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关键词： 变速器   模糊控制   多模式可控换挡器   离合器  

摘要： 自动变速技术是车辆研究中的关键技术,为了解决传统自动变速器换挡过程中动力中断问题,有学者提出了一种新型的传动方案—基于多模式可控换挡器的动力换挡自动变速器。这种变速器是对传统机械式自动变速器(Automatic Manual Transmission,AMT)的改进,同时吸收双离合器式自动变速器的优点,换挡过程中的动力性能有了很大改善。 双离合器式自动变速器的核心部件是双离合器组件,与此类似,此变速器的核心部件是一组多模式可控换挡器。通过对多模式可控换挡器进行模式的组合和控制,可以实现无动力中断的挡位切换,既避免了传统AMT换挡过程中摩擦片离合器的分离,克服了动力中断,又避免了液力自动变速器和双离合器式自动变速器动力换挡时必须进行的离合器、制动器搭接控制。 本文以基于多模式可控换挡器的动力换挡自动变速器为研究对象,采用建模仿真、理论分析和实验研究的方法,对自动变速器中的关键部件：发动机、摩擦片离合器、多模式可控换挡器进行了研究,对自动变速器的起步和换挡过程进行了仿真分析。 首先对自动变速器中的主离合器—摩擦片离合器进行了分析,对离合器膜片弹簧的动态特性进行了研究,采用动态扭矩模型对离合器接合过程进行了建模。同时对传动系统中的发动机、变速器、车体进行了建模分析,最后建立了整车模型,通过对车辆动力特性的仿真和比较,对模型进行了验证。 通过对起步过程中离合器的控制方法进行比较,对控制参数进行分析,选择油门开度、离合器主从动盘转速、接合行程作为控制器的输入参数。本文采用离合器变接合速度方法,基于模糊控制理论设计了起步控制器。模糊控制器包括起步意图模糊控制器和离合器接合速度控制器,通过与离合器定接合速度控制对比,验证了控制策略的正确性和参数选取的合理性。 最后,针对变速器的核心部件—多模式可控换挡器进行了研究。设计了一种基于超越原理的换挡执行机构,对其动力学特性进行了理论分析和建模仿真,搭建了换挡器测控实验台,对其功能进行了验证。采用两参数换挡策略,行了换挡过程仿真,通过与液力自动变速器换挡过程进行比较,对其换挡特性进行了分析。

关键词： 湿式多片离合器   起步   低速爬行   控制策略   温度场仿真  

摘要： 随着汽车工业的不断发展，人们对于汽车燃油经济性、驾驶舒适性等要求越来越高，金属带式无级变速器（Continuously Variable Transmission，CVT）能够实现传动比的连续变化，而且传递动力平稳、操纵方便，具有节省燃油、改善排放等特点，因而得到了人们越来越多的青睐。起步离合器控制是自动变速车辆控制技术的难点之一。湿式多片离合器作为几种常用的自动变速器起步装置之一，具有相对干式离合器而言结构简单、布置方便、控制容易、成本低等优点，近年来在CVT上得到了越来越多的应用。 本文以湿式多片离合器为起步装置的CVT车辆为研究对象，针对车辆起步、低速爬行过程中的离合器控制问题进行了研究，并对这两个过程中因湿式多片离合器滑摩生热而导致的摩擦副温升作了相关的仿真分析，主要工作内容如下： ①针对湿式多片离合器起步、低速爬行的工况，建立了相应的整车动力学模型，基于发动机恒转速起步控制策略提出了离合器起步分段控制策略;基于多模态控制算法，制定了低速爬行时的离合器控制策略。 ②利用MATLAB/Simulink仿真平台搭建了离合器起步分段控制和低速爬行控制的整车动力学仿真模型，针对不同加速踏板开度及其变化率条件下起步以及不同车载和道路坡度条件下低速爬行的工况进行了仿真分析，验证了所提出的控制策略的控制效果;并根据仿真结果，计算得到了相应工况下的滑磨功变化曲线。 ③以传热学基本理论为基础，分析湿式多片离合器热量传递方式，在离合器起步和低速爬行仿真结果的基础上，求解出摩擦副温度仿真分析的初始条件和边界条件，利用有限元分析软件COMSOL，针对湿式多片离合器在大加速踏板开度下起步、短时间内连续多次起步以及长时间低速爬行等滑摩生热严重的工况进行了温度仿真分析，分析了相应工况下，摩擦副温升的影响因素，并结合整车实际参数给出了湿式多片离合器安全工作的条件。

关键词： 离合器   工作原理   故障与排除  

摘要： 离合器是汽车传动系统主要的组成部分,其性能的好坏直接影响汽车的动力性和行驶中换挡的平顺性。文章通过分析汽车摩擦式离合器的工作原理、作用,解析离合器常见故障和故障排除办法。

关键词： 自动钻铆   托架结构   CATIA   CAA  

摘要： 铆接是飞机钣金零件之间的重要连接方式，铆接技术在飞机制造中大量应用;自动钻铆技术是铆接领域中先进技术，通过自动钻铆加工的零件，在零部件质量和疲劳强度等方面都优于手工铆接，自动钻铆工艺还能降低劳动强度，提高生产效率。 本文基于CATIA及其二次开发平台，完成了五轴自动钻铆数控托架结构的设计和运动仿真系统的开发。研究的具体内容如下： （1）采用有限元软件对在自身重力和外载荷共同作用下的托架横梁进行了相关数值分析，提出了符合托架精度要求的横梁结构优化设计方案;通过对常用万向联轴器的对比与选择，由双联十字万向联轴器结构替换和改进的球面滑环式等速联轴器，能够满足托架的运动要求，从而确定了五轴自动钻铆托架的整体结构;（2）研究并实现了托架仿真自动定位算法，使得该仿真系统等够实现双曲度蒙皮的托架自动定位;结合干涉相关理论和数据后处理知识等，并根据系统的需求分析，将该仿真系统功能进行了模块化划分。基于CATIA二次开发平台CAA和C++相关编程知识，在CATIAV5R18上开发了五轴自动钻铆运动仿真系统。

关键词： 传动特性   有限元接触分析   弧线齿锥齿轮   摆线齿锥齿轮  

摘要： 对于齿轮传动系统，齿轮的传动特性将直接影响到整个传动系统的传动质量、可靠性以及传动寿命等。齿轮的传动特性包括齿轮强度以及齿轮的振动和噪声等。螺旋锥齿轮由于其承载能力高、噪声小、传动平稳、结构紧凑等优点，得到了广泛的运用。螺旋锥齿轮主要分为弧线齿锥齿轮和摆线齿锥齿轮，这两种螺旋锥齿轮在国内得到广泛使用的同时，业内对这两种螺旋锥齿轮之间传动特性差异的认识却十分不足。本文根据齿轮啮合理论以及齿轮传动性能相关理论，采用有限元方法，在五个工况下对基本参数相对应以及接触区大小和位置基本相同的一对弧线齿锥齿轮和摆线齿锥齿轮进行了有关齿轮传动特性的对比分析研究。主要内容如下： 1、研究了螺旋锥齿轮接触分析前处理。改进了螺旋锥齿轮网格划分方法，提高了网格质量和网格划分效率。剖析了螺旋锥齿轮有限元静态接触分析收敛困难的原因，并且提出了两种可用的解决方案。 2、研究了利用螺旋锥齿轮有限元静态接触分析计算螺旋锥齿轮啮合刚度以及传动误差的方法，并阐述了相应方法的具体操作过程。 3、研究了利用螺旋锥齿轮有限元动态接触分析计算螺旋锥齿轮啮合冲击的方法，并阐述了该方法的具体操作过程。发现了螺旋锥齿轮没有明显的啮合冲击现象。 4、在五个工况下针对啮合重合度、啮合刚度、啮合冲击、传动误差、齿根弯曲应力以及齿面接触应力，对弧线齿和摆线齿锥齿轮做了对比分析并得出了相应的结论。 5、以啮合刚度、啮合冲击、传动误差合成得到的各个工况下的内部激励为输入，对弧线齿锥齿轮和摆线齿锥齿轮进了动态响应分析。并针对齿轮振动频率成份以及振动强度对这两种齿轮作了对比分析，得到了关于两对齿轮在振动频率成份以及振动强度上的具体差异。

关键词： 双离合器式自动变速器(DCT)   数据驱动预测控制   粒子群优化   实时仿真  

摘要： 双离合器式自动变速器DCT是近年来市场上最为活跃的变速器产品之一。其最为突出的两个特点就是换档速度快及接近于传统手动变速器的高传动效率,同时,由于其兼具了AT自动变速器的换档期间动力传输不中断及良好的驾乘舒适性,使得其市场占有率不断提高。 与传统变速器相比,双离合器式自动变速器机械结构上的最大特点是其具有两个离合器,换档方式为离合器切换式换档。其换档过程可分为两个阶段：力矩相及惯性相,力矩相期间,发动机输出动力的传递逐渐由旧档位离合器转移到新档位离合器,而在接下来的惯性相主要完成新档位离合器转速的同步。力矩相结束时刻的判断,惯性相离合器滑动摩擦的速度都会直接对换档品质产生重要的影响。此外,换档期间变速器的动力来源——发动机的配合,也会对换档品质产生影响。另外考虑到DCT的机械设计上缺少液力变矩器及单向离合器,也增加了DCT的换档过程控制难度。 目前针对DCT的换档过程控制问题国际上已经展开了大量的研究,包括试验标定,PID控制等方法,并已取得了一定的成果。但目前研究方法的主要局限在于对换档过程的控制只是单一考虑变速器本身,而对其动力来源发动机不做考虑。此外,目前的研究主要是针对换档惯性相过程,力矩相过程通常采用的是简单的开环人为给定,但需要指出力矩相结束时刻判定的准确与否也会对换档品质产生影响。针对目前换档过程控制方面存在的这两个问题,本文采用数据驱动预测控制方法设计换档过程控制器以对换档品质进行改善,利用商用仿真软件AMESim中搭建的装配6速DCT的整车模型,首先根据子空间辨识原理,设计被控对象换档过程的充分激励信号,该激励信号也同时满足了实际进行的可操作性。进而利用该激励信号及被控对象在该激励输入作用下的输出响应信号构造Hankel矩阵,然后采用最小二乘法得到被控对象的数据驱动预测方程,之后利用该数据驱动预测方程及换档过程控制目标,设计输出预测方程及换档过程控制目标函数,从而将闭环的换档过程控制问题转化为反复求解开环最优控制量的问题。在最优控制量的求解过程中,考虑到实际控制器的工作环境为实时环境,因此求解方法采用适用于实时环境求解的粒子群优化算法。最后,将设计的控制器进行了Matlab/Simulink实现,并通过与AMESim下搭建的被控对象模型分别在离线环境和基于xPCTarget与dSPACE的快速原型实时仿真环境下进行多工况仿真,验证了所设计的控制器的合理性和实时有效性。

关键词： 湿式离合器   粘性转矩   粗糙转矩   接合特性  

摘要： 近年来由于在结构和制造技术的提高，多片湿式离合器得到了进一步发展，其应用领域在不断拓展。湿式离合器与干式离合器相比有很多优点，其摩擦表面通过油冷却，产生的热量不断被带走，因此允许起步过程中有较长时间的滑摩而不致使摩擦片烧坏。摩擦系数随着使用的变化保持一个稳定的范围内，对于车辆的起步性能有一定的促进作用。湿式离合器是自动变速器的主要环节，对自动变速器的整体运转状态有着直接的关系。本文主要针对多片湿式离合器工作过程动态特性进行仿真研究，其研究的主要内容如下： （1）分析了湿式离合器的影响因素，包括摩擦片材质、摩擦片表面沟槽、温度和润滑油的影响;（2）通过分析建立了油膜厚度、粘性转矩、粗糙转矩的模型，构建了湿式离合器接合过程的数学模型;（3）根据构建的数学模型，搭建了油膜厚度、粘性转矩及粗糙转矩等各模块的仿真模型。通过对输入参数的修改研究了湿式离合器的施加载荷、摩擦材料渗透性和摩擦片的表面粗糙度对各模块的影响程度，较深入的研究了其参数对湿式离合器工作过程的影响程度，并通过仿真，分析了湿式离合器在不同阶段传递转矩的能力;（4）根据研究内容搭建了湿式离合器的试验台，通过与仿真分析结果和台架试验结果的对比分析，验证了模型的有效性。 本文的研究，对湿式离合器的开发及应用具有一定的理论与实际意义。

关键词： DC motors  

摘要： A wedge clutch with unique features of self-reinforcement and small actuation force was designed. Its self-reinforcement feature, associated with different factors such as the wedge angle and friction coefficient, brings different dynamics and unstable problem with improper parameters. To analyze this system, a complete mathematical model of the actuation system is built, which includes the DC motor, the wedge mechanism, and the actuated clutch pack. By considering several nonlinear factors, such as the slip-stick friction and the contact or not of the clutch plates, the system is piecewise linear. Through the stability analysis of the linearized system in clutch slipping phase, the stable condition of the designed parameters is obtained as alpha > arctan(mu(c)). The mathematical model of the actuation system is validated by prototype testing. And with the validated model, the system dynamics in both stable and unstable conditions is investigated and discussed in engineering side.

关键词： LT7000-CPPB离合器   控制系统   闭锁   故障   应急操作  

摘要： 目前，越来越多的8000KW类型船舶投入到救捞系统的待命船舶序列，而该类型船舶的主推进装置控制系统皆采用芬兰瓦锡兰公司研发的Lipstronic 7000 CPP Basic系统（简称LT7000-CPPB）。本文通过对该系统主离合器控制系统发生故障无法合排的原因进行分析并如何解决，以及在某些紧急情况下的离合器应急操作进行了说明。为类似船舶离合器发生故障时提供参考，确保船舶航行安全。

关键词： 电控硅油风扇离合器   测控系统   LabVIEW   模糊PID  

摘要： 电控硅油风扇离合器作为一种新型节能环保型产品，它是利用硅油的高粘度特性传递扭矩的新型装置。将它应用到发动机冷却系统中可以降低发动机的燃油消耗，降低发动机的排放以及减小风扇带来的噪声。因此，其性能的优劣将对人类的生活环境产生重要影响，必须设计相应的测控系统对其综合性能进行评估。 本测控系统的目的是为了检测电控硅油风扇离合器的转速特性和分离、啮合等特性。它主要由上位机和下位机组成，上位机由工业控制计算机、数据采集卡和传感器等设备构成，主要功能包括对产品的性能进行测试、控制测控系统的硬件设备以及对测试数据进行管理操作;下位机采用英飞凌XC886微控制器作为其控制核心，主要实现对脉宽调制信号（PWM）占空比的调节以达到控制风扇转速的目的。 本文主要从以下几个方面对测控系统进行阐述： ①参考国内外对电控硅油风扇离合器的研究现状及其性能特性，设计了测控系统的整体可行架构，主要由机械结构部分和测控部分组成。 ②根据测控系统的功能要求，完成了上位机硬件设备的选型与配置，如工控机、转速传感器、多功能数据采集卡、信号调理模块、二次仪表等，再结合LabVIEW软件开发平台，实现了测控系统的各功能模块。 ③下位机采用模糊PID控制器实现了对PWM占空比信号的调节，达到了对风扇转速进行实时控制的目的。 ④设计了一个由四个字节组成的串行通信协议，实现了上位机与下位机之间进行可靠的数据传输。 ⑤通过配置ODBC数据源实现了测控系统对MySQL数据库的管理操作，并设计测控系统服务器达到了对各分布式测控系统进行远程访问的目的。 ⑥完成了对产品的手动测试、开环测试和闭环测试的试验与分析。 试验结果表明，该测控系统不仅能满足产品的各性能测试要求，同时具有良好的性能，测试效率高，工作可靠，操作方便。