《吴光登答辩论》PPT课件

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1、金属带式无级变速器液压系统功率匹配控制与仿真研究硕士生：吴光登指导教师：杨阳副教授专业：机械电子工程二00四年六月二日重庆大学硕士学位论文重庆大学机械传动国家重点实验室1绪论2CVT液压系统的压力、流量和功率特性及匹配原则3CVT液压系统功率特性的动态建模与仿真分析4CVT液压系统功率匹配控制的方案设计5CVT液压系统功率匹配控制的建模与仿真分析6结论金属带式无级变速器液压系统功率匹配控制与仿真研究课题的来源、背景和意义本课题是FORD-NSFC中国研究与发展基金资目《汽车自动变速系统动态建模及动力性和经济型的匹配研究》(批准号：50122151)研

2、究内容的组成部分。目前就已装备金属带式无级变速器(CVT)的车辆而言，燃油经济性并没有达到预期目标，主要原因在于CVT本身的效率还不够高，其中液压系统和金属带摩擦传动的损耗大是其主要原因。目前，国内外针对减少金属带摩擦传动损耗的研究比较多，并取得了一定的成效，然而关于CVT液压系统功率特性及其节能控制这方面的研究，国内外尚未具体的公开文献报道。本课题以CVT液压系统为研究对象，对车辆典型行驶工况和循环行驶工况下的液压系统的功率特性进行了建模、仿真和匹配分析，在此基础上，进行液压系统功率匹配控制及仿真研究，这对提高CVT液压系统效率和CVT传动效率具有

3、重要的意义。1绪论2CVT液压系统的压力、流量和功率特性及匹配原则3CVT液压系统功率特性的动态建模与仿真分析4CVT液压系统功率匹配控制的方案设计5CVT液压系统功率匹配控制的建模与仿真分析6结论金属带式无级变速器液压系统功率匹配控制与仿真研究从动轮油缸压力由发动机输入转矩、主动带轮半径及摩擦系数确定的。在从动轮油缸压力所产生的轴向夹紧力作用下，通过金属带在主动轮油缸产生使系统平衡的压力：CVT液压系统压力特性主、从动轮油缸压力与传递转矩、CVT传动速比有关。主、动轮油缸压力与传递转矩、速比关系图主动轮油缸压力从动轮油缸压力iCVTTe(N·m)p

4、(Mpa)CVT液压系统结构简图主动轮CVT液压系统流量特性在液压系统的建模过程中，可将其看作是一个分布参数系统。系统中的夹紧力控制阀是溢流阀，而速比控制阀是方向控制阀(流量控制阀)。QrsQcQpQaQs液压泵从动轮金属带手动操纵阀压力控制阀润滑冷却系统前进倒车空档夹紧力控制阀速比控制阀主动轮液压系统供油流量等于负载流量、夹紧力控制阀的溢流量、系统的泄漏量三者之和：目前CVT液压系统的供油泵大多采用由发动机直接驱动的定量泵，液压泵输出流量即液压系统的供油流量为：负载流量等于润滑冷却系统流量、离合器液压系统流量、带轮油缸的流量之和。当CVT速比增大时

5、，负载流量为：当CVT速比减小时，负载流量为：CVT液压系统功率特性液压系统输出功率即负载功率为：液压泵的输出功率即液压系统输入功率为：液压系统的效率为：CVT液压系统能量损失分析液压系统的损失功率为：0液压系统过剩流量示意图0液压系统损失功率示意图提高CVT液压系统效率与功率匹配原则根据车辆参数、行驶工况等要求来正确设计液压系统的供油流量，采取相应的措施对稳态和瞬态提供不同的供油流量，以及对液压系统的工作压力进行优化控制等措施是提高液压系统效率和功率匹配的原则。1绪论2CVT液压系统的压力、流量和功率特性及匹配原则3CVT液压系统功率特性的动态建模

6、与仿真分析4CVT液压系统功率匹配控制的方案设计5CVT液压系统功率匹配控制的建模与仿真分析6结论金属带式无级变速器液压系统功率匹配控制与仿真研究CVT液压系统功率特性动态模型的建立无级变速传动系统简化模型驱动系统简化为一个集中质量弹性系统，在模型中考虑了输出轴上的相对扭转刚度及粘性阻尼，模拟的车辆惯性力由连接系统输出轴的惯性飞轮提供。VehiclespeedDriverTeEngineClutchTinCVTtransmissionsystemEnginespeedOptimumfueleconomycurveofengineRatiocontro

7、lsystemPowermodelofhydraulicsystemCVT液压系统功率特性动态仿真模型QcpsTpumpQLPLPcTbrake主要仿真参数参数数值参数数值汽车质量1190kg齿轮泵的容积效率0.98轮胎半径0.274m带轮槽角22°主减速比5.9934泄漏系数1.25x10-3L/MPa滚动阻力系数0.018主动轮油缸作用面积0.0148m2风阻系数0.32从动轮油缸作用面积0.007735m2迎风面积2.19m2主动轮工作半径27.4304~65.0944mm齿轮泵的机械效率0.98从动轮工作半径32.4170~68.6308mm

8、仿真模型中以长安SC7101羚羊轿车的动力传动系统为原型，发动机型号为JL474Q1，CVT型号P821型，