基于最优理论的cvt多片湿式离合器片间压力的确定

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1、万方数据万方数据·设计·计算·研究·器主、从动摩擦片滑转消失后，离合器压力迅速提高到额定值尸眦，以保证发动机可靠地传递转矩。但由于行驶条件的变化，该控制方法无法根据行驶条件准确的估计出离合器摩擦片片间初始接合压力及其压力变化率。为此，本文提出基于最优理论的离合器摩擦片片间压力的确定方法，结合湿式离合器的特点，综合考虑离合器接合过程中的滑磨和平稳性，对离合器进行控制。转速／r·IIlin-1图1离合器摩擦片片间压力比例控制2多片湿式离合器CVT多片湿式离合器结构如图2所示【5]，它主要由前进起步离合器、倒挡制动器、液压执行机构和实现倒挡功能的双行星齿轮机构组成。

2、1．前进挡离合器压片2．行星右支架3．前进挡离合器碟形回位弹簧4．油道5．输出轴6．太阳轮7．前进挡离合器活塞8．前进挡离合器主动片9．前进挡离合器从动片10．壳体11．倒挡离合器从动片12．倒挡离合器主动片13．倒挡离合器碟形回位弹簧14．倒挡离合器活塞15．输入轴16．内行星齿轮17．夕p行星齿轮18．行星架齿圈图2多片湿式离合器结构工作时液压系统的液压油推动活塞使多片湿式离合器主动片与从动片压紧或分开，从而实现湿式离合器的接合与分离。3离合器接合过程动力学模型及评价指标3．1离合器动力学模型离合器接合过程可简化为图3所示模型‘61。一18一—．．●-Ec

3、。_一_———-～●●■一图3离合器接合过程不意由此可得离合器主、从动盘动力学方程：厶西。+曰。∞。=瓦一疋I(主动盘)‘西p+B，c【，，=叼疋1一乃(从动盘)式中，∞。、∞，分别为离合器主、从动盘角速度；B。、曰，分别为离合器主、从动盘等效阻尼系数；L为离合器主动盘(发动机及飞轮)转动惯量；，D为离合器从动盘转动惯量(指变速器、前后车轮及汽车平移质量等效到离合器输出轴上的转动惯量)；死为离合器传递的摩擦转矩；疋为发动机动态输出转矩；兀为离合器输出轴上的阻力矩；叼为汽车传动系的效率。起步时，离合器处于具有滑转的非接合状态：疋l=凡p。R。ls培n(∞e_∞p

4、)凡。l(1)式中，n为离合器摩擦面数；肛。为主、从动盘片间摩擦系数；R。-为摩擦片的平均半径；只。-为离合器主、从动盘片间压力。因此，根据疋-便可测得E。。。3．2离合器起步过程评价指标汽车起步时，对离合器有两项基本要求，一是要求其接合平顺、柔和；二是使用寿命长[71。3．2．1冲击度_『冲击度是指汽车纵向加速度变化率：例(誓)／山低速时若忽略玩及迎风阻力矩咒，而蜀近似为常数，则有：产型掣黯警赳争(2)o一如i。，t，D(k、‘7式中，i。，。为无级变速器变速比；io为主减速器减速比。因此，汽车起步过程中的冲击度J主要与离合器主、从动盘摩擦片间压力变化率dE

5、。。／山有关，合理地控制dEc．／出就可实现汽车平稳起步，满足平顺性要求。3．2．2滑磨功形滑磨功是指离合器主、从动盘摩擦片间滑动摩擦力矩做功的大小：r％，‘形=I瓦I(∞e-∞p)山=lKE。l(∞e-∞p)出(3)』O。J0‘汽车技术万方数据万方数据·设计-计算·研究·论的多片湿式离合器进行起步控制，其中发动机最大功率为53kW、最大扭矩121N·m、纸基主动摩擦面数n。=6、钢质从动摩擦面数也=8、摩擦片外径为165cm、摩擦片内径为125．6cm，建立如图5所示的基于最优理论的整车起步离合器的模糊自适应PID控制系统仿真模型，验证所提出的基于最优压力曲

6、线的离合器起步接合过程中的滑磨功、冲击度与基于线性压力的区别。图中的∞出。表示离合器主、从动片的相对滑移速度。图6一图8分别为水平路面小油门慢起步、中油门正常起步、大油门急起步的仿真结果，图中虚线表示基于线性压力的起步情况，实线表示基于最优压力的起步情况。图中∞。表示从动轮转速。由图可知，基于最优压力的多片湿式离合器接合过程中滑磨功和冲击度都明显小于基于线性压力的情况，尤6001枷鬻200援O其是冲击度。1．玷50N·m，玷lON·m，n。=1000r／min2．疋=50N·m，Z’F30N·m，k=l000r／min3．7’c-80N·m，7≥lON·m，n

7、c．=1200r／IIIin4．7’c-80N·m，玷30N·m，k21200r／rnin5．疋=65N·m，耻20N·m，n。．：l000一l200r／l【Ilin1800l6001400羹1200出l000星soo止600基枷200O一200OO．20．40．6O．81．01．21．41．61．82．0时间／8图4直接计算值与拟合值及插值的比较O246时间／s(a)0008006004002000图5整车起步离合器模糊自适应PID控制仿真1．O，O．5昌蠢。塑-o．5—1．0(b)0246时间／s(c)(d)图6水平路面小油门慢起步仿真结果一20一800南

8、600鑫400蜊200援O时间／s(a