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关键词： 拖拉机   电控   湿式离合器   动力输出   设计  

摘要： 拖拉机是农业生产和运输最主要的机械设备,其自动化和智能化的高品质发展对提高国家农业现代化和机械化水平具有重大意义,而动力输出装置是实现拖拉机牵引功能的重要部件。目前,国内生产的拖拉机仍多采用传统的非独立式动力输出轴,该装置须同时克服拖拉机起步和农机具开始工作这两方面的工作阻力,这样会造成发动机负荷较大,影响拖拉机工作的连贯性,也降低了其工作的效率。湿式多片离合器应用在动力输出装置上可以有效解决传统非独立式动力输出轴动力输出中断的问题。本文提出了一种基于改进遗传算法的大轮拖动力输出湿式离合器参数优化的方法,确定了湿式离合器的优化模型,并且基于改进遗传算法对拖拉机动力输出轴湿式离合器结构进行了优化设计,优化结果验证了所提优化方法的合理性和有效性。在阐述拖拉机动力输出轴湿式离合器结构和工作原理的基础上,对离合器接合过程进行了研究,分析了离合器转矩传递特性,并分阶段对湿式离合器接合过程进行了动力学分析和建模,总结出了动力输出轴湿式离合器油压变化的主要影响参数。对拖拉机动力输出轴湿式离合器电液控制系统进行了设计和研究,阐述了拖拉机动力输出轴湿式离合器接合品质的评价指标。最后,针对目前市场反馈的东方红-1604/1804系列大轮拖出现的动力输出不停转、压力不稳定等问题,组成攻关小组进行了重点攻关,通过细致的分析和研究,对传动壳体进行了改进并增加一级传动、更改提升泵及润滑泵吸油口的位置、加强碟簧硬度及改变泄油孔的位置等一系列有效措施,提高了油泵排空能力,避免了润滑泵的进气,解决了压力不稳、动力输出不停转等难点问题,对离合器生产商的产品优化具有重要的参考价值,并对国内其它拖拉机生产厂商解决同类问题具有一定的指导意义。

关键词： 硅油风扇离合器   液体粘性传动   转矩   转差率   特性试验  

摘要： 随着大气环境的持续恶化,公众对汽车环保方面的要求越来越高,对汽车节能减排方面的研究就越来越重要。汽车发动机冷却系统消耗的功率显著,冷却风扇消耗的功率与其转速的三次方成正比,冷却风扇产生的噪声与其转速的五次方成正比。当汽车发动机不需要冷却时,硅油风扇离合器可以大幅度降低汽车冷却风扇的转速,降低冷却风扇消耗的功率和产生的噪声,从而降低汽车的功耗和产生的污染。硅油风扇离合器作为一种重要的节能减排降噪的装置已经广泛的应用于现代汽车上。液体粘性传动技术研究与应用已经有了半个多世纪的历史,在我国液体粘性传动也是国家自然科学基金资助的项目。硅油风扇离合器就是液体粘性传动在汽车上最重要的应用。硅油离合器利用粘性液体产生的剪切力传动转矩,相比汽车冷却风扇其他类型的传动方式,硅油风扇离合器因其结构简单、工作可靠、节能降噪效果明显越来越受到人们的重视。本文是江西省教育厅科研课题“车用硅油风扇离合器设计与特性研究”的子课题,主要内容是对载货汽车的硅油风扇离合器的的转矩和转差特性进行研究。本文首先对硅油风扇离合器传动的圆盘形油膜和圆柱形油膜进行力学分析,建立离合器传递转矩的数学模型。其次对硅油风扇离合器的排油特性进行分析,推导出排油压力的计算公式。通过试验分析硅油参数对离合器性能的影响,最后找到硅油风扇离合器合理的硅油参数组合,为硅油风扇离合器生产厂家设计和改进硅油风扇离合器提供一定的参考。

关键词： 液压混合动力   可控离合器   最高转速限制   控制系统   试验台  

摘要： 目前汽车产业面临的能源问题和环境问题十分明显,这成为了汽车行业长期迅猛发展的瓶颈。为了解决汽车产业出现的一系列问题,世界各国开始大力开发、研究、推行新能源车辆。液压混合动力车辆作为新能源车辆的代表之一,由于具有功率密度高、可靠性好以及可以使能量在瞬间收集和储存并且在需要时迅速地投入使用等优点,将其应用于大中型城市公交车、工程车辆乃至列车和高速列车等重型车辆是十分理想的选择。可控离合器是混合动力系统的重要组成元件之一,它在混合动力系统中不仅可以实现辅助动力源平稳快速地接入与断开,而且可以减小对混合动力车辆动力切换过程的冲击,增强整车的动力性以及行驶平稳性。同时,对可控离合器的最高转速进行平稳、迅速、精确的控制还可以实现离合器接合的平顺性,提高动力传动装置自身的传动效率并且延长混合动力系统中关键部件的使用寿命。本文的研究工作基于校企合作项目“起重机液压混合动力系统开发”的研发平台,在整个液压混合动力系统研究的基础上,深入研究液压混合动力系统中的可控离合器及其最高转速限制控制系统。通过对并联式混合动力系统整体以及各元件的计算,提取出可控离合器应达到的性能参数要求,进而对可控离合器的结构性能分析发现,可控离合器在混合动力系统的某些极限工况下并不能满足其性能要求。因此在对可控离合器理论分析的基础上,基于ANSYS软件对可控离合器中的主要零部件进行有限元求解,根据对其结果的分析,最终对可控离合器的结构性能进行了优化。对优化后的可控离合器建立转速控制系统,并分块建立包括可控离合器在内的最高转速限制控制系统中各环节的数学模型。在此基础上整合了系统的数学模型,得到了整个控制系统的模型,然后确定了控制系统中各环节的参数以及控制策略并基于Simulink模块对控制系统进行了仿真模型的创建和整合,最终通过混合动力系统的各工况已知数据对控制系统进行了仿真分析。为了验证可控离合器优化后的实际性能以及离合器最高转速限制控制系统在典型工况下的控制性能,在研究的最终阶段设计了可控离合器综合性能及控制系统试验台,并且对可控离合器的各项性能和可控离合器最高转速限制控制系统的控制性能进行了相关实验。通过实验结果与仿真结果的比较分析,可以验证可控离合器的综合性能以及控制策略对于液压混合动力系统的正确性和可行性。本研究通过对液压混合动力系统中的可控离合器及其最高转速限制控制系统的理论研究,进一步优化了混合动力系统的动力性能,为液压混合动力技术的深入推广有着重要的现实意义。

关键词： 液粘调速离合器   双圆弧沟槽   空化效应   传动性能   结构优化  

摘要： 随着现代化工业的快速发展,节能降耗成为工业企业的生存之本,液粘调速离合器以其摩擦损耗较小的特点,在许多工程生产领域得到应用。为了使液粘调速离合器更好的满足高速、重载、高精度等复杂工况,本文以液粘调速离合器为出发点,应用FLUENT计算流体动力学软件对其摩擦副一对摩擦片之间的薄膜流体进行数值计算,分析了影响双圆弧结构摩擦片间隙内薄膜流体传动性能的外部因素,对离合器接合时产生的空化现象展开了研究。分析了双圆弧沟槽摩擦片结构参数对油膜传动性能的影响,在此基础上对结构参数进行优化,使其有更好的油膜传递转矩能力及优良的散热能力,为双圆弧槽结构摩擦片的设计提供理论依据。本论文的主要研究内容如下:1)介绍了液粘调速离合器流体流场数值计算理论方法,主要包括:液粘传动基础理论、液粘传动数学模型、湍流模型以及空化模型。根据其各自特点选择出本文需要的模型,为本文数值计算提供理论铺垫和参考依据,选择适用于重载场合的双圆弧槽摩擦片结构进行研究。2)对影响双圆弧槽油膜传动性能的外部因素进行分析,研究工作油粘度、进油温度以及转速对油膜传递转矩的影响,着重分析了液粘调速离合器在接合过程中产生的空化现象及影响空化程度的因素,对比了空化前后各个参数对油膜转矩传递的影响。结果表明:工作油粘度及主动摩擦片转速对空化影响较大,粘度的增大、主动摩擦片转速的增加,使得空化体积分数明显增加;转速对空化区域的大小及产生位置有较大影响;工作油表面张力及进油压力对空化几乎没有影响。工作油粘度和主动摩擦片转速与油膜可传递转矩呈正相关,进油温度与油膜可传递转矩呈负相关,工作油粘度取0.015Pa·s-0.025Pa·s,进油温度取45℃-55℃时传递性能较好,转速必须控制在合理的范围内,不可过高。考虑空化现象相比于不考虑空化现象,油膜可传递转矩都有着不同程度的减小。3)分析了不同摩擦片沟槽结构的工作特点,突出研究双圆弧沟槽摩擦片结构薄膜流体。分析了双圆弧沟槽结构参数发生变化时油膜传递性能的变化,结构参数主要包括油槽角度、油槽深度以及油槽数量。重点研究这些参数对油膜压力、温度及传递扭矩等传递性能的影响,并对比了油膜空化前后压力及温度的变化。最终通过控制变量法,综合对比油槽初始角、深度及数目的最优范围并进行优化,得出双圆弧沟槽初始角度为47.5°,油槽深度为0.3mm,油槽数目为57时传递转矩最大,且有着良好的散热能力,为双圆弧槽结构摩擦片的设计提供理论依据。

关键词： 湿式双离合器   性能仿真分析   可靠性试验  

摘要： 双离合器模块是双离合器自动变速器(Dual Clutch Transmission，DCT)实现平稳起步与换挡的结构保证。论文紧密结合某企业自主开发DCT新产品的实际需求，基于既有已量产DCT产品的开发经验，研究和开发了新型湿式双离合器模块，对于自主掌握湿式DCT核心技术具有战略意义和工程指导价值。论文主要完成了以下研究工作：　　首先，在分析离合器功能、性能等设计要求后，在对比不同离合器结构特点的基础上，选择分离轴承直驱式湿式双离合器模块作为全新开发的DCT关键模块，根据既定设计输入条件，完成了离合器整体结构设计，针对离合器片及油品等关键环节进行了分析，并选用了综合特性优良的油品及摩擦片槽型，而后对其主要设计参数进行了计算分析和理论校核。　　其次，对离合器活塞强度、毂强度、焊接强度等关键环节进行分析校核，对离合器摩擦片的表面应力分布及变形等影响离合器综合性能等指标进行了CAE分析。从液压机理出发，详细分解了离合器充泄油过程，并在此基础上基于用AMESim软件平台建立离合器仿真模型，对离合器充泄油过程进行仿真分析。基于离合器滑磨升温及润滑冷却过程的详细分析，利用Matlab/Simlink软件对离合器温升进行仿真，并在一档起步工况条件下研究了不同对偶片质量、不同润滑流量、不同油品粘度及不同滑磨时间条件下的热平衡结果。　　再者，对整车使用工况下离合器的控制要素进行了简要分析，对离合器充油控制、扭矩控制及热管理策略进行了解析，论证了离合器性能及离合器控制的相关性，并搭载整车进行了验证。　　最后，完成了离合器基础数据获取试验，包括基础PT特性、半结合点特性、抗颤性等，并进行了离合器强度疲劳寿命试验及道路可靠性试验，从而验证本文设计开发的DCT双离合器模块满足使用要求。

关键词： 离合器抖动   分段线性   摩擦   稳定区域   仿真分析  

摘要： 汽车离合器在完全接合后和接合过程中都会产生抖动现象,表现为汽车前后方向的低频抖动。这种低频抖动破坏了离合器工作的平稳性,严重影响汽车传动系统及整车的振动特性,同时加剧了离合器的磨损,缩短了离合器的使用寿命。离合器的抖动是由扭转减振器弹簧的分段线性和摩擦的非线性引起的。离合器的抖动问题在工程实际应用中普遍存在并亟待解决,受到学术界和工程界高度关注。因此,本文针对某款车型,从离合器参数设计的角度,分析并优化了离合器完全接合后和接合过程中产生的抖动问题。首先,基于整个汽车动力传动系统,根据等效简化原则和相关计算公式,对主要传动部件分别进行了等效简化与参数计算,并运用Ritz法分别建立了离合器在完全接合后和接合过程中的两种动力学简化模型。其次,针对建立的离合器在完全接合后的分段线性动力学模型,运用相平面法定性分析了离合器在完全接合后产生的跳跃现象和在工作点附近的动态特性。运用非线性振动理论中的KB法得出离合器频响特性,定量分析了离合器在完全接合后产生的不稳定现象。研究主要参数,例如,发动机激励幅值、分段弹簧刚度切换点、阻尼系数等对该离合器系统幅频响应和稳定区域的影响规律。针对离合器在接合过程中的动力学模型,为研究摩擦引起的离合器抖动现象,建立了几种常用的摩擦模型,运用相平面法、极限环理论、能量法定性分析了多个参数对离合器摩擦抖动的影响和摩擦引起的自激振动机理。运用龙格库塔法对离合器接合过程中进行了数值分析,研究主要参数,摩擦系数梯度、摩擦因数、刚度、阻尼等对离合器摩擦抖动的影响规律。最后,针对离合器完全接合后的跳跃抖动和接合过程中的摩擦抖动问题,基于分析得到的多个基本参数对离合器抖动的影响规律,对离合器系统的基本参数进行了优选,并基于MATLAB软件进行了数值仿真验证,减小了离合器的抖动,为离合器的基本设计提供了重要参考。

关键词： 传动   侧隙   齿轮   啮合状态   设计问题   放大补偿  

摘要： 齿轮具有改变运动方向和运动速度,以及传递动力的作用.齿轮在船舶、能源、制造、汽车等行业领域的设备中广泛地得到应用.随着各个领域技术的不断更新与发展,对高质量齿轮的制造的要求也越来越高.为了有效提高齿轮传动的传动率以及精度,文章简要地介绍了在齿轮的传动作用中,通过对齿轮传动侧隙所产生的问题提出了解决侧隙的有效方法.

关键词： 膜片弹簧离合器   自动离合器   混合动力电动汽车   转矩传递模型   卡尔曼滤波   转矩跟踪控制  

摘要： 自动膜片弹簧离合器是现代汽车的重要总成之一。在自动手动变速器(AMT)、干式双离合器变速器(DCT)和混合动力电动汽车(HEV)中,自动膜片弹簧离合器得到了越来越广泛的应用。本文以应用于同轴并联混合动力电动汽车中的自动膜片弹簧离合器为研究对象,针对混合动力电动汽车在模式切换、起步等方面的特殊控制需求,开展了自动膜片弹簧离合器传递转矩的建模、估计和控制问题的研究。在零部件弹性特性测试、静力学分析的基础上,提出了考虑离合器盖变形的膜片弹簧离合器操纵特性计算模型。运用正交试验和回归分析法,建立了离合器摩擦系数随滑动速度、滑摩温度变化的经验模型。考虑离合器磨损寿命、弹性弱化等因素的内在关系,提出了极限磨损寿命期内内离合器转矩传递特性的计算模型。通过台架试验数据分析,对提出的离合器操纵特性、转矩特性计算模型进行了验证。建立了同轴并联式HEV动力传动系统动力学模型,机电式离合器执行机构数学模型,自动离合器控制模型。结合离合器转矩传递模型,开发了基于Matlab/Simulink的自动膜片弹簧离合器仿真程序,对自动离合器的操纵控制过程进行了仿真计算,并与试验测试结果进行了对比分析。提出了基于卡尔曼滤波算法的离合器传递转矩估计方法,针对HEV起步和模式切换过程,构建离合器转矩估计离散状态空间模型,运用离散卡尔曼滤波算法估计离合器传递转矩,与仿真设定值对比,分析了估计转矩的误差特性。研究了干扰噪声方差、系统采样时间,对离合器转矩估计的影响。利用道路试验数据,对离合器传递转矩的模型计算与卡尔曼滤波估计结果进行了对比,验证了所提出的离合器转矩估计方法的有效性。提出了基于卡尔曼滤波的HEV离合器接合转矩跟随PID控制策略。设计了离合器转矩低通滤波器、转矩环比例控制器、行程环PID控制器和前馈控制器。运用粒子群优化算法,对PID控制参数进行了优化整定。结合离合器转矩卡尔曼滤波器,设计了离合器转矩跟踪数字控制程序。针对HEV车辆起步、模式切换的离合器接合过程,进行了离合器转矩跟踪控制的仿真。结果表明,离合器控制转矩能够以较小的误差跟随设定转矩。通过仿真研究了离合器磨损和滑摩温度,对离合器转矩跟踪控制的影响,表明该控制策略具有良好的稳定性和鲁棒性。利用HEV客车道路试验数据,对离合器转矩跟踪控制过程进行了仿真计算,仿真结果进一步说明,所提出的离合器转矩跟踪控制方法是可行的、有效的。

关键词： 平地机   变速器   失速   离合器  

摘要： 卡特14M型平地机在作业过程中变速器出现低速挡失速故障,分别挂前进1挡、2挡、3挡、4挡和倒退1挡、2挡、3挡时,车辆有前进或后退的动力但无法行走。初步排查时,维修人员判断故障可能出现在电路控制方面,更换离合器电磁阀后故障依然存在,将变速器分解,经排查得知故障是离合器损坏,离合器组整体更换后,故障消失。

关键词： 齿轮传动   噪声   分析   设计  

摘要： 齿轮传动是工程机械传动系统的重要组成部分，齿轮传动噪声是传动系统噪声的主要来源。基于对齿轮传动噪声的主要原因分析，从齿轮设计，齿轮加工，齿轮箱结构与润滑等方面探讨了降低齿轮噪声的解决方案。