建模,并對(duì)變速箱內(nèi)的液力變矩器的的工況性能變化進(jìn)行了測(cè)試,對(duì)整車進(jìn)行了駕駛性的分析[8]。為了得到液力變矩器模型的相關(guān)參數(shù),2002年美國(guó)一車輛研究所進(jìn)行了較為完整的針對(duì)液力變矩器的變速箱穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)。通過優(yōu)化算法給出來液力變矩器相關(guān)特性的曲線變化,并得到了液力變矩器穩(wěn)態(tài)下的特性曲線和試驗(yàn)相吻合的數(shù)據(jù),其相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備如圖1-2所示。1.測(cè)功機(jī)2.轉(zhuǎn)矩傳感器3.編碼器4.變矩器5.驅(qū)動(dòng)電機(jī)6.轉(zhuǎn)換器圖1-2試驗(yàn)設(shè)備示意圖2010年波蘭臘多姆工業(yè)大學(xué)的Kesy等人對(duì)變矩器的阻尼特性進(jìn)行了評(píng)估。研究了不同速比下在耦合點(diǎn)前的扭矩倍增模式下變矩器的阻尼特性。將液力變矩器方程線性化,并建立了一階系統(tǒng)近似傳遞角速度和力矩之間的傳遞函數(shù)。此外還討論了變矩器參數(shù)對(duì)阻尼系數(shù)的影響[9]。2011年,美國(guó)密歇根理工大學(xué)的Robinette及Grimmer等人研究了液力變矩器的扭轉(zhuǎn)特性。采用理論分析和試驗(yàn)方法量化分析了泵輪上的扭轉(zhuǎn)振蕩與渦輪上的扭轉(zhuǎn)振蕩之間的關(guān)系,如圖1-3所示,并基于一維流動(dòng)理論建立了液力變矩器的詳細(xì)模型,建立了作為頻率、工作點(diǎn)和設(shè)計(jì)的基本扭轉(zhuǎn)行為函數(shù)[10]。圖1-3受干擾的變矩器模型示意圖同年加拿大滑鐵盧大學(xué)的Adibi和Lashgarian等人建立了基于數(shù)學(xué)建模的汽車液力變矩器的多域模型。該模型是一個(gè)基于數(shù)學(xué)的變矩器動(dòng)態(tài)模型,包括變矩器的暫
第1章緒論-5-態(tài)和穩(wěn)態(tài)行為,可以很容易地連接到同一流程中開發(fā)的來自不同領(lǐng)域(機(jī)械、電氣和液壓)的其他車輛組件的模型。并考慮到了車輛縱向動(dòng)力學(xué)、驅(qū)動(dòng)質(zhì)量、路況變化以及變速和節(jié)流閥步進(jìn)過程中燃油消耗的基本要素,通過靈敏度分析,研究了液力變矩器的半徑、葉片角度、慣量等參數(shù)對(duì)液力變矩器性能的影響。近幾年,國(guó)外也不斷地有相關(guān)文獻(xiàn)和研究人員在針對(duì)自動(dòng)化工程車輛設(shè)備的自動(dòng)變速器包括變矩器的外形及變矩性能增長(zhǎng)進(jìn)行最新研究,搭建了各種工況的試驗(yàn)裝置,如圖1-4所示為通用汽車公司的測(cè)試裝置。因此在自動(dòng)變速時(shí)代,變矩器的特性開發(fā)在國(guó)外還是有比較廣闊的前景。圖1-4基于近場(chǎng)聲學(xué)測(cè)量的液力變矩器測(cè)試系統(tǒng)1.3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)對(duì)液力變矩器的研究起步較晚,進(jìn)展相較于國(guó)外比較緩慢,我國(guó)大部分車企以及研究所比較針對(duì)車輛變速技術(shù)的研究,對(duì)于液力變矩器的研究主要體現(xiàn)在對(duì)現(xiàn)有型號(hào)的液力變矩器的改良與建模分析,早于1985年,西南交通大學(xué)王月明用一維激光多普勒裝置對(duì)機(jī)車起動(dòng)變矩器導(dǎo)輪內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量,并計(jì)算了變矩器的循環(huán)流量、葉輪出口偏離角等重要參數(shù),推導(dǎo)了變矩器葉輪出口偏離角的計(jì)算公式。這是利用激光測(cè)速儀進(jìn)行變矩器內(nèi)特性研究的初次嘗試,但是此研究基于靜態(tài)流場(chǎng),因此并沒有解決旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)的相關(guān)問題[11]。1992年,吉林大學(xué)馬文星和張斌等學(xué)者對(duì)變矩器的附面層進(jìn)行了研究,提出了在泵輪葉片上打孔利用抽吸原理進(jìn)行附面層控制的方法,提高了變矩器的效率,并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性,但沒有進(jìn)一步討論主流區(qū)的實(shí)際流動(dòng)[12]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]導(dǎo)葉可調(diào)式雙渦輪液力變矩器動(dòng)態(tài)特性分析[J]. 蘇華山,郭欣悅,蔣明,郭保鑫. 熱能動(dòng)力工程. 2020(01)
[2]MapleSim在振動(dòng)仿真中的應(yīng)用[J]. 王麗麗,趙冬菁,仲晨. 包裝工程. 2018(17)
[3]牽引工況下大功率液力變矩器總成熱特性研究[J]. 張澤宇,卜正鋒,惠記莊,張富強(qiáng),谷立臣. 長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[4]液力變矩器軸面流線數(shù)值計(jì)算及分段最佳圓弧逼近[J]. 劉仕平,張宗甫,張志華,賈建濤. 機(jī)械傳動(dòng). 2017(07)
[5]面向變矩器設(shè)計(jì)性能的平面流模型選用方法[J]. 李文嘉,王安麟,曹巖,李曉田,張慶武. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(07)
[6]液力變矩器動(dòng)態(tài)循環(huán)流量的傳遞函數(shù)表征法[J]. 李文嘉,王安麟,孟慶華,李曉田,韓繼斌. 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(07)
[7]液力變矩器研究現(xiàn)狀及其在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用和展望[J]. 蔣宏婉,李長(zhǎng)虹,何林,張文博,李曉斌. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2015(04)
[8]液壓傳動(dòng)技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J]. 王軍. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2013(19)
[9]深溝球軸承徑向載荷分布與剛度參數(shù)的研究[J]. 王天哲,張剛,梁松,張義民. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2013(09)
[10]基于CFD的液力變矩器等效參數(shù)性能預(yù)測(cè)模型[J]. 吳光強(qiáng),王立軍. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(01)
博士論文
[1]液力變矩器的數(shù)學(xué)模型、新型設(shè)計(jì)方法及內(nèi)部流場(chǎng)研究[D]. 劉仕平.太原理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]液力變矩器內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[D]. 羅穎淵.浙江工業(yè)大學(xué) 2016
[2]汽車雙離合器自動(dòng)變速器的換擋規(guī)律與控制邏輯研究[D]. 李群.武漢理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):2957915
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
試驗(yàn)設(shè)備示意圖
燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-等人對(duì)車輛進(jìn)行了整車建模,并對(duì)變速箱內(nèi)的液力變矩器的的工況性能變化進(jìn)行了測(cè)試,對(duì)整車進(jìn)行了駕駛性的分析[8]。為了得到液力變矩器模型的相關(guān)參數(shù),2002年美國(guó)一車輛研究所進(jìn)行了較為完整的針對(duì)液力變矩器的變速箱穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)。通過優(yōu)化算法給出來液力變矩器相關(guān)特性的曲線變化,并得到了液力變矩器穩(wěn)態(tài)下的特性曲線和試驗(yàn)相吻合的數(shù)據(jù),其相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備如圖1-2所示。1.測(cè)功機(jī)2.轉(zhuǎn)矩傳感器3.編碼器4.變矩器5.驅(qū)動(dòng)電機(jī)6.轉(zhuǎn)換器圖1-2試驗(yàn)設(shè)備示意圖2010年波蘭臘多姆工業(yè)大學(xué)的Kesy等人對(duì)變矩器的阻尼特性進(jìn)行了評(píng)估。研究了不同速比下在耦合點(diǎn)前的扭矩倍增模式下變矩器的阻尼特性。將液力變矩器方程線性化,并建立了一階系統(tǒng)近似傳遞角速度和力矩之間的傳遞函數(shù)。此外還討論了變矩器參數(shù)對(duì)阻尼系數(shù)的影響[9]。2011年,美國(guó)密歇根理工大學(xué)的Robinette及Grimmer等人研究了液力變矩器的扭轉(zhuǎn)特性。采用理論分析和試驗(yàn)方法量化分析了泵輪上的扭轉(zhuǎn)振蕩與渦輪上的扭轉(zhuǎn)振蕩之間的關(guān)系,如圖1-3所示,并基于一維流動(dòng)理論建立了液力變矩器的詳細(xì)模型,建立了作為頻率、工作點(diǎn)和設(shè)計(jì)的基本扭轉(zhuǎn)行為函數(shù)[10]。圖1-3受干擾的變矩器模型示意圖同年加拿大滑鐵盧大學(xué)的Adibi和Lashgarian等人建立了基于數(shù)學(xué)建模的汽車液力變矩器的多域模型。該模型是一個(gè)基于數(shù)學(xué)的變矩器動(dòng)態(tài)模型,包括變矩器的暫
第1章緒論-5-態(tài)和穩(wěn)態(tài)行為,可以很容易地連接到同一流程中開發(fā)的來自不同領(lǐng)域(機(jī)械、電氣和液壓)的其他車輛組件的模型。并考慮到了車輛縱向動(dòng)力學(xué)、驅(qū)動(dòng)質(zhì)量、路況變化以及變速和節(jié)流閥步進(jìn)過程中燃油消耗的基本要素,通過靈敏度分析,研究了液力變矩器的半徑、葉片角度、慣量等參數(shù)對(duì)液力變矩器性能的影響。近幾年,國(guó)外也不斷地有相關(guān)文獻(xiàn)和研究人員在針對(duì)自動(dòng)化工程車輛設(shè)備的自動(dòng)變速器包括變矩器的外形及變矩性能增長(zhǎng)進(jìn)行最新研究,搭建了各種工況的試驗(yàn)裝置,如圖1-4所示為通用汽車公司的測(cè)試裝置。因此在自動(dòng)變速時(shí)代,變矩器的特性開發(fā)在國(guó)外還是有比較廣闊的前景。圖1-4基于近場(chǎng)聲學(xué)測(cè)量的液力變矩器測(cè)試系統(tǒng)1.3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)對(duì)液力變矩器的研究起步較晚,進(jìn)展相較于國(guó)外比較緩慢,我國(guó)大部分車企以及研究所比較針對(duì)車輛變速技術(shù)的研究,對(duì)于液力變矩器的研究主要體現(xiàn)在對(duì)現(xiàn)有型號(hào)的液力變矩器的改良與建模分析,早于1985年,西南交通大學(xué)王月明用一維激光多普勒裝置對(duì)機(jī)車起動(dòng)變矩器導(dǎo)輪內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量,并計(jì)算了變矩器的循環(huán)流量、葉輪出口偏離角等重要參數(shù),推導(dǎo)了變矩器葉輪出口偏離角的計(jì)算公式。這是利用激光測(cè)速儀進(jìn)行變矩器內(nèi)特性研究的初次嘗試,但是此研究基于靜態(tài)流場(chǎng),因此并沒有解決旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)的相關(guān)問題[11]。1992年,吉林大學(xué)馬文星和張斌等學(xué)者對(duì)變矩器的附面層進(jìn)行了研究,提出了在泵輪葉片上打孔利用抽吸原理進(jìn)行附面層控制的方法,提高了變矩器的效率,并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性,但沒有進(jìn)一步討論主流區(qū)的實(shí)際流動(dòng)[12]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]導(dǎo)葉可調(diào)式雙渦輪液力變矩器動(dòng)態(tài)特性分析[J]. 蘇華山,郭欣悅,蔣明,郭保鑫. 熱能動(dòng)力工程. 2020(01)
[2]MapleSim在振動(dòng)仿真中的應(yīng)用[J]. 王麗麗,趙冬菁,仲晨. 包裝工程. 2018(17)
[3]牽引工況下大功率液力變矩器總成熱特性研究[J]. 張澤宇,卜正鋒,惠記莊,張富強(qiáng),谷立臣. 長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[4]液力變矩器軸面流線數(shù)值計(jì)算及分段最佳圓弧逼近[J]. 劉仕平,張宗甫,張志華,賈建濤. 機(jī)械傳動(dòng). 2017(07)
[5]面向變矩器設(shè)計(jì)性能的平面流模型選用方法[J]. 李文嘉,王安麟,曹巖,李曉田,張慶武. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(07)
[6]液力變矩器動(dòng)態(tài)循環(huán)流量的傳遞函數(shù)表征法[J]. 李文嘉,王安麟,孟慶華,李曉田,韓繼斌. 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(07)
[7]液力變矩器研究現(xiàn)狀及其在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用和展望[J]. 蔣宏婉,李長(zhǎng)虹,何林,張文博,李曉斌. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2015(04)
[8]液壓傳動(dòng)技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J]. 王軍. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2013(19)
[9]深溝球軸承徑向載荷分布與剛度參數(shù)的研究[J]. 王天哲,張剛,梁松,張義民. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2013(09)
[10]基于CFD的液力變矩器等效參數(shù)性能預(yù)測(cè)模型[J]. 吳光強(qiáng),王立軍. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(01)
博士論文
[1]液力變矩器的數(shù)學(xué)模型、新型設(shè)計(jì)方法及內(nèi)部流場(chǎng)研究[D]. 劉仕平.太原理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]液力變矩器內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[D]. 羅穎淵.浙江工業(yè)大學(xué) 2016
[2]汽車雙離合器自動(dòng)變速器的換擋規(guī)律與控制邏輯研究[D]. 李群.武漢理工大學(xué) 2011
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