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———————————————————————商用车湿式离合器液压系统特性的仿真研究———————————————————————SimulationResearchontheCommercialVehicleWetClutchHydraulicSystemCharacteristic作者姓名：宋秀锋专业名称：车辆工程指导教师：程秀生教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年5月31日 摘要商用车湿式离合器液压系统特性的仿真研究目前装有AMT的商用车上使用的都是干式摩擦离合器，而湿式离合器相对干式离合器具有散热性好、接合平顺柔和、冲击小等优点。因此，用湿式离合器取代装有AMT的商用车上的干式离合器具有一定的实际意义，湿式离合器的接合与分离可实现汽车动力的中断与传递，而湿式离合器的接合与分离是通过液压系统及其控制器实现的，湿式离合器液压系统特性直接影响其湿式离合器的控制效果。本文以“湿式离合器技术开发”项目为依托，对湿式离合器液压系统特性进行了深入的研究，内容总结如下：（1）对湿式离合器液压系统的组成元件液压泵、蓄能器、电机、单向阀、溢流阀及比例压力电磁阀等进行了特性分析，为液压系统的整体建模仿真分析奠定基础；（2）在对湿式离合器液压系统模型原理及模型参数进行分析的基础上，对湿式离合器液压系统特性进行了仿真与分析；（3）建立了包含湿式离合器在内的整车传动系统模型，通过AMESim与Simulink的联合仿真功能，将湿式离合器液压系统模型与整车传动系统模型连接到一起，建立湿式离合器液压系统对湿式离合器接合过程的影响的仿真模型，分析液压系统对湿式离合器接合过程的影响；（4）对湿式离合器液压系统进行了试验分析，验证了该题研究的液压系统对AMT商用车湿式离合器的适用性，同时验证了仿真模型的有效性。本文对湿式离合器液压系统特性的仿真研究，对提高湿式离合器控制效果及湿式离合器在AMT商用车上的应用，具有一定的理论与实际意义。关键词：湿式离合器，液压系统，仿真分析，试验分析I ABSTRACTSimulationResearchontheCommercialVehicleWetClutchHydraulicSystemCharacteristicCommercialVehicleequippedwithAMTallusedryclutchatpresent,butcomparedwithdryclutch,wetclutchhavetheirownuniqueadvantages,suchasgoodheatdissipation,longerlife,muchsmootherandsofterwhenengagingandsoon,therefore,replacingdryclutchwithwetclutchhascertainpracticalsignificance.Theengagementandseparationofthewetclutchcouldachievethepowerpassingandinterruptionofthevehicle,whichachievedthroughawetclutchhydraulicsystemanditscontroller.Thecharacteristicofthehydraulicsystemwillhaveadirectinfluenceonthequalityoftheclutchengagement,sothestudyofthecharacteristicofthewetclutchhydraulicsystemisimportant.Accordingtotheprojectofwetclutchtechnologydevelopment,thispaperdoessomedeepresearchonwetclutchhydraulicsystemcharacteristic.Themaincontentsareasfollows:(1)Analyzethecharacteristicofthewetclutchhydraulicsystemcomponents,suchashydraulicpump,accumulator,motor,valveandsoon;(2)Onthebasisofanalyzingtheprincipleanditsparametersettingofthewetclutchhydraulicsystemmodel,studythesimulationanalysisofwetclutchhydraulicsystemcharacteristicandwetclutchhydraulicsystemcontrollerdeeply;(3)Establishvehicledrivingsystemsimulationmodel,connectthewetclutchhydraulicsystemmodelandthevehicledrivingsystemtogetherthroughtheAMESimandSimulinkco-simulationcapability,andanalyzethecharacteristicofthewetclutchengagementprocessaffectedbywetclutchhydraulicsystem;(4)Dowetclutchhydraulicsystemtest,verifytheapplicabilityofthehydraulicsystemonwetclutchandtheaccuracyofthesimulationmodel.SimulationstudyonthecharacteristicofwetclutchhydraulicsysteminthispaperhascertaintheoreticalandpracticalsignificancetoimprovethewetclutchcontroleffectandlayIII thefoundationfortheapplicationofwetclutchoncommercialvehicle.Keywords:WetClutch,HydraulicSystem,SimulationAnalysis,TestAnalysisIV 目录第1章绪论..............................................................................................11.1选题背景及研究意义.....................................................................11.2湿式离合器研究现状.....................................................................11.2.1国内研究现状...........................................................................11.2.2国外研究现状...........................................................................21.3湿式离合器在自动变速器中的应用.............................................31.4AMT商用车湿式离合器及其液压系统组成和工作原理...........51.4.1AMT商用车湿式离合器结构组成及工作原理.....................51.4.2AMT商用车湿式离合器液压系统组成及工作原理.............61.5本文研究内容.................................................................................7第2章湿式离合器液压系统组成元件特性分析.................................92.1液压泵特性分析.............................................................................92.2蓄能器特性分析...........................................................................102.3电机特性分析...............................................................................132.4单向阀特性分析...........................................................................152.5溢流阀特性分析...........................................................................182.5.1溢流阀静态特性分析.............................................................18V 2.5.2溢流阀动态特性分析.............................................................192.6比例压力电磁阀特性分析...........................................................202.6.1比例压力电磁阀结构.............................................................202.6.2比例压力电磁阀工作原理.....................................................212.6.3比例压力电磁阀静态特性分析............................................252.6.4比例压力电磁阀动态特性分析............................................262.7本章小结.......................................................................................26第3章湿式离合器液压系统特性的仿真研究...................................273.1AMESim与Simulink联合仿真的实现......................................273.2湿式离合器液压系统AMESim建模..........................................283.2.1湿式离合器液压系统模型原理分析....................................283.2.2湿式离合器液压系统模型参数分析....................................303.3湿式离合器液压系统控制器建模...............................................383.3.1液压系统PID控制器建模....................................................383.3.2液压系统模糊PID控制器建模............................................393.4湿式离合器液压系统特性的仿真分析.......................................423.5本章小结.......................................................................................47第4章液压系统对湿式离合器接合过程的影响的仿真研究..............49VI 4.1湿式离合器接合过程分析...........................................................494.2湿式离合器接合过程评价指标...................................................504.2.1主观评价方法.........................................................................504.2.2客观评价方法.........................................................................514.3液压系统对湿式离合器接合过程的影响的仿真建模...............534.3.1液压系统模型.........................................................................534.3.2整车传动系统模型.................................................................544.4冲击度与滑磨功模型...................................................................664.5液压系统对湿式离合器接合过程的影响的仿真分析...............664.5.1液压系统对湿式离合器建立的接合压力的仿真分析........674.5.2液压系统对离合器主从动盘转速的影响的仿真分析........674.5.3液压系统对离合器传递转矩的影响的仿真分析................684.5.4液压系统对汽车速度的影响的仿真分析.............................694.5.5液压系统对冲击度与滑磨功的影响的仿真分析................694.6本章小结.......................................................................................71第5章湿式离合器液压系统试验与分析.............................................735.1试验内容及目的...........................................................................735.2试验条件.......................................................................................735.2.1环境条件.................................................................................73VII 5.2.2试验车辆条件.........................................................................735.3试验设备.......................................................................................745.4试验过程.......................................................................................775.4.1试验准备.................................................................................775.4.2试验操作.................................................................................775.5湿式离合器液压系统试验分析...................................................775.5.1目标压力为0bar试验工况...................................................775.5.2目标压力为10bar试验工况.................................................805.6本章小结.......................................................................................82第6章总结与展望................................................................................836.1全文总结.......................................................................................836.2研究展望.......................................................................................84参考文献....................................................................................................85致谢........................................................................................................91VIII 第1章绪论1.1选题背景及研究意义汽车工业的发展在促进中国经济发展并给人们带来便利的同时也使得我们的城市交通变得日益拥挤，这就增加了驾驶员的驾驶技术要求与工作强度，而自动变速技术的发展大大的减轻了驾驶员工作强度，使驾驶变得更加方便舒适，自动变速器市场占有率正在进一步提高。目前，在广泛使用的AT、CVT、DCT、AMT自动变速器中，我国的AMT技术相对比较成熟，电控机械式自动变速器（AMT）是将传统的三轴式或两轴式变速器与自动变速控制系统整合而成的。电控机械式自动变速器相对其他自动变速器具有多方面的优点，例如成本低、结构简单、生产继承性好等，电控机械式自动变速器这些优点使其在商用车中得到广泛应用。目前装有AMT的商用车上使用的都是干式摩擦离合器，而湿式离合器相对干式离合器具有独特的优势，例如散热性好，能够提高离合器的使用寿命，接合平顺柔和冲击小等，因此将湿式离合器应用在商用车AMT上具有一定的实际意义，湿式离合器的接合与分离是通过液压系统及其控制器实现的，由于湿式离合器液压系统特性直接影响湿式离合器的接合品质，进而影响汽车的行驶性能，因此，对于湿式离合器液压系统特性的仿真研究具有一定的理论与实际意义。1.2湿式离合器研究现状1.2.1国内研究现状对于湿式离合器的研究，目前已经普遍采用的方法是有限元分析法，根据湿式离合器的物理模型建立相应的有限元模型，进而根据湿式离合器的有限元模型对其进行深入分析研究，如热场分析和温度场分析等[1]。高校方面，重庆大学、吉林大学、浙江大学、清华大学等高校均对湿式离合器进1 行了一定的研究。重庆大学对于湿式离合器的研究主要是针对湿式离合器的摩擦特性和热负荷特性，如孙冬野对湿式离合器进行了划分，并通过对纸基湿式离合器进行相应试验，分析了此种湿式离合器中温度对其摩擦材料的影响[1]。吉林大学冯挽强对湿式离合器的接合过程进行了深入的研究，通过对湿式离合器建立仿真模型，对湿式离合器接合过程的影响因素及转矩与动摩擦因数的关系进行了研究分析。吉林大学张伯英设计开发了对湿式离合器的智能控制装置，并将其应用于机械无级变速器湿式离合器中。吉林大学的喻坤对湿式离合器PID调节控制进行了完善，使得PID参数能够根据实际工况自行调整，提高了湿式离合器的控制精度。浙江大学的罗永革以油门开度、发动机转速等为控制变量，建立相应的仿真模型，得到了不同工况下需要的湿式离合器的接合压力变化规律，并据此制定湿式离合器的相应控制策略。校企合作方面，长安汽车与重庆大学曾经就“经济型轿车高性能自动变速器DCT技术开发”项目对湿式离合器进行了深入研究，其研究重点为对其摩擦特性与热特性的分析研究，并就此取得了一定的理论与实践成果。吉利集团曾与吉林大学共同合作研究开发双离合器式自动变速器，尤其是对湿式双离合器的接合过程及控制规律作了深入研究，最终设计开发出了湿式双离合器式自动变速器的自动变速控制系统。1.2.2国外研究现状国外对湿式离合器的研究主要集中于湿式离合器的接合过程和湿式离合器摩擦副的摩擦性能方面。意大利的菲亚特公司于上世纪80年代开发设计了一套致力于准确模拟驾驶员行为特性的离合器控制系统，该控制系统完成了汽车起步及换档过程中对离合器的初步自动控制。除了通过数学建模方法对湿式离合器的接合过程进行研究外，有人致力于通过试验方法来对湿式离合器的接合过程加以分析研究，例如Smith等人。他们首先考虑对湿式离合器产生影响的因素，对湿式离合器接合过程产生影响的材料采用不同种类，应用于试验中，比如不同的摩擦材料、添加剂及润滑剂等。通过相应试验，得到湿式离合器的接合过程模型，然后用有限元和有限元差分这两种方法解方程。美国普渡大学师生对力学平衡方程和Reynolds方程进行了修正，修正后的方程得到了简化，2 但简化方程保留了原有影响因素，油膜厚度模型通过一阶微分方程来进行表示，通过GoldenSection的程序来运算简易模型，从而对相同接合特征的输入量值，即接合等值面进行研究。简易模型不仅计算简单，还可研究不同的输入参数对湿式离合器接合过程的影响程度。摩擦副摩擦特性方面的分析研究，通常是通过计算机对摩擦片传热的数值进行模拟分析。例如，PatankarSV通过有限元方法对湿式离合器接合过程进行了温度场仿真分析和湿式离合器摩擦片温度分布特征研究。此外，他还通过分析湿式离合器上的冷却油道，得出了其间的冷却油对导热系数的影响特性。Ji-HoonChoi采用有限元方法对湿式离合器式制动器进行了模拟，对湿式离合器接合过程中瞬态温度场分布和摩擦片片的温度场分布进行了分析，其研究有助于对湿式离合器的热弹性方面的理论分析。1.3湿式离合器在自动变速器中的应用湿式离合器的发展与自动变速技术的发展可谓是相辅相成，湿式离合器在自动变速器中的应用极大的推动了自动变速技术的发展。湿式离合器广泛应用于液力自动变速器上，图1.1为液力自动变速器结构图。在液力自动变速器中，为了使得其在闭锁过程中工作平稳，作为主要摩擦元件的湿式离合器中的摩擦片组必须得到精确控制，使得主从动部分在接合过程中具有很好接合品质。图1.1液力自动变速器3 通过湿式离合器的接合与分离，实现液力自动变速器的档位切换，使其能够更好的传递转矩，大大的提高了汽车的行驶性能。图1.2无级变速器湿式离合器在无级自动变速器中也得到广泛应用，无级自动变速器的结构图如图1.2所示。湿式离合器在无级自动变速器汽车起步和换档过程中都起到了极其重要的作用。汽车的起步工况十分复杂，在汽车起步时，需要借助起步离合器来切断动力传递。无级自动变速器没有真正意义上的空档，其主要是对传动比进行调节，因此换档过程也要通过湿式离合器来切断动力的传递。对湿式离合器接合过程的控制策略是无级自动变速器控制策略制定的重要组成部分，因此对于湿式离合器接合过程的研究将直接影响到自动变速技术的发展。图1.3湿式双离合器4 双离合自动变速器中的两个湿式离合器径向布置，湿式离合器摩擦片与摩擦钢片的接合与分离是通过液压油推动活塞对二者进行挤压实现的。此外，另有冷却油流经湿式离合器内部，对内部元件进行润滑并带走主从动部分摩擦产生的热量，对摩擦片起到冷却作用。1.4AMT商用车湿式离合器及其液压系统组成和工作原理1.4.1AMT商用车湿式离合器结构组成及工作原理图1.4湿式离合器结构图1—输入轴2—离合器外毂3—活塞4—活塞回位弹簧5—离合器内毂6—湿式离合器压力油油口7—离合器外摩擦片8—离合器内摩擦钢片湿式离合器的结构图如图1.4所示。湿式离合器主要由离合器内毂、离合器内摩擦钢片、离合器外毂、离合器外摩擦片及活塞等组成。湿式离合器外毂与湿式离合器外摩擦片通过花键相连共同旋转，湿式离合器内毂与湿式离合器内摩擦钢片相连共同旋转。湿式离合器外毂通过与发动机输出轴相连可将动力输入，带动外摩擦片一起旋转。5 当湿式离合器液压系统对湿式离合器供给液压油时，液压油通过压力油口进入活塞腔，推动活塞，将湿式离合器的内摩擦钢片和外摩擦片压紧，两者通过摩擦力将动力从湿式离合器外毂传递到湿式离合器内毂，从而实现动力传递过程。1.4.2AMT商用车湿式离合器液压系统组成及工作原理图1.5液压系统工作原理图1—油箱2—过滤器3—液压泵4—电机5—卸荷阀6—溢流阀7—单向阀8—蓄能器9—换向阀10—比例压力电磁阀11、12—压力表13—湿式离合器A、B、C、D—控制信号AMT商用车湿式离合器液压系统选取的液压元件及系统油路图如图1.5所示。电机4的驱动与否是由控制系统决定的，当由控制系统通过压力传感器检测到的6 控制油口的实际压力与目标压力接近到允许的范围内且蓄能器达到设定压力时，电机停转，否则电机2驱动液压泵3运转，由液压泵3输出压力油，目标压力是由湿式离合器接合过程控制策略决定的。液压油在液压泵作用下首先经过过滤器，过滤器的作用是净化过滤液压油，使液压油更加纯净；从液压泵流出的液压油分别流向溢流阀、卸荷阀和单向阀，溢流阀的作用是防止系统过载，对系统起到保护作用；卸荷阀作用是为液压泵卸荷；单向阀的作用是使液压油单向流动，单向阀的单向导通使得蓄能器能够维持设定的压力值；单向阀流出的液压油分别流向蓄能器与换向阀，蓄能器的作用是能够在短时间内为系统大量供油，同时起到维持系统压力的作用；换向阀的作用是控制比例压力电磁阀与油原之间液压油的通断；液压油经过换向阀后流向比例压力电磁阀进油口，除进油口之外，比例压力还有两个油口，分别为控油口与回油口，控油口与湿式离合器压力油进油口连通，回油口与油箱相连，湿式离合器目标压力控制是通过比例压力阀中电磁力与液压之间的动态平衡来实现。1.5本文研究内容本文以“湿式离合器技术开发”项目为依托，对湿式离合器液压系统特性进行仿真研究，其主要研究内容如下：（1）对湿式离合器液压系统的组成元件液压泵、蓄能器、电机、单向阀、溢流阀及比例压力电磁阀等进行特性分析，为液压系统的整体建模仿真分析奠定基础；（2）在对湿式离合器液压系统模型原理及模型参数进行分析的基础上，通过湿式离合器液压系统模型，对湿式离合器液压系统特性进行仿真与分析；（3）建立包含湿式离合器在内的整车传动系统模型，通过AMESim与Simulink的联合仿真功能，将湿式离合器液压系统模型与整车传动系统模型连接到一起，建立液压系统对湿式离合器接合过程的影响的仿真模型，分析液压系统对湿式离合器接合过程的影响；（4）进行湿式离合器液压系统试验，将试验结果与仿真结果进行对比分析。7 8 第2章湿式离合器液压系统组成元件特性分析湿式离合器液压系统是由液压泵等元件构成的有机整体，对液压系统元件的特性进行分析，可为液压系统的整体建模与仿真分析提供一定的理论依据。因此，在对湿式离合器液压系统的组成和工作原理进行分析基础上，有必要对湿式离合器液压系统主要组成元件进行特性分析。2.1液压泵特性分析液压泵是液力传动系统中的动力元件，液压泵为湿式离合器液压系统供给液压油。图2.1液压泵效率与工作压力的关系图2.1为液压泵的容积效率、机械效率及总效率与液压泵工作压力的关系特性曲线。由图可知，液压泵的容积效率随工作压力的升高而减小；机械效率随工作压力的升高而升高，最后趋于稳定；总效率为容积效率和机械效率的乘积，由图可知，总效率在开始阶段随工作压力的升高而升高，在某工作压力处达到最大值，然后呈现降低趋势。图2.2为液压泵输出流量及输出功率与工作压力的关系特性曲线。由图可以看出，液压泵的输出流量随工作压力的升高而降低，原因是随着工作压力的增加泄露量增加，9 液压泵的容积效率降低，因此液压泵的输出流量随工作压力的升高而降低；液压泵的输出功率随输出压力的增加而逐渐增加。图2.2液压泵流量及功率与工作压力的关系2.2蓄能器特性分析蓄能器是一种特殊的容器。当系统有多余的能量时，有压油液克服外力充入蓄能器。这些外力可以是重力、弹簧力或气体压力。当系统需要时，蓄能器又可释放一定体积的有压油液。简单地讲，蓄能器是存储和释放液体压力能的装置。它在湿式离合器液压系统中的主要作用是作为辅助动力源，在短期内大量供油。图2.3执行元件油液体积变化大小对蓄能器对系统建压的影响图2.3为蓄能器参数相同，执行元件体积变化不同时，蓄能器对系统建压的对比曲10 线。由上图可知，在蓄能器参数一定条件下，液压系统执行机构需要的油液体积变化越大，蓄能器最终能够为系统建立的压力越小，而且达到目标压力需要的时间越长，因此系统油液体积变化大小对蓄能器的工作性能具有很大影响。图2.4蓄能器体积大小对系统建压的影响图2.4为蓄能器体积大小不同时，蓄能器对系统建压的对比曲线。由图可知，蓄能器体积越大，蓄能器对系统能够建立的压力越高，但是体积大，在安装使用时会带来不便并会引起资源浪费。蓄能器的体积大小需与上面分析的系统油液体积变化相适应。图2.5蓄能器初始压力对系统建压的影响图2.5为通过液压泵等液压元件为蓄能器供给的初始压力（蓄能器工作时的最高压力）不同时，蓄能器对系统建压的对比曲线。由图可以看出，当液压系统为蓄能器提供的压力小于蓄能器的公称压力（为蓄能器充入的初始气体压力）时，蓄能器不能储压，即不能为系统建压；从图中还可以看出，随着蓄能器初始压力的增加，蓄能器能够为系统建立的压力就会越高，但是蓄能器的初始压力不是越大越好，应根据液压系11 统执行元件要求的最高工作压力进行确定。图2.6蓄能器公称压力对系统建压的影响图2.6为蓄能器公称压力不同时，蓄能器对系统建压的对比曲线。由图可以看出，蓄能器的公称压力越大，蓄能器能够为系统建立的压力越大，但是蓄能器的公称压力要受到系统最小工作压力的限制，如果蓄能器的公称压力大于系统的最小工作压力，液压系统在最小压力工况时，蓄能器就不能为液压系统供给液压油，为系统建立相应的压力。图2.7蓄能器油口直径对系统建压的影响图2.7为当蓄能器油口直径不同时，蓄能器对系统建压的对比曲线。由图可以看出，蓄能器油口直径对蓄能器的建压能力没有影响，但是对建压时间有影响，而且油口直径减小到一定程度时，影响越加明显。在实际应用中，要根据蓄能器的体积及压力确定合适的油口直径。12 2.3电机特性分析该题选用的是他励直流电机，他励直流电机的电路图如图2.8所示。图2.8他励直流电机电路图中：U—电源电压；E—电枢电动势；aI—电枢电流；aR—电枢回路串联电阻；sI—励磁电流；f—励磁磁通；R—励磁绕组电阻；fR—励磁回路串联电阻。sf由图中标明的各个量的方向，列出电枢回路的电压平衡方程式如下：UERI····························································（2.1）aaRRR·····························································（2.2）as式中：13 R—电枢回路总电阻；R—电枢电阻。aECn·······························································（2.3）aeTCI······························································（2.4）emTa0.955CC····························································（2.5）Te式中：C—电动势常数；eC—转矩常数；TT—电磁转矩。em将（2.3）与（2.4）式代入（2.1）式得：URnTnTnn·····································（2.6）2em00emCCCeeTUn································································（2.7）0CeR·····························································（2.8）2CCeTnT·······························································（2.9）em式中：n—电机转速；nT—电磁转矩0时的转速，即理想空载转速；0em—机械特性斜率；n—转速降。由式（2.4）知，电磁转矩T与电枢电流I成正比，因此励磁磁通不变，则机械ema14 特性方程（2.6）可以用转速特性代替，即：URnI·····················································（2.10）2aCCCeeT由以上分析，当U、、R为常数时，他励直流电机的特性曲线是一条以为斜率向下倾斜的直线，得到他励直流电机特性如图2.9所示。图2.9他励直流电机机械特性由于电机的摩擦等阻力的存在，使得电机存在一定的空载转矩T，因此电磁转矩0不可能为零，所以电机的实际空载转速n要比理想转速稍小。所以电机的实际空载转0矩如下式所示。URnT····················································（2.11）002CCCeeT转速降n是理想转速与实际转速的差值，在相同转矩下，其与机械特性的斜率成正比。越大，特性越陡，n越大；越小，特性越平，n越小。2.4单向阀特性分析湿式离合器液压系统单向阀安装在液压泵的出油口，其不仅可以防止系统压力冲击对泵的影响，还可以防止系统油液经过液压泵倒流回油箱。在湿式离合器液压系统15 中，液压泵停止工作时，单向阀使蓄能器依然能够维持设定的压力。单向阀特性如图2.10所示。图2.10单向阀特性其中：pcrack—单向阀开启压力；p—单向阀进口压力；inp—单向阀出口压力；outpnom—单向阀最大开度时，进出口最小压差。图2.10为湿式离合器液压系统单向阀静态特性图。由图可以看出，单向阀可以分为三个工作状态，即关闭状态、开度变化状态和全开状态。单向阀的工作状态是随着[2]单向阀压差的变化而变化的。pppcrack时，单向阀处于关闭状态，液压油无法通过单向阀。inoutpcrackppps时，单向阀进出口压差在达到开启压力pcrack处开始开启，inout达到压差ps时全部开启。在该阶段可以将单向阀的输出流量与进出口的压差关系简化为线性关系，通过单向阀的流量dq随着进出口压差dp的增加而线性增加。pspppnom时，单向阀处于全部打开状态，其中pnom为单向阀的最大inout16 工作压力，qnom为通过单向阀的最大流量。在该状态下，单向阀流量dq与压差dp的关系计算按孔口来计算，如式2.14所示。单向阀在以上三种工作状态下，通过单向阀的流量与压差的关系可以分别由式（2.12）、（2.13）和（2.14）表示。q10································································（2.12）q2(pinpoutpcrack)grad···········································（2.13）5210pinpoutqC3qA·············································（2.14）式中：Cq—流量系数；—运动粘度；A—截面面积。单向阀的状态转换图如图2.11所示。图2.11单向阀工作状态转换图在上述的分析过程中，忽略了单向阀工作过程中摩擦力等阻力的影响，在实际应用中，单向阀开启和关闭时的流量—压力曲线并非完全重合的。单向阀开启时，压差略大于pcrack；而当单向阀关闭时，单向阀达到完全关闭状态时，压差略小于pcrack。17 2.5溢流阀特性分析溢流阀在湿式离合器液压系统中起限压作用，防止系统过载，对液压系统元件起保护作用。溢流阀的特性包括静态特性和动态特性，下面对溢流阀的静态特性和动态特性分别加以分析。2.5.1溢流阀静态特性分析图2.12溢流阀简化启闭特性溢流阀的静态特性主要是指溢流阀的启闭特性。溢流阀简化启闭特性如图2.12所示。当不考虑溢流阀工作过程中的摩擦等阻力作用时，溢流阀的开启特性曲线和闭合特性曲线重合，当溢流阀的进口压力大于开启压力Pcr时，溢流阀开始开启，当溢流阀进口压力小于开启压力Pcr，溢流阀开始关闭，溢流阀流量随着进口压力的增加成线性增加；当考虑摩擦等阻力时，溢流阀开启特性曲线与闭合特性曲线并不重合，溢流阀开启时的压力Po要略大于设定的开启压力Pcr，而当溢流阀由开启状态到完全关闭时，进口压力要略小于设定的开启压力Pcr。在对液压系统进行建模仿真分析时，我们可以利用溢流阀简化启闭特性建立溢流模型，对液压系统进行仿真分析。溢流阀的实际启闭特性曲线如图2.13所示，溢流阀18 流量与进口压力并不是简单的线性关系。图2.13溢流阀实际启闭特性2.5.2溢流阀动态特性分析图2.14溢流阀动态特性图2.14为溢流阀动态特性图，图中溢流阀的静态系统和一阶系统特性是对溢流阀特性二阶特性的简化，在进行建模仿真时，如果溢流阀不是整个液压系统的关键元件，为了减少仿真时间，我们可以将溢流阀的动态特性进行图中的简化，根据实际情况决定将其简化为静态系统还是一阶系统。19 2.6比例压力电磁阀特性分析液压系统中比例压力电磁阀是实现对湿式离合器精确控制的关键部件，它接受来自控制单元的压力控制电信号并将其转化为湿式离合器需要的液压信号，所以在此着重对比例压力电磁阀进行深入研究分析。2.6.1比例压力电磁阀结构比例压力电磁阀总成主要由比例压力阀、阀体和压力传感器三部分组成，比例压力电磁阀总成如图2.15所示。阀体是比例压力阀和压力传感器的载体，阀体上有三个油口，分别为进油口、回油口和控制油口，三个油口和阀体内部的通道决定了液压油的流向，阀体的结构如图2.16所示；比例压力阀通过电磁力和液压油压力等力的平衡同阀体一起实现压力大小的调节，比例压力电磁阀结构如图2.17所示；压力传感器能够准确测量控制油口的输出压力，由此控制系统可记录控制油口压力的实时变化值，检验通过占空比控制的液压油压力的准确性、稳定性及响应快速性。图2.15比例压力电磁阀总成结构图20 图2.16比例压力电磁阀阀体结构图图2.17比例压力电磁阀结构图2.6.2比例压力电磁阀工作原理21 图2.18比例压力电磁阀工作原理图图中：p—进油口；mp—回油口；exp—控制油口。c图2.18中左图为比例压力电磁阀的关闭状态，此时比例压力电磁阀不通电，在弹簧力的作用下，电磁阀处于关闭状态，p口与p口相通，p口与p口和p口不通，cexmcex液压油无法通过比例压力电磁阀，湿式离合器里的液压油流回油箱。图2.18中右图为比例压力电磁阀的工作状态，比例压力电磁阀通电，产生的电磁力推动比例阀阀芯向右移动，此时p口开度慢慢减小，p口逐渐开启，p口逐渐与exmmp相通，随着电磁力逐渐增大，p口压力逐渐增加，即为湿式离合器提供的压力越大。cc电磁力达到稳定值后，由于液动力的存在，阀芯经过一个震荡调节过程后逐渐达到稳定。1.比例压力阀的数学模型：[3]比例压力电磁阀的数学模型如下所述，其中x为比例压力电磁阀阀芯位移。c（1）电液力12FpD··························································（2.15）yccc4式中：F—电磁阀所受电液力。yc22 （2）惯性力Fmx·····························································（2.16）accc式中：F—电磁阀阀芯惯性力；acm—电磁阀阀芯质量。c（3）稳态液动力2(CDxpp)cosx0cmccccF··································（2.17）wc2cCDxposx0ccccc式中：F—电磁阀稳态液动力；wcC—电磁阀流量系数；cD—电磁阀阀芯外径；cp—电磁阀控制力。c（4）瞬态液动力LCD2(pp)xx0cccmcccF·····································（2.18）scLCD20pxxcccccc式中：F—电磁阀瞬态液动力；scL—电磁阀阻尼长度。c（5）弹簧力Fkx······························································（2.19）bkc式中：F—弹簧力；bkF—弹簧刚度。bk23 （6）电磁力(i)Ff····························································（2.20）mcc式中：F—电磁力；mci—阀芯线圈的电流。综合以上分析，比例压力阀的力学方程为：FFFFFF··············································（2.21）acwcscycbkmc当x0时，p关闭，液压油由p流入，由p流出，p口流量为：cexmcm2(pp)mcQCDx·················································（2.22）cmccc式中：Q—电磁阀入口流量。cm电磁阀左侧反馈腔的流量为：VxclQp····························································（2.23）clcE式中：Q—电磁阀左侧反馈油腔的流量；clV—电磁阀左侧反馈油腔容积。cl电磁阀右侧反馈腔的流量为：2124VDcrcxQDxP·········································（2.24）crccc44E式中：Q—电磁阀右侧反馈油腔的流量；crV—零位置时电磁阀右侧反馈油腔容积。cr电磁阀控制油口流量为：24 VcQp·····························································（2.25）cvcE式中：Q—电磁阀控制油口流量；cvV—电磁阀活塞缸容积。c根据以上流量，建立x0时流量平衡方程：cQQQQ······················································（2.26）clcrcvcm当x0时，p关闭，p打开，湿式离合器中液压油流回油箱，p口的流量为：cmexex2pcQCDx······················································（2.27）cxccc式中：Q—电磁阀回油口的流量。cx此时的流量平衡方程为：QQQQ······················································（2.28）cxcrclcv2.6.3比例压力电磁阀静态特性分析图2.19比例压力电磁阀静态特性25 图2.19为比例压力电磁阀的静态特性曲线。由图可知，电流在0—420mA时，电磁力需要克服比例压力电磁阀的惯性力等阻力，该阶段电磁力无法推动阀芯，控制油口压力始终为零。电流在420—1020mA时，电磁力开始推动阀芯，控制油口压力随电磁阀电流的增加而线性增加。当电流大于1020mA时，比例压力电磁阀压力不再随电流增大而增大。2.6.4比例压力电磁阀动态特性分析图2.20比例压力电磁阀动态特性图2.20为比例压力电磁阀动态特性曲线图。由图可以看出，比例压力电磁阀开始工作时会出现超调震荡，经过一段时间后，比例压力电磁阀的压力趋于稳定。在比例压力阀的实际应用中，通过相应的控制算法来对比例压力电磁阀进行调节控制，对其动态性能进行优化，以减少其超调量和响应时间。2.7本章小结本章对湿式离合器液压系统的组成元件液压泵、蓄能器、电机、单向阀、溢流阀及比例压力电磁阀等进行了特性分析，对液压系统组成元件的特性分析，可为液压系统的整体建模与仿真分析提供一定的依据。26 第3章湿式离合器液压系统特性的仿真研究湿式离合器液压系统液压油直接作用于湿式离合器活塞，液压系统必然会影响湿式离合器的接合品质。因此，对于湿式离合器液压系统特性的仿真研究具有一定意义。3.1AMESim与Simulink联合仿真的实现针对AMESim在液压系统建模仿真方面的优势和Simulink在控制系统建模仿真方面的优势，本文利用AMESim软件和Simulink软件对湿式离合器液压系统进行了联合仿真，联合仿真是通过AMESim中的联合仿真接口模块和Simulink中的S函数来实现的。AMESim与Simulink的联合仿真实现步骤如下：（1）在AMESim中依次选择ModelingInterfaceBlockCreatInterfaceIcon，添加联合仿真接口模块；（2）完成步骤1操作后，会弹出InterfaceIconCreation对话框，首先选择接口类型，在此选择Simulink，然后在对话框中分别输入变量个数及变量名称、输出变量个数及名称和联合仿真模块名称；（3）完成步骤二的参量设置后弹出联合仿真接口模块图标；（4）完成以上三个步骤后，将AMESim的工作模式从草图模式切换到仿真模式，单击仿真按钮，弹出“选择执行”对话框，单击对话框中的OK按钮，系统会自动打开Simulink；（5）利用Simulink软件创建*.mdl文件，在文件中添加S函数模块，对S函数模块进行参数设置，函数名需要与AMESim文件名相同，且末尾添加下划线“_”；“S-function-Parameter”需要设置两个参数，第一个参数表示是否创建AMESim结果文件，参数1表示创建结果文件，参数0表示不创建结果文件，第二个参数表示指定的输出间隔，如果该值设置为0或者负数，则表示Simulink任何时间产生的结果都添加到AMESim结果文件中；27 （5）完成以上步骤后，进行Simulink模型的搭建，在此即为湿式离合器液压系统控制器模型。3.2湿式离合器液压系统AMESim建模图3.1为湿式离合器液压系统AMESim模型，该模型包含了2.2节中所述的液压系统所有组成元件模型，包括液压泵、电机、过滤器、蓄能器以及各种阀等模型模块，同时还包括联合仿真接口模块及各种控制模块等。3.2.1湿式离合器液压系统模型原理分析电机2驱动液压泵3从油箱1中泵油，从液压泵泵出的液压油分为三条支路，一条流向溢流阀，溢流阀5的作用是防止系统过载；另一条流向卸载阀4，卸载阀的功用是当液压泵停止工作时，使液压泵泄压；第三条支路流经单向阀6，单向阀的作用是使液压油单向流动，防止液压泵不工作时，液压油从油泵流回油箱。液压油流经单向阀后又分为两条支路，一条流向蓄能器8，为蓄能器蓄压；另一条流经过滤器9，过滤器的作用是滤除液压油中的杂质。液压油流经过滤器后流向换向阀10，湿式离合器活塞的压力与目标压力接近到允许误差范围内时，换向阀关闭，使换向阀前后液压油之间断路；当活塞压力实际值不在允许的误差范围内时，换向阀打开，油泵和蓄能器可以为换向阀下游的液压元件供给液压油，直到活塞压力实际值足够接近目标值。经过换向阀的液压油流行比例压力阀，比例压力阀的工作原理如2.6.2节所述，在此A1、P1和T1分别对应比例压力电磁阀的进油口、控制油口和回油口，当比例压力电磁阀工作时，从比例压力电磁阀控制油口流出的液压油流向湿式离合器液压执行元件13，液压油推动湿式离合器活塞经过推力盘及膜片弹簧等中间执行元件，最终将压力作用于摩擦片和摩擦钢片，使湿式离合器接合，进而传递转矩。该模型还搭建了湿式离合器主动部分驱动模型以及从动部分的负载模型，包括驱动电机15等，以此我们可以方便的观察到湿式离合器的接合时间及传递的转矩。28 图3.1湿式离合器液压系统模型电机2的转速是由A模块信号和函数C模块的输出信号共同来控制的，函数C模29 块的功用是通过输入信号Y与输入信号X来进行逻辑判断，输入信号Y为湿式离合器活塞压力目标值与实际值之差，信号X为蓄能器压力，当活塞压力的目标值与实际值之差不在允许值范围内或蓄能器压力低于设定值时，函数C模块输出逻辑值为1的信号，其同转速信号A模块一同驱动电机，电机进而驱动液压泵为系统供油；否则，函数C模块输出逻辑值0，使电机停止工作。泄压阀4的通断是由函数C模块信号与函数B模块信号共同进行控制的，函数B模块的功用是对函数B模块的输出信号进行取反，即函数C输出逻辑值1驱动电机时，函数B模块输出逻辑值0，泄压阀不通；当函数C输出逻辑值0，电机不工作时，泄压阀通流，为液压泵泄压，即液压泵工作时，泄压阀不通；液压泵不工作时，泄压阀通，为液压泵泄压。方向阀10的通断流是通过函数D模块的输出信号来进行控制的，函数D模块的输入信号为湿式离合器活塞压力实际值与目标值之差，当差值达到允许的范围时，函数D模块输出逻辑信号1，方向阀处于左位通流状态，上游元件与下游元件通流，直到实际值足够接近目标值；当实际值与目标值足够接近时，函数D模块输出逻辑值0，方向阀处于右位断流状态。模型中模块F的功能是根据膜片弹簧变形量输出膜片弹簧力，该模块的输入信号是通过位移传感器14测得的活塞位移，即膜片弹簧变形量。F模块输入膜片弹簧变形量，再根据储存膜片弹簧弹性特性信息的DATA文件输出弹簧力。模型中G模块的功能是将活塞通过中间执行机构作用于膜片弹簧上的力转化为作用于摩擦片和摩擦钢片上的力，该功能是通过利用杠杆比进行计算得到两者的对应函数关系来实现的。JointSimulationBlock模块是AMESim与Simulink的联合仿真接口模块，通过该模块可以实现AMESim与Simulink的联合仿真，利用该模块的目的主要是为了通过控制器来实现对液压系统的有效调节控制，以此保证湿式离合器液压系统控制压力的准确性、快速性以及稳定性。JointSimulationBlock模块及控制器模块是液压系统模型中非常重要的组成部分，将在后面的章节中对其进行详细分析。3.2.2湿式离合器液压系统模型参数分析30 模型参数要根据湿式离合器液压系统的实际需要进行相应设置。本节对湿式离合器液压系统的参数设置进行了详细分析。1.液压系统执行元件工况分析在对液压系统进行参数设置之前，首先进行要对液压系统执行元件即湿式离合器活塞的工况进行分析。图3.2湿式离合器活塞结构图图3.2为湿式离合器活塞结构图，图中点划线标注部分为液压油作用截面，液压油流入活塞腔，液压油推动活塞在湿式离合器活塞腔中作直线运动，活塞推力通过中间执行机构膜片弹簧、压力盘等作用于摩擦片和摩擦钢片上，从而可使二者接合，将发动机的输出转矩通过摩擦转矩输出。通过试验得，湿式离合器传递转矩要满足设计要求，要求湿式离合器液压系统能够提供4.5MPa油压。在湿式离合器快接合工况中，要求其能够在1s内迅速接合，这就要求湿式离合器活塞能够满足一定的速度要求。ult·································································（3.1）式中：u—湿式离合器接合时活塞速度；t—湿式离合器接合时间；l—活塞位移。31 湿式离合器活塞要满足一定的速度要求，则液压系统要满足一定的流量要求，即在湿式离合器快接合工况下，液压系统要能够提供足够大的流量，满足活塞的速度要求。quA··································································（3.2）22()DdA··························································（3.3）4式中：q—活塞缸内流量；A—活塞有效受力面积；D—活塞外直径；d—活塞内直径。由式（3.1）、（3.2）与（3.3）可得活塞缸内液压油流量为22()Ddql/t4223.14[(8.8/2)-(7.9/2)]601.52L/min································（3.4）4110001.07602776L/min2.液压泵模型参数设置分析液压泵模型的设置主要包括排量和转速。由上节中对执行元件工况分析可知，在湿式离合器快接合时，要求液压系统能够为湿式离合器提供q1.07602776L/min的流量，取系统的泄露系数K1.1，则液压泵的流量为qKq1.11.076027761.183630536L/min································（3.5）pq—液压泵的流量；pK—系统泄漏系数。在系统所需流量q已知情况下，首先根据液压泵流量q、转速n及泵的容积效率p32 （容积效率估取为0.9）计算泵排量的参考值。然后再根据所选液压泵倒推出实际流量q，将其与系统所需流量进行对比分析。p01000qpV····························································（3.6）gnv式中V—泵的排量的参考值；gq—液压泵流量；pn—泵的转速；—容积效率。v该题根据液压泵流量q1.183630536L/min，拟初选齿轮泵的转速为1500r/min，p泵的容积效率为0.9，根据式（3.6）可算得泵的排量参考值为1000qp10001.183630536VmL/r0.87676336mL/r······················（3.7）gn15000.9v根据以上计算结果查手册，选用规格相近的CBK0-1齿轮泵，其最高压力为20MPa，排量V1.02mL/r，转速范围为1400r/min-4000r/min，取容积效率为0.9，倒推出泵所选泵的额定流量为qVn1.0215000.9mL/min1.377L/min····························（3.8）pv0由结果可以看出，CBK0-1齿轮泵满足湿式离合器液压系统工作需求。根据以上分析，液压泵模型参数的设置按照CBK0-1齿轮泵参数进行设置。3.蓄能器模型参数设置分析蓄能器模型需要设置的参数主要包括蓄能器容量、充气压力和初始压力。湿式离合器液压系统中蓄能器的主要作用是作为辅助动力源，储存和释放能量，这种用途的蓄能器的容量V和皮气囊充气压力P，可以根据它工作中需要输出的油液00体积V、系统最高工作压力P及要求维持的最低工作压力P来决定。1233 蓄能器气体状态变化方程如下：nnPVPVPV常数················································（3.9）001122式中：P—蓄能器气囊充气压力；0P—湿式离合器液压系统最高工作压力；1P—湿式离合器液压系统最低工作压力；2VP—蓄能器气囊充气压力下的气体体积；00VP—湿式离合器液压系统最高工作压力下的气体体积；11VP—湿式离合器液压系统最低工作压力下的气体体积；22n—多变指数，湿式离合器液压系统中蓄能器用于短期大量供油，它释放能量的速度很快，可认为是在绝热条件下工作，这时取n=1.4。当压力从P降到P时，蓄能器释放的油液体积即气体体积的变化量V为：12VVV····························································（3.10）21V—蓄能器气体体积变化量。由以上两式可推导得：VV················································（3.11）01/nn1/1/nPP(1/)(1/P)021充气压力P在理论上可与P相等，但由于系统存在泄漏，为保证系统压力为P时，022蓄能器还有补偿能力，所以P应小于P值。根据经验，对折合型气囊式蓄能器取02PP(0.8—0.85)，对于波纹型气囊蓄能器取PP(0.6—。0.65)0202由于系统的理论压力工作范围为0-5MPa，所以蓄能器要求的压力变化范围较大，又由于0-0.2MPa的实际工况很少，所以要求蓄能器能够维持0.2-5MPa的系统压力即可。所以将蓄能器的最低工作压力P按0.2MPa计算，公称压力P选择为最低工作压力2034 的80%，即0.16MPa；在湿式离合器液压系统提供4.5MPa的压力便可满足湿式离合器的最大转矩传递要求，考虑到系统液力损失，我们将蓄能器最高工作压力P设置为16MPa。湿式离合器工作过程油液体积变化：22()DdVl4223.14[(88/2)(79/2)]15.2··········································（3.12）100017.933796mL0.017933796L由此我们可以计算出蓄能器的公称容积：VV01/nnn1/1/PP((1/)(1/))P0210.017933796L·········································（3.13）1/1.41/1.41/1.40.16((1/0.2)(1/6))0.0231L由式（3.13）计算得到的蓄能器容积很小，在市场上很难购买到，因此选用市场上易于购买且容积相对较小的NXQ1-L0.25-H蓄能器，其容积为0.25L，该蓄能器能够满足湿式离合器的工作需求。在此根据NXQ1-L0.25-H蓄能器实际参数对蓄能器模型进行参数设置。4.电机模型参数设置分析由第二章中对他励直流电机特性的分析得，当利用他励直流电机的硬特性时，在电机负载发生变化时电机转速变化范围不大，所以在此对电机模型进行理想化处理，设定电机为恒转速运转，转速为液压泵额定转速1500r/min。5.单向阀模型参数设置分析第二章中对单向阀的特性进行了分析，在此利用单向阀的简化模型，认为单向阀开启和关闭时的流量—压差特性曲线是重合的，流量—压差始终为线性关系，斜率为梯度值，因此单向阀的参数设置主要包括开启压力和梯度值，在此开启压力和梯度分35 别设置为3bar和默认值。6.溢流阀模型参数设置分析溢流阀模型采用第二章中所述的静态特性模型，需要设置的参数主要包括开启压力和梯度，在此开启压力根据湿式离合器液压系统的最高工作压力进行设定，梯度采用默认值。7.比例压力电磁阀参数设置分析在此根据第二章中比例压力电磁阀的结构和工作原理图自行搭建比例压力电磁阀模型，比例压力电磁阀参数根据HLDCF-60型压力电磁阀实际结构及尺寸进行设置。8.换向阀的参数设置分析在此采用换向阀的静态特性模型，需要设置的参数主要包括压降和最大开口时对应的流量，压降设置为3bar，最大开口流量设置为默认值。9.油管模型参数设置分析油管的参数设置主要包括内径、壁厚和管长，下面对油管相关参数的设置进行分析。油管的内径和壁厚，我们在选择时可以首先根据公式（3.14）、（3.15）进行计算，然后查阅相关的标准进行选定。qd2······························································（3.14）vpdn·······························································（3.15）2b式中：3q—通过油管最大流量，m/s；v—油管中允许流速（取值见表3.1），m/s；36 d—油管内径，；m—油管厚度，；mp—管内最高工作压力，MPa；—管材抗拉强度，MPa；bn—安全系数（取值见表3.2）。表3.1油管的允许流速m/s表3.2安全系数（钢管）湿式离合器液压系统中油管的最大流量按液压泵的流量进行取值，即：qVn1.0215000.9mL/min1.377L/min···························（3.16）pv0湿式离合器压液压系统压油管的工作压力范围为0-5MPa。根据湿式离合器液压系统的工作条件与表3.1和表3.2，油管选取的参数如表3.3所示。表3.3油管计算过程所选参数值根据公式（3.14）、（3.15）及相关参数计算出液压系统中所需油管的内径及厚度，如表3.4所示。37 表3.4计算所得油管内径与厚度mm根据表3.4中计算出的油管内径和厚度及JB827-1966标准确定最终的油管内径和油管厚度，如表3.5所示。表3.5油管内径与厚度mm我们按照上面的分析结果对油管模型进行相关参数设置。3.3湿式离合器液压系统控制器建模3.3.1液压系统PID控制器建模比例+rt()+et()+ut()y()t积分被控对象‐+微分图3.3PID控制器基本结构图图3.3为PID控制系统结构图，根据PID控制系统结构原理为湿式离合器液压系统建立的PID控制器Simulink模型如图3.4所示，JointSimulinkBlock模块为Simulink库中的S函数，该函数使得Simulink能够与AMESim进行通讯，其中该模块的输出是AMESim中联合仿真模块的输入，该模块的输入对应AMESim中的输出。38 JointSimulinkBlock输出的实际值与目标值的偏差作为PID控制器的输入，PID控制器经过调节后，将调节后的输出结果返回到AMESim模型中驱动液压系统执行机构。图3.4PID控制器Simulink仿真模型3.3.2液压系统模糊PID控制器建模1.模糊PID控制器模型Ee量化因子模糊化模糊推理清晰化dedt/kkD/FARFD/eecECKPKIKDkpkikd比例KP+rt()+et()+ut()yt()积分K被控对象I‐+微分KD图3.5用模糊控制器修正PID调节参数原理图图3.5为用模糊控制器修正PID调节参数原理图，由图可以看出，目标值与实际39 的值偏差e及偏差变化率ec分别输入PID控制器和模糊控制器中，模糊控制器中的三个模糊控制器分别对比例控制器中的比例常数K、积分常数K和微分常数K进行调PID节，分别经过模糊化、近似推理和清晰化后，由模糊控制得出的修正量K、K、和PIK分别输入到PID调节器中，对三个系数进行实时在线调节。I图3.6模糊PID控制器Simulink仿真模型图3.6是根据模糊控制器对PID参数进行修正原理建立的模糊PID控制器Simulink仿真模型，模糊控制器的输入量为湿式离合器活塞实际压力与目标压力的偏差及偏差的变化离率，输出量为PID比例常数、积分常数和微分常数的调节量。2.模糊控制器模糊规则根据多次的数据处理得出的输入变量e与三个参数K、K、K间的关系，并根据PID仿真结果进行不断调整后，综合得出了表3.6、表3.7、表3.8三个调节参数的模糊规则。40 表3.6调节比例常数K的模糊控制规则Pe表3.7调节积分常数K的模糊控制规则I表3.8调节微分常数K的模糊控制规则D图3.7是根据表3.6、表3.7和表3.8中的模糊规则，利用Simulink中的FIS编辑41 器得出的调节比例常数、积分常数与微分常数模糊规则曲面，我们可以从模糊规则曲面中比较直观的观察模糊控制输入量与输出量之间的对应关系。图3.7调节比例常数、积分常数与微分常数模糊规则曲面3.4湿式离合器液压系统特性的仿真分析图3.8和图3.9分别为PID控制器与模糊PID控制器控制调节下，目标压力分别为10bar、20bar和30bar时，湿式离合器液压系统压力响应曲线。图3.8PID控制器控制下压力响应曲线42 图3.9模糊PID控制器控制下压力响应曲线从图3.8与3.9中可以看出，在PID控制调节下，液压系统压力会出现很大的超调，无法保证湿式离合器接合压力的控制精度，对湿式离合器的接合品质产生很大影响；在模糊PID控制调节下，湿式离合器接合压力平稳上升，无超调量且没有静态误差，大约经过0.13s的时间，接合压力便与目标接合压力相吻合，因此在模糊PID控制调节下，湿式离合器液压系统同时满足快速性、稳定性与准确性要求，控制调节性能明显优于PID控制器。图3.10模糊PID控制下湿式离合器接合压力与蓄能器压力变化对比曲线图3.10为模糊PID控制下湿式离合器接合压力与蓄能器压力变化曲线，从图中可以看出，在0.5s时，液压泵和蓄能器开始为系统供给液压油，蓄能器的压力开始下降，而湿式离合器接合压力开始上升；约在0.63s时，湿式离合器接合压力与10bar的目标压力相吻合；0.63s后，蓄能器停止向湿式离合器供给液压油，湿式离合器接合压力维43 持恒定，液压泵开始为蓄能器供给液压油，蓄能器开始储压，其压力逐渐升高，直到设定的50bar压力，该过程大约需要1.1s的时间。图3.11蓄能器气体体积与压力及流量变化曲线图3.11为蓄能器气体体积与压力及流量变化曲线。从图中可以看出，在0.5s时，蓄能器流量迅速增加且为正值，此时蓄能器为湿式离合器液压系统提供液压油，蓄能器压力随之迅速降低，体积迅速增加；在0.63s后，蓄能器流量由正值变为负值，并且经过0.05s时间，蓄能器流量达到恒定值，该流量即为液压泵为蓄能器供给液压油流量，随着液压泵为蓄能器供给液压油，蓄能器的压力也随之平顺升高，直到达到设定的恒定值，该过程中，蓄能器体积随着蓄能器压力升高而减小，最终达到预设值。图3.12蓄能器压力随体积变化及波意耳定律值曲线44 图3.12为蓄能器压力随体积变化及波意耳定律值曲线。由图可以看出，蓄能器压力是蓄能器体积的幂函数。实际上，蓄能器气体符合波意耳定律，如式（3.17）所示。nnnPVPVPV常数················································（3.17）001122仿真结果与以上理论分析结果相符合，仿真结果如图3.12所示。图3.13比例压力阀进口流量和蓄能器及液压泵流量变化曲线图3.13为比例压力电磁阀进口流量和蓄能器及液压泵流量变化曲线。从图中可以看出，在0.5s开始给定湿式离合器接合压力信号时，蓄能器和液压泵同时为比例压力阀供给液压油，但此时比例压力阀的供给流量基本都是蓄能器提供的，液压泵提供的流量占极少的比例；约0.63s后，比例压力阀进油口关闭，其流量为0L/min，蓄能器流量值和液压泵流量值相等，液压泵为蓄能器供给液压油，蓄能器储存压力。图3.14为比例压力电磁阀阀芯速度与位移变化曲线。从图中可以看出，在0.5s时，比例压力阀阀芯迅速移动，位置稍有超调，但迅速回调，之后平稳移动，直到达到平衡位置，通过第二章中对比例压力电磁阀工作原理的分析可知，这是比例压力阀的动态平衡过程，从图中可以看出，通过模糊PID控制调节后，该过程在0.2s内即可完成。45 图3.14比例压力阀阀芯速度与位移变化曲线图3.15为换向阀阀芯位置与液压泵转速及蓄能器压力变化曲线。换向阀阀芯位置0表示换向阀不通流；换向阀的通流面积随着阀芯位移的增加而增加，1表示换向阀通流面积达到最大。由图可以看出，0.5s时，给定湿式离合器接合压力控制信号，液压泵开始工作，此时换向阀也开迅速打开，极短时间后，换向阀开始逐渐关闭。换向阀关闭后，液压泵继续工作，直到蓄能器压力达到预设值，液压泵开始停止工作。图3.15换向阀阀芯位置与液压泵转速及蓄能器压力变化曲线46 3.5本章小结本章介绍了建模仿真软件AMESim和Simulink联合仿真的实现方法，在对湿式离合器液压系统模型原理及模型参数设定进行分析的基础上，通过湿式离合器液压系统及液压系统控制器模型对湿式离合器液压系统特性进行了仿真分析。通过分析可知，在模糊PID控制器控制调节下，湿式离合器液压系统性能稳定，与理论分析相符合。47 48 第4章液压系统对湿式离合器接合过程的影响的仿真研究湿式离合器液压系统的主要作用是实现离合器的接合与分离，液压系统必须要能够满足湿式离合器接合过程中接合品质的要求，因此有必要对液压系统对湿式离合器接合过程的影响进行仿真研究。4.1湿式离合器接合过程分析图4.1湿式离合器接合过程示意图图中：T—湿式离合器传递的总转矩；clT—湿式离合器传递的粗糙转矩；cT—湿式离合器传递的粘性转矩；T—湿式离合器从动部分受到的阻力矩；n—湿式离合器主动部分转速；en—湿式离合器从动部分转速；c49 湿式离合器接合过程主要分为四个阶段，如图4.1所示。第一阶段，0t阶段，在该阶段湿式离合器液压系统开始给湿式离合器供给液压1油，在液压油的作用下，湿式离合器摩擦片和摩擦钢片之间存在的间隙开始逐渐减小，但该阶段内摩擦片和摩擦钢片尚未接触，摩擦片和摩擦钢片间隙中的冷却油形成油膜，当湿式离合器主动部分转动时，该冷却油膜会产生剪切力，该剪切力会使湿式离合器主、从动部分间产生粘性转矩。该阶段，由于摩擦片和摩擦钢片尚未接触，粗糙转矩为零，粘性转矩不足以克服从动部分的阻力矩，因此从动部分转速为零。第二阶段，tt阶段，随着湿式离合器液压系统供给压力的逐渐增加，湿式离合12器摩擦片和摩擦钢片开始接触，开始出现粗糙转矩，随着接合压力的增加，粗糙转矩也随之增加。由于摩擦片与摩擦钢片间的油液不断被挤出，粘性转矩在达到峰值后逐渐减小。该阶段湿式离合器主、从动部分之间的粘性转矩和粗糙转矩之和依然小于湿式离合器从动部分的阻力矩，因此从动部分转速仍然为零。第三阶段，tt阶段，湿式离合器传递的转矩足以克服从动部分的阻力矩，从动23部分开始转动。随着湿式离合器液压系统供给压力的增加，湿式离合器传递的转矩也逐渐增加，该转矩使得湿式离合器主动部分转速逐渐下降，从动部分转速逐渐升高，在t时刻主、从动部分转速达到一致。3第四阶段，在t以后，湿式离合器主、从动部分转速一直保持相等，且随发动机3[4]转速变化而变化。4.2湿式离合器接合过程评价指标湿式离合器接合过程评价方法通常分为两种，分别为主观评价方法与客观评价方法。4.2.1主观评价方法主观评价方法不需要任何特定的设备仪器对相应参数进行测量，而是由有经验的50 驾驶员通过自身感受来对汽车的平顺性进行评定，通过汽车的平顺性可以判断湿式离合器接合过程的好坏。汽车平顺性的评定不是由一个驾驶员来完成的，而是由多名驾驶员来分别完成，对他们的评定结果进行整合。主观评价方法简单方便，但是不够全[5]面，不够具体。4.2.2客观评价方法客观评价方法需要通过一定的仪器设备对湿式离合器接合过程中的某些参量进行测量，再对测量所得的相应参量进行相应计算得到能够反映湿式离合器接合过程好坏的指标值。我们一般常把冲击度和滑磨功两项指标作为评价湿式离合器接合过程好坏的定量评价指标。1.冲击度冲击度j是指车辆纵向加速度的变化率。22jdtud·····························································（4.1）式中：j—冲击度；u—汽车速度。冲击度定量地反映了湿式离合器接合过程给人带来的主观感受，同时反映了汽车传动系的动载荷。ur································································（4.2）式中：r—车轮半径；—车轮角速度。du22rdiidTg0cj··············································（4.3）22dtiidtmrdtg0式中：—传动效率；51 i—变速器变速比；gi—主减速比；0T—湿式离合器传递的转矩，粘性转矩和粗糙转矩之和；c—旋转质量换算系数；m—汽车总质量。通过式（4.3）可以看出，汽车传动比、汽车质量、车轮半径、传动效率及湿式离合器传递转矩都会对冲击度产生影响。在汽车自身参数一定的条件下，湿式离合器传递的转矩变化率越大，冲击度就会越大；反之，湿式离合器传递的转矩变化率越小，33冲击度就会越小。前苏联、德国及我国推荐的最大冲击度分别为25.5m/s、10m/s和317.64m/s。湿式离合器液压系统供给的压力决定着湿式离合器传递的转矩及其变化率，因此对液压系统的精确控制直接影响着湿式离合器接合过程的品质。2.滑磨功湿式离合器在接合过程中，湿式离合器主、从动部分的转速差会使主、从动部分产生滑磨，滑磨会消耗一定的机械能，消耗掉的机械能进而转化为热能，转化为热能所消耗的功称为滑磨功。湿式离合器元部件的性能受到滑磨功的影响会发生变化，进而影响湿式离合器的整个工作性能。严重时，其会使得湿式离合器工作性能完全失效，甚至发生事故。滑磨功数学模型如下所示：tWT()························································（4.4）clec0T—湿式离合器传递的转矩；clt—湿式离合器主动部分与从动部分间滑磨时间；—湿式离合器主动部分转速；e—湿式离合器从动部分转速；c由式（4.4）可得，湿式离合器接合过程中，滑磨功的大小主要取决于湿式离合器主动部分和从动部分的滑磨时间、主动部分和从动部分的转速差和湿式离合器传递的52 转矩。通过以上分析可得，湿式离合器接合快慢对冲击度和滑磨功都有直接影响。接合速度越快，接合时间越短，滑磨功越小，湿式离合器磨损越小，越有利于提高湿式离合器的使用寿命，但此时冲击度越大，人感到的不舒适性越强烈；接合速度慢，接合时间越长，冲击度越小，有利于提高汽车的平顺性，但滑磨功会越大，湿式离合器磨损越严重，产生的大量热量甚至会损坏湿式离合器元部件。由此可见，湿式离合器接合过程中，不能使得冲击度和滑磨功各自达到最优化，要实现二者的均衡。湿式离合器液压系统的供给压力及其变化率决定着湿式离合器的接合速度，因此湿式离合器液压系统直接影响湿式离合器的接合过程的好坏。4.3液压系统对湿式离合器接合过程的影响的仿真建模4.3.1液压系统模型图4.2中的液压系统模型能够与整车传动系统模型构成液压系统对湿式离合器接合过程的影响的仿真模型，与3.2节中湿式离合器液压系统模型相比，此处液压系统AMESim模型中的联合仿真模块JointSimulationBlock增加了一个输入量，即湿式离合器液压系统通过中间执行机构作用于摩擦片与摩擦钢片上的压力，该力通过联合仿真模块输入到整车传动系统Simulink模型中，为湿式离合器提供压力，如图4.3所示。这样我们将湿式离合器液压系统与整车传动系统连接到一起，对液压系统对湿式离合器接合过程的影响进行研究分析。液压系统其它模块与3.2.1节所述液压系统模型一致，在此不再赘述。53 图4.2液压系统模型4.3.2整车传动系统模型图4.3为包括液压系统模糊PID控制器与联合仿真模块在内的整车传动系统模型，该模型主要包括4个模块，分别为模糊PID控制器与联合仿真接口模块、湿式离合器模块、发动机模块及整车阻力模块，下面将分别对各个模块加以说明。54 图4.3整车传动系统模型1.模糊PID控制器与联合仿真接口模块图中FuzzyPID与JointSimulationBlock为PID控制器与联合仿真接口模块。联合仿真接口模块有3个输出量，分别为作用于湿式离合器摩擦片与摩擦钢片上的压力Fn、湿式离合器活塞压力实际值与目标值的偏差e及偏差变化率ec。压力Fn为ClutchTorque模型的输入量，为湿式离合器提供接合压力；偏差及e偏差变化率ec为模糊PID控制器模块的输入量，输出量作用于湿式离合器液压系统，模糊PID控制模器块的详细内容如3.3节所述，在此不做赘述。2.湿式离合器模块55 湿式离合器模块是整车传动系统模型中的关键部分，湿式离合器模块也是我们研究的重点。图4.4为汽车传动系统简化模型。图4.4湿式离合器接合过程简化物理模型其中：Ie—湿式离合器主动部分转动惯量；Ic—湿式离合器从动部分转动惯量；e—湿式离合器主从部分转速；c—湿式离合器从动部分转速。T—湿式离合器输入转矩；inTr—湿式离合器从动部分阻力矩；Tcl—湿式离合器传递的总转矩。要建立整车传动系统中湿式离合器接合过程的Simulink模型，首先需要建立湿式离合器接合过程的数学模型，我们在4.1节中已经对湿式离合器的接合过程进行了分析，在建立湿式离合器数学模型时，将湿式离合器的接合阶段分为两个阶段，即湿式离合器主动部分与从动部分相对滑转阶段和主动部分与从动部分相对锁止阶段。4.1节湿式离合器接合过程分析中的第一、第二、第三阶段为湿式离合器主动部分与从动部分相对滑转阶段，即转速不同步；第四阶段为湿式离合器主动部分与从动部分相对锁止阶段，即转速同步。湿式离合器工作于这两种工作状态，并在一定条件下相互转化。56 湿式离合器滑转阶段与锁止阶段的数学模型及转化条件如下所示。ceandTTffsmaxIeeTTincl()IecITinrTITTccclrceTTclfmaxkTTclfTTffsmax图4.5湿式离合器滑转与锁止阶段数学模型及转化条件T为滑转阶段湿式离合器传递的转矩，湿式离合器传递的转矩T由两部分fmaxkfmaxk组成，分别为粗糙转矩Tc和粘性转矩Tv，湿式离合器传递的转矩为粗糙转矩Tc和粘性转矩Tv之和。TTT···························································（4.5）fmaxkcv33baTBNNp·················································（4.6）cfg0cc444baffsTv(1BNN)·······································（4.7）fg04h式中：T—湿式离合器传递的总转矩；fkmaxT—湿式离合器的粗糙转矩；cT—湿式离合器的粘性转矩；N—湿式离合器摩擦片沟槽数；g57 N—湿式离合器摩擦片数；fp—湿式离合器受到的比压力。ch2()hh2ph()ENeerfc()·······················（4.8）c222E—杨氏模量；—粗糙峰值半径；N—粗糙度密度；—摩擦片无沟槽部分总转角。022g···························································（4.9）0Nabg—沟槽宽度；gb—摩擦片外直径；a—摩擦片内直径；—润滑油液动力粘度；—滑磨系数；cB—面积因子。H222()Rx2222BH11erfHe···························(4.10)2hH································································（4.11）—粗糙峰高度均方差；x—粗糙峰点密度；R—粗糙峰点曲率半径；—摩擦片粗糙度均方根；h—油膜厚度。58 dhdNh3112g0()13()hhFAp()h···················（4.12）3appcdtgh()h2121hgh()[1erf()]···················································（4.13）22h0.56()()10.9he·····················································（4.14）2baaba44222ba22bba422()N·························（4.15）g016816(Inab)81()h·····················································（4.16）h1xkpermF—压紧力；appx—Beavars和Joseph滑磨系数；A—摩擦片面积；k—摩擦材料渗透率；perm—摩擦片渗透性；d—摩擦材料厚度；—Patir因数；f—Cheng因数。fs22.38HH0.1111.1231He···················································(4.17)fshH································································（4.18）分为三阶段：f当H3时：3523z11fzzI1n55zzz132345(160z405z60147z321z6059 ······································································（4.19）当H3时：7·································································（4.20）f6当H3时：3523zz122zzI(1)n66zz3080···························（4.21）f32z115T—锁止阶段湿式离合器传递的转矩。fITII()TcinecrT·····················································（4.22）fIIecT—湿式离合器传递的最大静摩擦力矩。fsmaxTnRF························································（4.23）fmaxssclcl332RROiR·························································（4.24）cl223RROi其中—湿式离合器摩擦副静摩擦系数；sn—湿式离合器摩擦副数；F—湿式离合器受到的压力；clR—湿式离合器摩擦片外半径；OR—湿式离合器摩擦片内半径。i根据上述建立的关于湿式离合器滑转阶段与锁止阶段的数学模型、转化条件模型及湿式离合器在相应状态下传递的转矩数学模型搭建了整车传动系统Simulink模型中的湿式离合器模块，湿式离合器模块又主要包括湿式离合器传递转矩模块ClutchTorque、湿式离合器摩擦状态逻辑判断模块FrictionModelLogic、湿式离合器滑转状态模块ClutchSlipping和湿式离合器锁止状态模块ClutchEngaged。60 （1）湿式离合器传递转矩模块湿式离合器传递转矩Simulink仿真模型是根据湿式离合器传递转矩的数学模型搭建的，湿式离合器在主动部分与从动部分达到同步之前，湿式离合器传递的转矩即该模块的输出转矩，包括粘性转矩和粗糙转矩。图4.6湿式离合器传递转矩模块子模型（2）湿式离合器接合状态判断模块图4.7湿式离合器接合状态判断模块子模型61 湿式离合器接合状态逻辑判断模块的功用是根据发动机转矩、湿式离合器能够传递的最大转矩、汽车阻力矩、湿式离合器主动部分与从动部分的转速判断湿式离合器的接合状态，即湿式离合器主动部分与从动部分处于滑转状态还是处于锁止状态，接合状态逻辑判断模块的输出值决定了激活湿式离合器滑转模块ClutchSlipping还是湿式离合器锁止模块ClutchEngaged。（3）湿式离合器滑转模块湿式离合器滑转模块在湿式离合器接合状态判断模块输出逻辑值0时被激活，其Simulink模型是根据图4.5中滑转状态的数学模型搭建的，该模块包括湿式离合器主动部分模型和湿式离合器从动部分模型。图4.8湿式离合器滑转状态模块子模型（4）湿式离合器锁止状态模块湿式离合器锁止状态模块在湿式离合器接合状态判断模块输出逻辑值1时被激活，其Simulink模型是根据图4.5中锁止状态的数学模型搭建的，此时湿式离合器的主动部分与从动部分锁止，转速同步。62 图4.9湿式离合器锁止状态模块子模型3.发动机模块（1）发动机转矩特性发动机是汽车整个传动系统的动力源，发动机输出转矩会根据油门开度及负载变化。我们在此通过试验来得到发动机机部分转矩性能数据，如表4.1所示，以这些试验数据为基础，通过MATLAB插值来得到发动机转矩特性，这样我们就可以以此来建立发动机转矩输出模型，而不用了解发动机的具体运转工况，发动机的转矩特性图如图4.10所示。表4.1发动机部分转矩性能试验数据节气门开度（%）转矩Nm10203040506070809010080023.963.6111.4159.1190.9238.6286.4334.1373.9473.6100037.590.8144.2197.5250.9304.2357.6411464.3577.7120038.298.5152.7210267.3324.5381.8439.1496.4610.6140038.699.5160.4221.3282.2343.1404464.9525.8640.7160037.5100.4163.4226.3289.2352.2415.1478541660转速180034.697.9161.1224.4287.6350.9414.1477.4540.7660r/min200029.891.4153.1214.7276.3338399.6461.2522.9644.522002585145205265325.1385.1445.1505.1625.124002078.2136.4194.6252.8311369.2427.4485.6603.826001571.3127.7184240.4296.7353.1409.4465.8582.128009.964.3118.8173.2227.7282.1336.5391445.4559.930004.857.3109.9162.4214.9267.5320372.5425.1477.663 图4.10发动机转矩性能图（2）发动机转矩输出模型图4.11发动机输出转矩子模型发动机的转矩输出模型是根据上节中的发动机部分转矩试验数据，然后利用Simulink中的查表模块得到的，其Simulink模型如图4.11所示。4.整车阻力矩模块汽车在行驶时受到的阻力包括滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力，这些阻力经过主减速器、变速器后作用于湿式离合器从动部分，对湿式离合器从动部分产生阻力矩。下面将分别建立汽车的滚动阻力F、空气阻力F、坡道阻力F和加速阻力fwiF的数学模型。jFGfcos···························································（4.25）f64 式中：G—汽车重力；—坡度大小；f—滚动阻力系数。2CAuDaF···························································（4.26）w21.15C—空气阻力系数；DA—迎风面积；u—汽车速度。asinFG····························································（4.27）iduaFm···························································（4.28）jdt—旋转质量换算系数；m—汽车总质量；汽车受到的阻力F为滚动阻力F、空气阻力F、坡道阻力F和加速阻力F之和，rfwij即：FFFFF·····················································（4.29）rfwij即：2CAuduDaaFGfcosmgsinm···································（4.30）r21.15dt根据汽车受到的阻力可进而得到汽车的阻力矩，即：2rrCAuduDaaTF(cGfosmgsinm)························（4.31）rriiii21.15dtgg00根据式（4.17）搭建的Simulink仿真模型如图所示。65 图4.12整车阻力矩模型4.4冲击度与滑磨功模型根据湿式离合器接合过程客观评价指标冲击度与滑磨功的数学模型搭建的Simulink模型分别如图4.13和图4.14所示。图4.13冲击度模型图4.14滑磨功模型66 4.5液压系统对湿式离合器接合过程的影响的仿真分析本节将在所建立的联合仿真模型基础上，对液压系统对湿式离合器接合过程的影响进行仿真，并对湿式离合器的相关性参数进行对比分析。4.5.1液压系统对湿式离合器建立的接合压力的仿真分析图4.15液压系统对湿式离合器建立的接合压力图4.15为目标压力分别为0bar、10bar和20bar时湿式离合器接合压力的响应曲线。由图可以看出，大约经过0.12s的时间，湿式离合器的实际接合压力与目标接合压力达到一致，基本没有超调和静态误差。从图可以看出，湿式离合器液压系统性能稳定。4.5.2液压系统对离合器主从动盘转速的影响的仿真分析图4.16为目标接合压力分别为0bar、10bar和20bar时，湿式离合器主动盘与从动盘转速随时间变化对比曲线。目标接合压力为0bar时，主动盘转速从初始转速迅速达到在给定节气门开度下的恒定转速，而此时湿式离合器传递的转矩即带排转矩不足以克服从动盘阻力矩，因此从动盘转速为0r/min；接合压力为10bar时，大约需要1.2s的时间，湿式离合器主动盘与从动盘转速达到同步；当接合压力为20bar时，大约需要0.9s的时间，湿式离合器主动盘转速与从动盘转速达到同步，要比接合压力为10bar时达到同步所需要时间短0.3s。由此可以看出，湿式离合器的接合压力对湿式离合器67 的接合时间有很大影响，接合压力越大，接合时间越短。图4.16不同接合压力下湿式离合器主从动盘转速4.5.3液压系统对离合器传递转矩的影响的仿真分析图4.17不同接合压力下湿式离合器传递的转矩图4.17为目标接合压力分别为0bar、10bar和20bar时，湿式离合器传递的转矩随时间变化的对比曲线。由图可以看出，当接合压力为0bar时，湿式离合器传递的转矩基本恒定，此时湿式离合器传递的转矩即带排转矩大约为48Nm，粗糙转矩为0Nm；当接合压力为10bar时，湿式离合器传递的转矩在1.2s前后变化很快，该时间点为湿68 式离合器主动部分与从动部分达到同步的时间点，在该时间点，湿式离合器的接合状态由滑转状态转变为锁止状态，因此湿式离合器传递转矩的动力学模型发生变化，因此该时间点湿式离合器传递的转矩变化速度较大，在该时间点之后即湿式离合器主动部分与从动部分同步后，湿式离合器传递的转矩变化平缓。当接合压力为20bar时，在0.9s时湿式离合器主动部分与从动部分达到同步，在该时间点前后湿式离合器传递的转矩变化速度快，该时间点之后转矩变化速度变得平缓。由分析可得，液压系统压力会影响湿式离合器传递的转矩，压力越大，传递的转矩越大，主从动盘达到同步时，转矩变化也大。4.5.4液压系统对汽车速度的影响的仿真分析图4.18为目标接合压力分别为0bar、10bar和20bar时，汽车速度随时间变化的对比曲线。由图可以看出，在接合压力为0bar时，湿式离合器传递的转矩即带排转矩不足以克服湿式离合器从动盘阻力矩，汽车静止，车速为0m/s；由10bar和20bar接合压力下汽车速度随时间变化曲线可以看出，接合压力越大，汽车起步越快。图4.18不同接合压力下的汽车速度4.5.5液压系统对冲击度与滑磨功的影响的仿真分析1.冲击度图4.19为目标接合压力分别为0bar、10bar和20bar时，湿式离合器结合过程中冲69 击度随时间变化对比曲线。接合压力为0bar时，汽车始终处于静止状态，因此无冲击，3冲击度一直为0m/s。由10bar和20bar接合压力下的冲击度曲线可以看出，接合压力越大冲击度越大，给人带来更大的不舒适性。图4.19不同接合压力下的冲击度2.滑磨功图4.20不同接合压力下的滑磨功图4.20为目标接合压力分别为0bar、10bar和20bar时，湿式离合器结合过程中，湿式离合器的滑磨功随时间变化的对比曲线。当接合压力为0bar时，因为湿式离合器主动部分与从动部分一直处于滑磨状态，因此湿式离合器的滑磨功不断增加；由10bar和20bar接合压力下的滑磨功曲线可以看出，接合压力越大，湿式离合器的滑磨时间越短，滑磨功也越小，产生的热量就越少，越有利于提高湿式离合器的使用寿命。70 综上分析可知，接合压力越大，冲击度越大，给人带来更大的不舒适性，但滑磨功会相应减小，有利于提高湿式离合器的使用寿命，在实际应用中，要根据驾驶员意图等来决定湿式离合器的接合压力。4.6本章小结本章对湿式离合器的接合过程及其评价指标进行了理论分析，建立了包含湿式离合器在内的整车传动系统与液压系统联合仿真模型，并对模型中的主要模块加以说明分析。最后在仿真模型的基础上，分析了液压系统对湿式离合器接合过程的影响，为湿式离合器接合过程控制策略的制定提供了依据。71 72 第5章湿式离合器液压系统试验与分析为了充分验证该题研究的液压系统对商用车湿式离合器的适用性，同时验证仿真模型的有效性，有必要对湿式离合器液压系统进行试验与分析。5.1试验内容及目的本试验通过湿式离合器液压系统为湿式离合器提供典型接合压力，观察典型工作压力下湿式离合器的动态接合特性，并将试验结果与仿真结果进行对比分析，以此来验证液压系统对湿式离合器的适用性及仿真模型的有效性。5.2试验条件5.2.1环境条件（1）室外温度在0~30℃范围内；（2）试验场地为室外开放式道路，在吉林大学南岭校区校园内进行。5.2.2试验车辆条件试验车辆为经过改装装有湿式离合器的XMQ6885E大客车。该试验车辆装配了YC4G180型柴油发动机，最大功率为132KW，最大转矩为660Nm，并装配QJ-805型变速箱，且在传动轴位置安装有CN-YB-CD1型传动轴转矩传感器，可以测量湿式离合器传递的转矩。液压油源的出口处以及湿式离合器控制油道进口处均安装有压力表和压力传感器，可以实时监控液压油源的压力和湿式离合器的活塞压力。湿式离合器内部安装有温度传感器，可以实时监控湿式离合器内部的冷却油温度。湿式离合器的冷却器采用水冷方式进行散热，冷却水箱串联在发动机冷却水循环73 系统中，位于散热器和发动机之间，当发动机处于运转状态时湿式离合器进行强制水循环冷却，因此在湿式离合器内部冷却油温度低于50C时冷却油泵处于关闭状态，只有当湿式离合器内部冷却油温度高于50C后冷却油泵才处于工作状态。图5.1试验车辆5.3试验设备湿式离合器液压系统特性试验采用的试验设备包括数据采集仪、计算机、英飞凌单片机、转矩传感器、压力传感器、转速传感器、位移传感器、温度传感器等。湿式离合器液压系统特性试验所采用的数据采集仪为DEWE-43数据采集仪。DEWE-43数据采集仪是DEWETRON德维创数据采集产品，有8路模拟量信号采集接口、8路脉冲量信号采集接口和两路CAN信号采集接口。湿式离合器液压系统特性试验由数据采集仪所需测量信号包括发动机转速，变速器输出轴转速，变速器输出轴转矩，湿式离合器接合压力，湿式离合器接合占空比，油门踏板信号，制动踏板信号，档位信号，其中发动机转速，变速器输出轴转速为脉冲信号，湿式离合器接合占空比为单片机控制信号，其余为模拟信号，故选用DEWE-43数据采集仪能够满足所需测量信号数要求。同时大量试验测试表明DEWE-43数据采集仪具有操作简单，性能可靠，可实时生成信号数据曲线，拥有实时信号数据显示模块，便于实时观测及了解试验整车各设备运行状态等优点，其硬件结构如图5.1所示。74 图5.2数据采集仪图5.3数据采集仪配套软件界面为满足湿式离合器液压系统特性试验要求所需传感器及数目如表5.1所示。其中转速传感器布置在发动机曲轴后端上，可以实时测得发动机转速，即湿式离合器输入轴转速。转矩转速传感器布置在变速器输出轴上，用于测量变速器输出轴转矩及转速。温度传感器位于湿式离合器壳体内部（湿式离合器内置温度传感器），主要负责测量湿式离合器壳体内部的温度变化情况。一个压力传感器位于液压泵输出端，主要负责测量液压源输出油压，用来保证输出压力，维持蓄能器的设定压力。另一个压力传感器位于电磁阀输出端，主要负责测75 量电磁阀输出的油压，即湿式离合器接合压力。两个位移传感器中，一个用于测量油门踏板信号，另一个用于测量制动踏板信号。角位移传感器位于选换挡执行机构壳壁上，用于测量换挡电机驱动执行机构所移动的距离，从而为单片机判断档位状态提供依据。表5.1湿式离合器液压系统特性试验传感器类型及数目传感器类型传感器数目转速传感器1转矩传感器1温度传感器1压力传感器2线位移传感器2角位移传感器1a压力传感器b位移传感器c转速传感器d转矩传感器e温度传感器f角位移传感器图5.4试验所用传感器76 5.4试验过程5.4.1试验准备试验车辆发动后怠速运行一段时间，检查试验车辆发动机是否缺少冷却水；检查湿式离合器和变速箱是否缺少冷却润滑油；检查制动系统气压是否充足；检查整车传动系统是否有不正常震动，异响；检查液压油源、管路、阀体附近是否有液压油泄露；检查各传感器是否松动；检查数据采集仪能否采集当前信号。经检测无异常后，无关人员撤离试验车辆，准备开始进行试验。提前编写完成湿式离合器控制程序，并下载到XC164单片机中，检测运行无误后方可开始试验。5.4.2试验操作（1）将选档按钮旋至N档位置；（2）启动试验车辆，此时湿式离合器处于常分离状态；（3）踩下制动踏板并将选档按钮旋至D位置；（4）抬起制动踏板，踩下油门踏板，直到70%油门开度；（5）通过湿式离合器液压系统及其控制系统为湿式离合器提供一定的接合压力，在此将0bar和30bar的目标接合压力作为试验工况；（6）车辆停稳后，将选档按钮旋至N位置，抬起制动踏板；（7）试验完成后，检查各传感器是否仍然处于正常状态，对数据进行处理分析。5.5湿式离合器液压系统试验分析5.5.1目标压力为0bar试验工况1.湿式离合器活塞压力图5.5为目标压力为0bar时，湿式离合器的接合压力试验值与仿真值的对比曲线，77 此时湿式离合器的接合压力恒为0bar。图5.5湿式离合器接合压力试验值与仿真值对比曲线2.湿式离合器主动盘与从动盘转速图5.6湿式离合器主动盘与从动盘转速试验值与仿真值对比曲线图5.6为在0bar目标接合压力下湿式离合器主从动盘转速试验值与仿真值对比曲线。由图可以看出，仿真中，仿真开始后，湿式离合器主动盘转速即发动机转速迅速从设定的初始值增加到稳定值，带排转矩不足以克服汽车阻力矩，因此从动盘转速为0rad/s；试验中，湿式离合器主动盘转速在整个试验过程中基本维持恒定转速，从动盘转速始终为0rad/s。3.湿式离合器传递的转矩图5.7为在0bar目标接合压力下湿式离合器传递转矩试验值与仿真值对比曲线。在0bar的接合压力下，湿式离合器传递的转矩为带排转矩，粗糙转矩为0Nm。仿真中，78 仿真开始后，湿式离合器主动盘转速从设定的初始转速逐渐增大到稳定值，而湿式离合器的带排转矩与湿式离合器主动盘与从动盘的转速差有关，因此仿真刚开始阶段，湿式离合器传递的转矩也逐渐增加，最终趋于稳定；试验中，整个试验过程中发动机基本维持恒定转速，此时湿式离合器传递的转矩也基本恒定。试验和仿真得到的湿式离合器传递的转矩曲线经过短暂时间后基本趋向一致，同时也都与理论分析相符合。图5.7湿式离合器传递转矩试验值与仿真值对比曲线4.汽车速度图5.8汽车速度随时间变化对比曲线图5.8为在0bar的目标接合压力下汽车速度试验值与仿真值的对比曲线，带排转矩不足以克服汽车阻力矩，因此汽车处于静止状态，车速为0rad/s，试验值与仿真值相符。79 5.5.2目标压力为10bar试验工况1.湿式离合器活塞压力图5.9湿式离合器接合压力试验值与仿真值对比曲线图5.9为目标接合压力为10bar时，湿式离合器活塞压力的试验值与仿真值的对比曲线。由图可以看出，大约经过0.5s，湿式离合器的实际接合压力与目标接合压力趋于一致，试验值与仿真值的变化趋势基本保持一致。2.湿式离合器主动盘与从动盘转速图5.10湿式离合器主从动盘转速试验值与仿真值对比曲线图5.10为目标接合压力为10bar时，湿式离合器主动盘与从动盘转速随时间变化80 的试验值与仿真值对比曲线。由图可以看出，主动盘与从动盘转速的试验值与仿真值变化趋势基本保持一致，大约在1.2s左右，湿式离合器主动盘与从动盘开始同步，此后主动盘与从动盘转速同步升高。3.湿式离合器传递的转矩图5.11湿式离合器传递转矩的试验值与仿真值对比曲线图5.11为目标接合压力为10bar时，湿式离合器传递的转矩的试验值与仿真值随时间变化对比曲线。通过试验和仿真得到的湿式离合器传递的转矩趋势基本保持一致，在仿真或试验开始后，湿式离合器传递的转矩迅速增加，大约在0.5s时达到最大值，在1.2s左右，湿式离合器主动盘与从动盘开始同步，湿式离合器传递的转矩迅速下降，此后转矩趋于平缓。4.汽车速度图5.12汽车速度随时间变化对比曲线图5.12为目标接合压力为10bar时，汽车速度随时间变化的试验值与仿真值的对81 比曲线，由图可以看出，通过试验和仿真得到的汽车速度随时间变化趋势基本吻合，在1.2s左右，加速度发生相对明显变化，该点之后加速度基本保持不变，这与湿式离合器传递的转矩变化相对应。5.6本章小结本章分别以0bar和10bar为湿式离合器接合的目标压力，对湿式离合器接合的实际压力、湿式离合器主动盘与从动盘转速、湿式离合器传递的转矩和汽车速度随时间变化进行了试验，试验值与仿真值的对比分析表明，仿真结果和试验结果具有一致性。82 第6章总结与展望6.1全文总结目前装有AMT的商用车上使用的都是干式摩擦离合器，而湿式离合器相对干式离合器具有散热性好、接合平顺柔和冲击小等优点，因此，用湿式离合器取代装有AMT的商用车上的干式离合器具有一定的实际意义。湿式离合器的接合与分离可实现汽车动力的传递与中断，而湿式离合器的接合与分离是通过液压系统及其控制器实现的，湿式离合器液压系统特性直接影响着湿式离合器的控制效果，进而影响汽车的行驶性能，因此，对湿式离合器液压系统特性的仿真研究具有重要的理论与实际意义。本文以“湿式离合器技术开发”项目为依托，对湿式离合器液压系统特性进行了深入研究，本文的研究内容总结如下：（1）在阅读大量文献的基础上，对湿式离合器的研究现状、发展趋势及湿式离合器在自动变速器中的应用进行了阐述分析，还对AMT商用车湿式离合器及其液压系统的组成和工作原理进行了研究分析；（2）对湿式离合器液压系统的组成元件液压泵、蓄能器、电机、单向阀、溢流阀及比例压力电磁阀等进行了特性分析，为液压系统的整体建模仿真分析奠定了基础；（3）在对湿式离合器液压系统模型原理及模型参数设定进行分析的基础上，通过湿式离合器液压系统模型，对湿式离合器液压系统特性进行了仿真与分析。研究表明，在模糊PID控制器控制调节下，所建立的液压系统性能稳定，与理论分析相符合；（4）建立了包含湿式离合器在内的整车传动系统模型，通过AMESim与Simulink的联合仿真功能，将湿式离合器液压系统模型与整车传动系统模型连接到一起，建立湿式离合器液压系统对湿式离合器接合过程的影响的仿真模型，对液压系统对湿式离合器接合过程的影响进行了仿真分析。通过分析可知，液压系统会对湿式离合器的接合过程产生很大影响，而该题所研究的液压系统能够满足商用车湿式离合器的工作要求，适用于商用车湿式离合器；（5）对湿式离合器液压系统进行了试验分析，试验结果进一步验证了该题研究的83 液压系统对商用车湿式离合器的适用性，同时验证了仿真模型的有效性。本文对湿式离合器液压系统特性的仿真研究，为提高湿式离合器控制效果及湿式离合器在AMT商用车上的应用奠定了基础，具有一定的理论与实际意义。6.2研究展望本文对湿式离合器液压系统特性进行了深入的仿真研究分析，但由于作者水平有限，仍有需要进一步完善的地方。主要包括：（1）有关湿式离合器液压系统的组成元件液压泵、蓄能器、电机、单向阀、溢流阀及比例压力电磁阀等的特性与参数分析，有待进一步深入进行；（2）有关液压系统对湿式离合器结合过程的影响的分析，有待进一步深入研究，以便使液压系统在提高湿式离合器控制效果中发挥更大作用。84 参考文献[1]贾方涛．多片湿式离合器冷却系统温度特性的仿真研究[D]．长春：吉林大学，2014.[2]王伟玮．ESC液压执行单元的动态特性分析与综合仿真平台的建立[D]．北京：清华大学，2011.[3]刘玺．湿式双离合器自动变速器对AMT起步性能影响的仿真研究[D]．长春：吉林大学，2011.[4]郭西全．多片湿式离合器工作过程动态特性的仿真研究[D]．长春：吉林大学，2014.[5]胡华彬．基于重型商用车的湿式离合器动力传递特性仿真研究[D]．长春：吉林大学，2014.[6]VuT.andP.John．FuzzyLogicandSlipControllerofClutchandVibrationforHybridVehicle[J]．InternationalJournalofControl,Automation,andSystems,2013,11(3):526-532.[7]JoohyungKim,SangjoonPark,HanlimSong,etal.Statisticalsimulationofshiftforceforamanualtransmission[J]．JournalofMechanicalScienceandTechnology,2004,18(3)：471-480.[8]胡宏伟．湿式自动离合器接合过程特性的研究[D]．杭州：浙江大学机械与能源工程学院，2008.[9]J.C.Wheals,C.Crewe,M.Ramsbottom,S.RookandM.Westby．Automatedmanualtransmissions-aEuropeansurveyandproposedqualityshiftmetrics[J]．SAETechnicalPaper,2002,2002-01-0929.[10]严进辉．电控机械式自动变速器坡道起步控制研究[D]．长春：吉林大学，2009.[11]龚立武．动力换档离合器热负荷仿真研究[D]．北京：北京理工大学，2000.[12]Yuan,S.,Z.PengandG.C.Jing．ExperimentalResearchandMathematicalModelof85 DragTorqueinSinglePlateWetClutch[J]．CJME,2010(24):91–97.[13]程秀生，冯巍，陆中华，等．湿式双离合器自动变速器起步控制[J]．农业机械学报，2010，41（1）：18-22.[14]张伯英．金属带式无级变速传动机理与控制的研究[D]．吉林大学博士学位论文，2002.[15]NewcombT,M.SparrowandB.Ciupak．Glazeanalysisoffrictionplates[J]．SAETechnicalPaper,2006,2006-01-3244.[16]余志生．汽车理论[M]．北京：机械工业出版社，2009.[17]程秀生等．金属带式无级变速传动系统的动力学仿真[C]．汽车工程学会2005年传动年会论文集，2005.[18]郑少青．无级变速器离合器结构参数优化及其起步控制策略[D]．湘潭大学机械工程学院，2012.[19]GovardanDaggupatiandVenkataMangaraju．ANewTestMethodtoCharacterizetheBehaviorofHydraulicDamper[J]．SAETechnicalPaper,2010,2010-32-0101[20]WhealsJ.C.,C.Crewe,M.Ramsbottom,S.RookandM.Westby．Automatedmanualtransmissions–aEuropeansurveyandproposedqualityshiftmetrics[J]．SAETechnicalPaper,2002,2002-01-0929.[21]袁野．湿式离合器接合特性对无级变速器起步过程影响研究[D]．长春：吉林大学汽车工程学院，2008.[22]雷雨龙，葛安林，李永军．离合器起步过程的控制策略[J]．汽车工程，2000，22（4）：266-267.[23]IngramM.,T.ReddyhoffandH.A.Spikes．ThermalBehaviorofaSlippingWetClutchContact[J]．TribolLett,2011(41):23–32.[24]孙吉树．汽车离合器基本参数的优化[J]．林业科技情报，2005（4）：3-7.[25]KitabayashiHisanao,ChenYuliandHirakiHenry．Analysisofthevariousfactorsaffectingdragtorqueinmultiple-platewetclutches[J]．SAETechnicalPaper,2003,2003-01-1973.86 [26]JoskoDeur,JoskoPetric,JahanAsgariandDavorHrovat．ModelingofWetClutchEngagementIncludingaThoroughExperimentalValidation[J]．SAETechnicalpaper,2005,2005-01-0877.[27]夏晶晶，何仁，张涌，等．基于分段控制的CVT湿式离合器起步控制策略[J]．公路交通科技，2008，25（12）：180-183.[28]RohitKunal，GaneshAdiga，SanjayGill，etal．SimulationofGearShiftForceCurveandShiftRailRampProfile[J]．SAETechnicalPaper,2010,2010-01-0896.[29]SorniottiA.,E.Galvagno,A.Morgando,etal．Anobjectiveevaluationofthecomfortduringthegearchangeprocess[J]．SAETechnicalPaper,2007,2007-01-1584.[30]喻坤．双状态无级变速器电控系统研究[D]．长春：吉林大学，2007.[31]SchererH.,M.Bek,andS.Kilian．ZFnew8-speedtransmission8HP70—basedesignandhybridization[J]．SAETechnicalPaper,2009,2009-01-0510.[32]Han-SangJo,Yeong-iiPark,Jang-MooLee,etal．Developmentofanadvancedshiftcontrolalgorithmforahybridvehicleswithautomatedmanualtransmission[J]．HeavyVehicleSystems,2000,7(4):281-298.[33]陈彦雷，董悦航．混联客车离合器接合过程参数优化[J]．系统仿真学报，2012（12）：22-12.[34]徐石安，肖德炳，刘惟信．汽车设计丛书――离合器[M]．北京：人民交通出版社，1999.[35]韩风麟．湿式摩擦材料的发展及现状[J]．世界机械工业，1986(5).[36]Cupers,M.H.．NumericalEvaluationoftheTorqueCapacitiesofMechanicalDrivesEspeciallyforContinuouslyVariableTransmission[J]．ASMEpaper,1980,80-C2/DET-120.[37]A.Sorniotti．Torquegapfillerforautomatedmanualtransmissions:principlesforthedevelopmentofthecontrolalgorithm[J]．SAETechnicalPaper,2009,2009-01-0952.[38]CrowtherA.,N.Zhang,D.K.Liu,andJ.K.Jeyakumaran．AnalysisandSimulationofclutchengagementjudderandstick-slipinautomotivepowertrainsystems[J].87 ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineersPartDJournalofAutomobileEngineering,2004,218(12):1427-1446.[39]崔晋．干式与湿式离合器对AMT起步性能影响的仿真研究[D]．长春：吉林大学，2012.[40]曹飞．湿式多片离合器接合特性研究[D]．长沙：中南大学机电工程学院，2013.[41]洪跃，丁中久，金士良．纸基摩擦材料的压缩性对湿式离合器啮合特性影响[J]．润滑与密封，2012，37（2）：58-61.[42]MontanariM.,F.Ronchi,C.Rossi,etal．Controlandperformanceevaluationofaclutchservosystemwithhydraulicactuation[J]．ControlEngineeringPractice,2004,12(11):1369-1379.[43]CameronT.M.,T.McCombs,M.Devlin,etal．ATFFrictionPropertiesandShiftQuality[J]．SAETechnicalPaper,2004,2004-01-3027.[44]苏堤，李度成，潘运娟．国外汽车摩擦材料发展现状和趋势[J]．汽车研究与开发，2001（4）：45-48.[45]张志刚．关于湿式离合器几个工作特性研究[D]．杭州：浙江大学，2010.[46]张志刚，周晓军，沈路，李永军．湿式离合器动态接合特性的仿真与试验[J]．中国公路学报，2010，,23（3）：115-120.[47]吴晓刚．基于磁粉离合器的汽车起步控制策略研究[D]．哈尔滨：哈尔滨理工大学，2009.[48]冯挽强．CVT湿式离合器接合过程非线性模型及特性研究[D]．长春：吉林大学，2008.[49]孙冬野，秦大同．汽车离合器局部恒转速起步自动控制研究[J]．机械工程学报，2003，39（11）：108-111.[50]肖启瑞，樊明明．车辆工程仿真与分析——基于MATLAB的实现[M]．北京：机械工业出版社，2012.[51]郭彦颖．重型卡车AMT系统关键技术的研究[D]．长春：吉林大学，2010.[52]张飞铁．无级变速器湿式离合器系统起步控制研究[D]．长沙：湖南大学，2008.88 [53]王衍军．双离合器式自动变速器起步控制研究及试验系统开发[D]．上海：上海交通大学，2009.[54]冯巍．湿式双离合器自动变速器起步与换挡控制技术研究[D]．长春：吉林大学，2010.[55]刘灵敏．沙滩车AMT离合器起步控制方法研究[D]．长春：吉林大学，2009.[56]赵志强．湿式双离合器自动变速器建模及仿真分析[D]．长沙：湖南大学，2009.[57]李东营．重型车转矩辅助型AMT换挡过程的仿真研究[D]．长春：吉林大学，2013.[58]HuJibin,PengZengxiong,YuanShihua．DragTorquePredictionModelfortheWetClutches[J]．ChineseJournalofMechanicalEngineering(EnglishEdition),2009,22(2):238-243．[59]葛安林．车辆自动变速理论与设计[M]．北京：机械工业出版社，1993．[60]王玉海，宋健，李兴坤．离合器动态过程建模与仿真．公路交通科技，2004，21（10）：121-125.[61]陈雷．湿式离合器摩擦副摩合磨损特性研究[D]．杭州：浙江大学，2011.[62]PinteG.,B.Depraetere,W.Symens,etal．Iterativelearningcontrolforthefillingofwetclutches[J]．MechanicalSystemandSignalProcessing,2010,24(7):1924-1937.[63]李宽．AMT起步及换档过程冲击性能的研究[D]．长春：吉林大学，2008.[64]张洪琪．微型客车纵向冲击振动建模、仿真及优化分析[D]．长春：吉林大学，2012.[65]徐向阳．自动变速器技术[M]．北京：人民交通出版社，2011.[66]刘惟信．汽车设计[M]．北京：清华大学出版社，2001.[67]HaraldN.andR.Joachim．AutomotiveTransmissionsFundamentals,Selection,DesignandApplication[M]．Berlin:Springer-Verlag,1999.89 90 致谢本文能够顺利完成离不开我的导师程秀生教授的悉心指导，程老师给予本人的指导与帮助不仅仅是在撰写本文的过程中，而是贯穿于自己的整个研究生求学期。在读研究生期间，程老师为本人提供了进行学术科研的平台，同时给予自己实时指导，总是亲力亲为。除了专业知识与技能外，我还在程老师身上学习到了严谨的治学态度及勤奋忘我的科研精神。正是因为程老师的帮助与指导，我才得以具备足够的专业知识与技能来完成本论文，在此对程老师表示衷心的感谢。在完成论文的过程中，除了来自程老师的指导与帮助外，李雪松老师、苗丽颖老师、金涵宇师兄和韩鹏师兄也给本人提供了许多宝贵的意见，同时，杨李辰、侯发伟、李建磊、钟建明、陈荣等师兄弟们也给本人提供了很大的帮助。我的家人在我的求学路上给予了本人极大的鼓励与支持，他们的鼓励与支持使我在漫漫求学路上有了更大的信心，以更加饱满的激情投身到知识的追求中，在此向我的家人表示感谢。另外，衷心的感谢各位专家、教授在百忙之中抽出宝贵的时间批阅我的论文。91
