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关键词： 鼠笼离合器   电控   气控  

摘要： 钻井设备当中常用控制气胎离合器来控制设备的合和分,从而使钻井泵、绞车实现挂合、分离、换挡等动作.然而钻井施工经常在环境条件恶劣区域,空气潮湿、寒冷,气路管线内径小,同时排水、干燥不及时、不彻底,气路管线经常被冻或者堵塞,导致控制失灵,耽误时间,冬季施工尤为明显.考虑空气潮湿地区冬季冬防保温包扎气管线繁琐,气路维护检修不方便,冬防保温材料用量大的特点后,设计选用电控气,气控气原理,利用弱电控制,缩短了司钻台至钻井泵、绞车等设备离合器之间的气管线,对管线内结冰、污物堵塞管线这一问题有了明显改善,有效可靠地控制了离合器.

关键词： 汽车   双离合器自动变速器   挡位决策   换挡综合控制   换挡品质   客观评价  

摘要： 近年来，双离合器自动变速器（DCT）以其效率高、换挡品质优良和生产继承性好等优点受到国内外整车及零部件厂商的广泛关注。DCT换挡控制技术是电控系统开发的核心，挡位决策和换挡过程控制是其研究的主要内容。本文结合国家863高科技计划资助项目“双离合器自动变速器产业化技术开发-换挡品质客观评价及数字化标定技术开发(2012AA111712)”和教育部博士点基金项目“自动变速器数字化标定关键技术研究(20120061110027)”，以提高换挡品质与控制系统鲁棒性、缩短控制系统开发时间、节约开发成本为目标，系统开展基于换挡品质客观评价的DCT换挡控制技术研究，重点研究基于理想换挡过程的换挡品质客观评价技术、基于后备功率的挡位决策方法、换挡过程综合控制策略及控制品质优化等关键技术。主要内容如下： 1) DCT整车系统建模与仿真。建立了基于DCT的整车动力学仿真平台，包括发动机模型、离合器及操纵机构模型、变速箱模型、车辆负载模型及驾驶员模型。采用包含进气歧管、燃油蒸汽与油膜、动力输出子模型的发动机平均值模型模拟发动机稳态及动态响应。采用静摩擦+库伦+双曲正切摩擦模型模拟离合器实际传递扭矩，通过试验测得了摩擦系数与温度、滑摩转速的关系曲线。针对离合器液压控制系统分析了其工作机理，建立了包含PWM电磁阀、离合器液压缸模型在内的操纵机构简化模型。基于DCT不同工作状态，以动力传动系统模型为基础，研究了起步及换挡过程数学模型。针对所建立的仿真平台，以典型工况换挡过程仿真验证了其有效性。 2)基于理想换挡过程的换挡品质客观评价技术及系统构建。以模型仿真为基础，提出理想换挡过程概念。从不同信号源角度分析并构建DCT换挡过程的客观评价指标体系。设计指标提取所需的数据采集方案，采用Canoe-Matlab联合编程技术实现客观评价指标的在线提取。应用R型聚类分析方法对换挡过程指标进行分类，基于分类结果进行主成分分析（PCA）以优化指标体系。开发基于理想换挡过程的换挡品质客观评价模型，实现换挡品质在线和离线评价。 3)基于后备功率的挡位决策方法。提出功率需求的概念，并通过理论推导转化为后备功率限定值。针对等速行驶后备功率限定值的计算需求，研究了基于EKF算法的车辆载荷及坡度估计技术，采用实车试验数据进行算法仿真验证。应用动态规划（DP）理论进行DCT静态换挡规律制定，将动力性和经济性解耦，以DP静态换挡规律为基础实现基于后备功率的挡位决策方法。 4)换挡过程综合控制及控制品质优化。分析了典型工况换挡机理，并采用DCT换挡过程简化仿真模型着重分析了DCT换挡过程中两离合器切换时序的协调控制问题。提出Power-on升挡、降挡的综合控制策略。基于二次型最优控制理论，设计扭矩相分离离合器滑摩转速控制器，满足滑摩转速的控制精度和响应速度需求。针对离合器油压控制中的非线性、时变特点，提出了离合器油压的滑模变结构控制方法，实现油压的快速高精度控制。以基于理想换挡过程的评价模型作为适应度函数，采用粒子群优化算法（PSO）针对所提出的换挡过程综合控制策略进行控制量寻优，并进行了仿真验证。 5)整车试验研究。构建换挡试验数据样本库，设计了换挡数据样本采集的试验方案，并实施了多个DCT车型的实车试验，为控制系统开发提供有效对标数据及参考。基于可靠TCU硬件平台，开发DCT换挡控制系统软件。采用实车试验验证了基于后备功率的挡位决策方法、换挡过程综合控制策略及换挡控制品质优化结果的有效性。

关键词： 动车组齿轮传动装置   C型支架   强度   瞬态动力学   拓扑优化  

摘要： 齿轮传动装置是轨道列车动力传动的关键设备,同时也是动车组传动系统中的重要环节,对可靠性要求高,设计制造的难度大,与行车安全有着直接关系。本文以某厂研制的某型动车组齿轮传动装置为研究对象,主要研究了该型传动装置的三大重要部件:齿轮箱悬挂装置—C型支架、齿轮系统和齿轮箱箱体。采用有限元方法及拓扑优化的方法对传动装置进行强度分析、动态特性分析及优化设计。论文具体内容如下:首先,根据目前国内外的有关齿轮传动装置的研究成果,确定了自己的研究方法及内容;然后对传动装置各重要部件进行了几何建模及简化处理。其次,先选取了C型支架作为研究对象,采用ANSYS Workbench软件对C型支架进行有限元静力学分析,得到了其各工况下的应力分布情况,强度评价结果表明C型支架满足静强度要求。紧接着根据修正的Goodman-Smith疲劳极限图对C型支架进行了疲劳强度评估,结果表明选取的疲劳校核点均在Goodman疲劳极限图包络线内,C型支架满足疲劳强度的要求。最后研究了C型支架的轻量化设计,以体积比最小为目标函数,在强度和刚度约束均满足材料性能的条件下对C型支架进行了拓扑优化设计,并对优化后的C型支架进行了静强度验证,优化后的C型支架不但刚度有了大幅提升,而且质量比原结构减轻了8.6%。随后,研究了齿轮系统的静态及动态特性,主要包括齿轮齿根弯曲强度分析,齿面接触强度分析及齿轮瞬态动力学分析。对于齿根弯曲强度分析,本文取了小齿轮单齿模型进行有限元分析,根据相关文献找出齿面最恶加载线的位置,然后进行分析。在做齿面接触强度分析时,采用启动工况下的力矩对大小齿轮啮合模型进行有限元分析。为了更好的了解齿轮系统在啮合过程中的动态特性,将大小齿轮各取了四个齿进行了瞬态动力学分析,从而得出了齿轮啮合过程中的应力变化曲线图。最后,对齿轮箱箱体进行了研究,先对其进行了有限元静力学分析,结果表明箱体的强度满足TB/T 3134-2013标准规定的要求。然后对其进行了模态分析,箱体前十阶固有频率均避开了可预知的内部齿轮啮合频率,故箱体不易产生共振。为得到更优的齿轮箱箱体结构,从静、动态的设计角度考虑,对箱体进行了多目标拓扑优化设计,目标函数为柔度最小化及前三阶频率最大化,以期达到增强结构刚度的优化的目的。根据拓扑密度云图对其进行优化设计,优化后箱体重量减轻。分析结果表明,优化后箱体的综合性能得以提升,实现了轻量化设计。

关键词： 双离合器   压力控制   接合过程   动态特性   反馈线性化   多滑模自适应控制  

摘要： 近年来,油耗、节能减排和环保问题已经成为汽车行业内的热门话题,我国的油耗法规也越来越严格,这对汽车企业提出了严峻的挑战。汽车企业要想在未来的竞争中更具竞争优势,就必须努力寻求核心技术上的突破。而作为当前世界前沿的变速器产品双离合自动变速器（Double Clutch Transmission,简称DCT）,已成为实现新的油耗法规的主要途径之一。目前,双离合自动变速器技术的研究主要侧重于起步和换挡策略的研究,而如何提高起步和换挡策略执行精度的研究较少,没有形成成熟的理论体系。对于双离合器的控制的研究,主要集中在根据车辆的驾驶需要计算合适的离合器接合轨迹,而对如何快速精确地执行该离合器接合轨迹的研究缺乏。因此,采用多滑模自适应控制方法对离合器进行精确控制具有重要的理论意义和工程应用价值。本文在对国内外湿式离合器压力控制、离合器摩擦特性和起步控制策略进行分析总结的基础上,采用理论分析、数值模拟相结合的方法,对不同工况下,发动机转速和离合器从动盘转速跟踪控制方法进行了深入研究。完成的主要研究工作和成果如下：1、提出了一种多滑模自适应控制方法,采用Backstepping反推的思想,结合输入输出反馈线性化方法和自适应控制方法,对系统进行滑模控制器设计。该方法避免了“计算膨胀”情况的出现,进一步简化了控制器的设计过程,提高系统的稳定性和动态响应,控制器的控制精度和鲁棒性得到提高。2、在分析双离合器液压系统组成及工作原理的基础上,建立了双离合器液压控制系统中比例压力电磁阀和液压执行机构非线性模型。针对压力控制系统的非线性特性,提出了离合器压力SMAC控制方法。该方法具有快速响应的特点,通过结合自适应控制方法,使得控制器对系统参数不确定性以及外界不确定性干扰具有很好的鲁棒性。3、建立了离合器扭矩传递数学模型,在此基础上,找出了摩擦系数负斜率引起自激振动的机理。从系统特征值实部的表达式出发,分析了离合器接合压力、摩擦系数斜率和系统阻尼发生变化时对系统稳定性的影响,据此提出了降低离合器接合抖动的方案。为降低离合器接合过程的抖动,一是要通过采用纸基等摩擦材料或在润滑油中添加合适的添加剂,以增大摩擦系数的斜率;二是适当提高系统的阻尼系数。针对离合器接合过程的抖动问题,提出了离合器接合过程的FLSMC控制方法。该方法通过系统滑动模态的设计,将系统特征值转换为滑模控制参数,可以通过适当增大滑模控制参数k1、k2,以提高系统的稳定性,从而减小离合器扭矩传递过程的抖振现象。4、建立了起步过程的动力学模型,在此基础上,对离合器接合过程以及控制目标和评价标准进行分析,得到了起步控制策略制定需要满足的三点要求。针对起步控制,提出了一种发动机局部恒转速起步控制策略计算方法。该方法通过目标冲击度和发动机目标转速来预测离合器从动盘的目标转速,使得起步过程的目标冲击度峰值得到有效控制,提高了车辆平顺性;通过滑摩速度阈值大小来反映驾驶员起步意图,简化了控制策略的设计过程。5、本文提出了起步过程离合器FLMSMAC控制方法。该方法采用自适应方法处理系统的参数不确定性和外界不确定干扰问题,提高了系统的鲁棒性;同时,采用反馈线性化方法将起步过程的动力学子系统转变为等效线性系统,提高了系统的稳定性和控制精度,从而实现了发动机转速和离合器从动盘转速的精确跟踪,从理论上保证了起步控制策略的精确实现。

关键词： 拖拉机   DCT   计算机仿真   换挡特性   评价指标  

摘要： 我国是农业大国,农业现代化和机械化是农业发展中需要迫切实现的目标,拖拉机作为主要的农业机械,其自动化程度是评价一个国家农业机械化水平的重要标准。目前,国产拖拉机多采用传统的手动机械式变速器,该变速器存在换挡操作频繁、换挡时动力中断等缺点。双离合器自动变速器(Dual clutch transmission,简称DCT)在拖拉机换挡时动力不中断,可实现动力连续输出,提高了拖拉机的动力性、经济性和操作自动化水平。本文在对比分析各种DCT传动方案的基础上,设计了一种适合于拖拉机作业工况的DCT传动方案。在拖拉机DCT简化模型的基础上,对DCT换挡过程进行了动力学分析。针对DCT拖拉机在田间高负载作业工况下进行换挡时,原换挡品质评价指标不能充分考察对性能的影响,提出了变速器输出转矩传递系数和变速器输出转矩两个评价指标。建立了拖拉机DCT换挡过程和换挡品质仿真模型。对换挡品质的影响因素、换挡品质与换挡规律的关系以及离合器接合与分离时序对换挡品质的影响进行了分析。以东方红-1804拖拉机为研究对象,对其犁耕工况下,拖拉机DCT的换挡过程进行仿真分析。结果表明:随着离合器油压上升滞后时间的延长,换挡时间逐渐增加,换挡过程中的总滑摩功、最大冲击度、变速器输出转矩传递系数及变速器输出转矩逐渐变小;提出的2个换挡品质评价指标可较好地对换挡过程中产生的动载荷和拖拉机动力性进行评价,对原换挡品质评价指标进行了补充,完善了拖拉机DCT换挡品质评价体系。

关键词： 离合器   分离轴承   球头   压盘   飞轮   轮(机械元件)   摩擦衬片   离合器踏板  

摘要： 一、离合器常见问题与排除方法1、离合器分离不彻底如果离合器踏板踩到底,换档时仍有齿轮撞击声,并感到换档困难;或者机车行驶时不能切断动力,使机车停住,则说明离合器分离不彻底。其产生原因与排除方法如下:(1)3个分离杆球头不在同一工作面上。离合器分离时,部分弹簧不能充分压缩,离合器也不能彻底分离。应按规定要求将3个分离杆调整在同一平面。(2)从动盘钢片变形。离合器经长期使用或因打滑而过热,会使从动盘钢片翘

关键词： 离合器   从动盘   飞轮   轮(机械元件)   摩擦衬片   离合器踏板   金属清洗剂   清洗方法   农机  

摘要： 农机操作中,保养和维修农机时拆下的零件,大部分都沾有油污、积炭和水垢,为了准确鉴定零件的技术状态,确保各类农机的技术性能,必须对不同材料、不同精度的零件采取不同的清洗方法,以保证零件的经久耐用。一、农用机械零部件清洗方法1清除油污1.1金属清洗剂除油因碱溶液对铝合金有强烈的腐蚀作用,而有机溶液成本高昂,故当修理较多铝合金零件时,应采用金属清洗剂除油。其主要优点是无毒、无臭,不易燃烧,不易腐蚀,挥发性小,

关键词： 离合器   膜片弹簧   多目标优化   有限元仿真   分离指  

摘要： 随着技术的不断进步，汽车零部件行业也经历着前所未有的变革。膜片弹簧因具有轴向尺寸小、传递转矩稳定、分离力小等优点，已广泛用于汽车离合器。膜片弹簧尺寸结构是否合理、特性是否满足工作要求，对离合器使用性能有重要影响。所以，膜片弹簧结构优化及特性仿真研究对于提高离合器综合性能具有重要意义。 膜片弹簧在传统设计方法中，存在过程复杂、耗时长、成本高的缺点。针对以上问题，首先采用现代优化方法对膜片弹簧的结构进行优化研究。分析膜片弹簧的可选目标函数，将平均分离力最小和压紧力之差的绝对值平均最小作为分目标函数，分别采用组合系数法和最大最小化法建立优化模型。利用MATLAB软件中的工具箱函数对优化模型进行求解，结果显示采用组合系数法比最大最小值法的综合优化效果更好;然后通过HyperMesh仿真膜片弹簧的接合和分离过程，验证了膜片弹簧满足材料强度要求，并得出在分离时由于分离指的弹性变形导致与弹簧大端相接触的压盘升程呈现滞后。考虑膜片弹簧实际工作中分离指部分刚度偏低，造成分离行程偏长的现象，在膜片弹簧分离指上冲制加强筋结构，然后对弹簧进行仿真分析，验证了新结构满足强度要求，且能减小分离行程，改善分离状况。最终得到符合离合器工作性能要求的膜片弹簧结构，并提高设计效率和降低成本。

关键词： 渐开线   变厚齿轮   非圆齿轮   螺旋非圆齿轮  

摘要： 变厚齿轮是齿轮传动中的一种类型,可以安装成平行轴、相交轴、交错轴形式,其中平行轴变厚齿轮副具有调整齿侧间隙、减小回差、提高传动精度的作用,被应用在精密传动装置中;非圆齿轮既能传递较大的动力,又能按预定函数输出变速比运动,具有独特的应用前景,目前对定传动比变厚齿轮的研究正逐渐完善,但尚未拓展到非圆齿轮传动领域,本文结合两者特点,一则提出渐开线变厚非圆齿轮传动,二则提出螺旋非圆齿轮传动;研究它们的基本啮合原理,运用包络方法,建立刀具加工非圆齿轮数学模型,推导非圆齿面方程,并进行仿真验证,为其推广和使用奠定理论基础。论文以齿条刀和插齿刀作为变厚齿轮的加工工具,详细介绍了标准渐开线齿廓、变位渐开线齿廓、渐开线变厚齿面的形成原理,指出了刀具与轮坯间的纯滚动等价关系;讨论了随着轴交角逐渐增大,圆柱齿轮与小角度变厚齿轮、端面齿轮啮合传动的演变过程;用节径比值的方法,表示出一般平行轴、相交轴齿轮副的传动比和瞬轴面,成为描述非圆齿轮节曲线的基础手段。通过建立直齿变厚齿面简化加工模型,对比了端面截形与法面截形沿齿廓法线方向的差值,得到各参变量对差值的影响曲线;利用数值计算软件得到齿面间的瞬时接触线,及点接触传动类型下的流动轨迹。针对渐开线变厚非圆齿轮传动,结合齿条节平面与非圆节曲面纯滚动关系,将其简化为零变位端截面的共轭节曲线;选取一种非圆齿轮加工运动方式,使齿条相对轮坯倾斜一定角度,按照范成原理,建立了基于齿条包络非圆齿面数学模型,不仅找出了坐标系之间的位置关系,还给出相关几何约束条件,推导验证相对运动速度公式的正确性,得到了非圆齿面方程。研究了锥齿轮组多级变速装置的工作原理,将各级变厚齿轮沿着轴线方向延伸,并逐渐改变齿数,从而提出螺旋非圆齿轮传动概念;根据一般节曲线定义方式,用螺旋节曲线表示轮齿的布置和变化情况,叙述了节曲线的一些典型特性,例如倾角、凸凹度等;基于周向纯滚动条件,建立了插齿刀包络非圆齿面数学模型,得到非圆齿面坐标点集,直观展示出齿廓曲面具有不对称性和相错性的外观特征。从整体方案设计、齿数计算、轮齿位置调整、三维实体建模等几个方面,详细介绍了非圆齿轮组变速装置的改造过程;进行运动学和动力学分析后,利用仿真插件得到齿轮副的转速曲线;搭建了机电一体化的原理样机,做了自动变速功能验证实验,结果证明该方案具有一定的可行性,为今后的深入研究提供理论支撑。

关键词： 自动变速器   离合器控制   舒适性  

摘要： 列举了影响车辆舒适性的因素、评价指标以及冲击度的计算公式;进而通过分析得出,车辆起步和换档过程中,可通过理论计算得出冲击度,并且对自动变速器中的离合器提出精确控制要求是满足舒适性的关键因素。