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1、金属带式无级变速器转速调节试验分析第17卷第3期 2001年9月文章编号:100622343(2001)032065203机械设计与研究MachineDesignandResearchVol.17No.3Sep.,2001黄宏成, 何维廉, 管西强(上海交通大学 机械工程学院,上海 200030)摘 要:介绍了金属带式无级变速器转速调节原理和P811型CVT试验装置,并根据试验结果阐述了CVT主要的控制方式。同时,通过分析试验数据,在原理和实验两方面,共同论证了节气门开度一定时,CVT从动轮油压与传动比成线性关系的重要特性,在研究CVT控制原理方面取得了突破性发展,为进一步开发CV
2、T准备了重要的理论依据。关键词:CVT转速调节原理;速比;油压;试验中图分类号:TH13文献标识码:A 金属带式无级变速器由V型槽的主动锥轮、从动锥轮和金属传动带组成,主、从动锥轮一端固定,另一端可轴向移动(其结构如图1所示),通过液压控制系统,分别调节主、从动。1,根据,节气门开度一定时,发动机转速与输,即n=f(Te)。在这条曲线上,一定存———————————————————————————————————————————————轮的轴向推力,控制金属传动带在两锥轮间径向移动,收稿日期:2001201208的中断3(INT3),通过软件控制也能保证在转子的每个转动周期中采样
3、得到同样数量的数据。软件控制的转速跟踪分析的采样数据由于采样时间间隔的影响会有一定的相位误差,这一相位误差一般都很小,可以忽略。这种整周期采样方法的最大特点是转速波动对其影响较小,因为转速的波动,相当于对整周期采样截止时刻的改变,导致采样点数的变化,而DFT对采样数据的点数不作要求,故可以按实际采样点数进行计算,计算出的结果误差很小。另外当采样点数变化时,可以立即根据采样频率的采样点数计算出当前转速,再求出新的采样频率,并对A/D板进行设置,这样可以及时地跟随转子转速的变化,保证(3) 运算速度快。因为只需要求第一谱线(当采样数据是整数n倍转动周期时,为转频第n谱线)的幅值和相位,
4、那么,采用前面讨论的DFT快速算法将大大提高计算速度;(4) 对于软件控制的整周期截断DFT方法来说,转速的波动对测量结果影响很小。这种方法存在以下缺点:(1) 抗干扰能力较差,特别是随机噪声和分倍频谐波对其影响较大;(2) 对软件控制的整周期截断DFT方法,为了保证分析精度,导致其采样频率很高,能分析的最高转速受到限制;———————————————————————————————————————————————(3) 采样程序复杂。每圈的采样点数与预先设定的采样点数相差不大,特别适合于研究旋转机械升、降速过程中的振动信息。 运用作者研究的整周期截断DFT方法对DH280离心式
5、压缩机进行了全息谱分析,其结果如图2所示。提高了相位精度的全息谱为正确地进行旋转机械的状态监测及故障诊断提供了有力保证。3 整周期截断DFT方法的优缺点及实例 这种方法具有以下优点:(1) 由于是对时域信号进行整周期截断(采样),而且参考文献:[1] 丁康,谢明.提高FFT和谱分析速度及精度的方法[J].重庆大学学报,1992,(2):51～57.[2] 张彦仲.数字信号处理系统及其实现[M].北京:科学出版社,1989.[3] 杨子江.转子计算机辅助现场动平衡系统[D].重庆:重庆大学,1996.[4] 杨为.旋转机械状态监测与故障诊断方法的研究与实践[D].重庆:重庆大学,1
6、997.),女,现为浙江大学在职研究生,主要从 作者简介:项春(1974—事CAD、CAE及机械故障诊断等方面的研究工作。每个样本之间的相差都为零(理论上),所以,可以对同一信号的多个采样样本进行时域平均,来降低噪声(包括随机噪声和分倍频干扰),———————————————————————————————————————————————可以大大提高计算精度;(2) 从理论上说,这种方法是能获得转频的幅值和相位的准确值,并且不存在泄漏的问题。设采样频率为fs,转频为fr,那么,为了保证整周期截断,必须满足这个关系:N=fs/fr(7)即fr在频谱上正好是第一谱线的位置。这时,求出
7、的fr的幅值频率都是准确的。 机械设计与研究 第17卷66在两点,一点对应于该发动机的最佳动力性(B点),另一点是最佳经济性(A点)(见图2a所示)。这样,当外界阻力矩变化时,只要合理控制变速器的速比,调节发动机转速,就能使发动机在这一节气门开度时,始终工作在最佳动力性(或经济性)对应点上。把每一相应节气门开度上的点连起来的轨迹,就是发动机最佳动力性(或经济性)转速工作线,所对应的转速,也就是CVT所需调节的发动机转速(见图2b)。▲图3 CVT调速特性测试装配图▲
