基于多传感器数据关联的综合传动装置服役状态辨识方法

针对综合传动装置在恶劣环境下传感器数据跳变、可靠性差,导致依赖单一传感器信息带来的状态判断虚警率高、服役状态难以准确辨识的问题,提出一种基于多传感器数据关联的综合传动装置服役状态辨识方法。通过时间窗均值关联网络,充分考虑关联传感器数据在各时间段的关联程度,可以有效表征复杂工况下传感器数据的关联关系。在时间窗关联度计算方法的基础上进一步构造了误差反向传播(Back Propagation,BP)数据映射模型,完成对关键传感器数据的映射。采用变分模态分解和样本熵(Variational Mode Decomposition-Sample Entropy,VMD-SE)方法对数据进行预处理;利用所提方法计算各传感器数据间的关联性,选取出相关性高的数据;将相关性高的数据输入构造出的BP数据映射模型进行映射。油压数据的案例验证结果表明,时间窗关联度计算方法能准确地衡量传感器数据间的关联性,BP数据映射模型输出的数据能够良好地表征关键传感器数据,二者结合能够有效提升服役状态判断的准确性。

基于驾驶员意图采集的车辆状态控制系统分析

驾驶员操作意图是整车状态变化的基础,对整车运行具有重要影响。以驾驶员操作意图为研究的出发点,对驾驶员执行车辆各种操作时,车辆的状态进行分析,主动包括启动自检工况,档位变化、加速、制动、转向等工况;基于分析结果对各工况的控制流程进行分析和设计;提出了实现车辆基本功能的控制模式,并对控制电路进行设计。在此基础上,应用实车调试,对控制系统进行了测试。结果可知:对车辆进行准确控制的前提是对驾驶员意图进行准确的分析采集,控制流程应简洁明了,尽可能减少控制器的执行周期,缩短控制周期;实车测试表明系统能准确的实现驾驶员的操作意图,实现加速、减速、制动等,表明所设计的控制系统的可靠性与准确性,为此类设计提供参考。

基于直驶效率数据的机电复合传动系统性能退化评估

目的 基于直驶效率数据,实现机电复合传动系统的性能退化评估。方法 将机电复合传动系统全工况测试周期内的效率云图进行梯度和网格划分,得到各梯度内的网格点数。通过Pick定理,计算各梯度下不规则效率云图的面积,对各梯度效率云图面积求和,即可得到该测试周期内的机电复合传动系统性能退化评估指标。结果 计算了6个全工况测试周期的效率云图面积,结果显示,性能退化评估指标逐渐上升。通过效率云图对比发现,高效区间逐渐增大。从性能退化指标的发展趋势看,目前该传动系统正处于磨合期。结论 该方法能够有效评估机电复合传动系统的性能退化情况。

微型轴向柱塞泵球面配流副预升压区优化设计

为提高高速高压微型轴向柱塞泵球面配流副的配流性能,以单向旋转微型轴向柱塞泵球面配流副为研究对象,对预升压区结构进行优化。建立高速高压微型球面配流副预升压过渡区瞬时压力和三角槽过流面积与三角槽深度角等参数的数学模型;采用粒子群优化算法对预升压区进行结构优化;最后将原始模型与优化模型导入Fluent中进行仿真分析。结构优化结果为:深度角β=16.1°,宽度角α=56.3°,开口角∅=12.7°,错配角φ0=1.2°。优化后的预升压过渡区的压力脉动率比原始结构降低了4.6%,提高了微型轴向柱塞泵球面配流副的配流性能。

重型液力自动变速器行星排非线性动力学分析

建立了重型液力自动变速器在某挡位下行星齿轮传动系统的非线性纯扭转动力学模型,该挡位工作模式充分体现了行星排之间的复合关系,该动力学模型综合考虑了时变啮合刚度、齿侧间隙与啮合误差幅值等系统内部激励因素,在此基础上推导出系统在广义坐标下的无量纲动力学方程。采用4阶龙格-库塔法对非线性微分方程组进行求解,得到了系统的非线性动态响应。综合运用时域响应、频域响应、相平面图、系统分岔和Poincare截面研究了具体的输入转速与系统响应的关系,得出了该挡位下的合理转速。研究了复合结构导致的各级行星排之间的响应差异,发现单个行星排可以影响甚至决定整个传动系统的响应,可以此为根据指导生产制造,降低生产成本。

油膜破裂条件下柱塞泵配流副摩擦磨损性能研究

为了探究轴向柱塞泵配流副工作过程中油膜破裂时,配流副接触情况和磨损。根据配流副在实际工况建立了配流盘与缸体摩擦副的流-热-力耦合模型和基于退化系数的磨损预测模型。分析边界润滑条件(油膜破裂)下配流副温升、应力、应变及磨损。并分析了温升对应力、应变和磨损的影响。研究结果表明:配流副接触面应力、应变随油液压力呈周期性变化。油膜破裂情况下,缸体旋转360°最大温升为30.560℃。配流盘的最大应力为90.046MPa,相较于不考虑温升应力增大了21.310MPa。且配流盘应力分层,使得配流盘变形分化,变形主要发生在配流盘排油区外密封带。通过磨损模型分析,油膜破裂下缸体旋转360°磨损量为0.0033mg,相较于不考虑温升磨损增加了0.0009mg,说明温度会加剧磨损。

汽车自动变速器换挡控制自动校准算法研究

为改善自动变速器的换挡特性,提出了一种基于模型的自动变速器离合器液压自动校准方法,实现离合器换挡参数的自动调整。该校准方法包括自动变速器仿真模型、车辆仿真分析算法和基于优化过程的自动校准算法,并在优化过程中进行迭代仿真和分析。以通电换挡为研究对象,仿真结果表明无论是通电升挡,还是通电降挡,该方法均能够有效地执行离合器液压曲线的基本映射,通过所提出的校准方法能够缩短实际车辆试验前的校准时间,提高自动变速器开发过程的效率。

计入时变扰动的电动汽车离合器滑移控制研究

针对电动汽车离合器系统中存在的时变扰动,提出了新型逆自动机械变速器超越离合器,并设计了基于高阶扰动观测器的离合器最优控制方案。该控制器通过哈密顿方法引入新的乘子函数λ,并以系统状态、扰动和扰动导数的反馈形式给出了最优控制律,然后将该控制器应用于配备逆自动机械变速器的电动汽车换挡时的离合器滑移过程。最后通过仿真表明,该控制器在不同的工作场景和不同的干扰条件下都能保证系统的一致性,保证了离合器滑移过程的平稳性,提高了电动汽车的整体换挡质量。

工程车辆闭式行走液压系统的设计

轮式车辆的行走系统对于车辆运行的可靠性至关重要,其前期设计的好坏决定着项目的成败。以原理较为复杂的U形框架式支架搬运车为例,通过对行走液压系统原理进行分析,并计算了行走速度、牵引力、发动机机功率等参数,为工程车辆闭式行走液压系统的设计提供了理论依据,减少了因设计不合理造成的浪费。该车型已经过客户检验,各项指标均满足预期要求。

一种变速箱离合器自动安装机构的设计

离合器是变速箱的重要核心组件,也生产装配工艺中重要的环节。本文介绍了离合器在变速箱装配生产线上实现自动装配的方法和自动装配机构的设计,该自动装配机构和工业机器人组合应用,利用PLC作为电气控制核心,采集外部信号,通过Profinet总线网络与机器人交互信息,实现对离合器的自动化装配。这个机构设备可以很好的解决离合器在安装时容易磕碰到输入轴齿和油泵斜齿轮的问题。对工厂来说,解决了人工装配中的难点痛点,也节省了成本,提升变速箱的装配质量和效率。从自动装配行业来说,未来发展趋势是向着无人的方向发展,为以后提高变速箱装配线的自动化水平提供参考。

Cu基粉末冶金摩擦材料激光熔覆及摩擦特性研究

针对传统烧结压制成型的离合器摩擦片磨损率过高和摩擦层粘结稳定性不足而引起的脱落等问题,采用激光熔覆工艺制造方法,选取Laserline LDF 6000-100半导体激光器,对铜基粉末冶金摩擦材料的熔覆层进行制备。对制备的摩擦片进行了SEM测试与分析,并应用MM-3000型性能试验机进行摩擦性能和磨损试验测试,研究了经激光熔覆工艺制备的湿式离合器在典型工况条件下的摩擦特性。结果表明:经激光熔覆技术制备的摩擦层组织致密、无明显裂纹缺陷,具有良好的耐磨性能,相较于烧结压制工艺摩擦片磨损率降低了59.76%;不同接合压力下的最大滑摩功均随转速的增加而增加;摩擦转矩在离合器完全结合后能迅速达到最大值,此时等效摩擦系数也相应达到极值。

基于电增压协同的液力变矩器流量输出研究

液力变矩器受到内部流场影响很难选择正确参数,导致输出结果误差较大。针对该问题,提出采用电增压协同技术来分配或规划电动涡轮机的功率,以协调发动机独立工作时的抛物线负载和恒力矩负载,从而得到液力变矩器输出流量精确结果,即通过分配或规划电动涡轮机功率,使车辆发动机的动力性能最优。与普通增压技术的对比实验结果表明:采用电增压协同技术,变矩器输出流量与理想情况下数值最大误差仅为0.01 m^(3)/s,输出结果准确,能够为汽车稳定、高效行驶提供技术支持。

两挡混动变速器低成本液压系统开发

传统变速器和混动变速器的液压系统一般采用先导比例电磁阀和滑阀组合的形式控制主压,主压经过比例减压阀调压之后成为离合器控制压力,此类液压系统较为复杂,成本较高。为降低混动变速器的成本,开发基于节流孔调节离合器控制压力的液压系统,通过AMESim仿真软件进行仿真计算,节流孔孔径设计值为0.70 mm,为保证产品的一致性,减少制造误差的影响,节流孔孔径的公差值为±0.015 mm。经过制作样件,搭载混动变速器进行试验,结果验证有效,满足设计需求。

基于智能优化相关向量机的综合传动变工况直驶传递效率预测

传递效率是表征履带车辆综合传动装置性能的重要指标之一,但综合传动装置内部复杂的动力传递路径和外部工作环境导致其传递效率预测模型建模困难,无法保证传递效率的准确计算。基于上述分析,提出一种基于综合传动装置直驶模式下多种工况传递效率数据驱动的传递效率预测方法。对75台综合传动装置不同工况下的传递效率数据进行统计分析并得到统计特征;通过统计特征选择智能优化相关向量机进行传递效率预测建模,进而实现待测综合传动装置在变工况直驶模式下的传递效率预测。结果表明,变工况下测试样本传递效率预测结果的平均绝对误差和均方根误差分别控制在0.01和0.02以内,验证了该方法的可行性和正确性。

瞬变工况下多级液力透平内部流动特性数值模拟

为了研究多级液力透平瞬变工况时的内部流动特性,以一个二级离心泵反转式液力透平为研究对象,考虑非线性速度梯度与螺旋度影响,构建动态亚格子应力模式的大涡模拟湍流模型,对多级液力透平内部流场进行全流域非定常数值模拟,获得瞬变工况下液力透平内部流场的瞬时压力脉动的变化规律,并分析瞬变工况下涡流在液力透平内部的演变规律。结果表明,瞬变工况下,流量瞬变会引起液力透平内部各部件的压力脉动突变,该突变压力强度远超过液力透平内部各部件自身的压力脉动幅度,其中进水室受流量瞬变的影响最大,叶轮受流量瞬变的影响相对比较小。液力透平在瞬变工况时,进水室的速度流线分布更加均匀,叶轮处的速度流线分布也变得相对均匀,但级间导叶处和出水室的速度流线分布更加杂乱,旋涡比较多。研究结果将为新能源车辆氢能储能、石油化工等领域中的液力透平结构改进提供理论依据。

液力机械综合传动装置低温阻力矩特性研究与验证

为解决液力机械综合传动装置低温环境下的快速起动问题,需要对其在低温域的传动特性进行试验测试。进行了液力机械综合传动装置和单一旋转件在低温环境下的运行阻力矩特性测试和流场分析。研究结果表明:在特定温度段液力机械综合传动装置的运行阻力矩随转速的升高而降低,单一旋转件测试进一步验证了这一规律;对比不同温度下的流场发现,润滑油液的非牛顿流体特性在该规律中起主要作用。

基于Simulink单气室油气混合式悬架输出特性分析

单气室油气混合式悬架被广泛应用在各类重载车辆,其输出力特性模型对结构设计具有重要影响。结合单气室油气混合式悬架的结构和运动特点,采用不同的油液和气体状态分析方程,对弹性力和阻尼力等进行分析,获取油气悬架输出特性的数学模型。基于数模模型,应用Simulink搭建油气悬架输出特性的仿真分析模型,获取车辆前后悬架的行程范围;选取输入激励信号频率在(0.5~10)Hz、幅值在(5~50)mm之间,不同参数进行分析,获取激励参数对输出特性的影响规律;搭建1/4车辆油气悬架试验台架,施加周期性外部激励,获取试验测试和模型仿真的输出特性关键参数,以验证数学模型和仿真模型的可靠性。结果可知:输入激励幅值不变,当频率增大时,压缩状态,输出力变化较小,最大值保持不变;而伸长状态,变化加快,最小值减小,极值均出现在平衡位置;当输入激励频率不变,而幅值增加时,压缩状态,输出力变化较小,最大值增加;伸长状态,变化加快,最小值减小,出现在平衡位置附近;试验和仿真的加速度均方根值基本一致;功率谱密度的频率值与输入值保持一致,均为1Hz,而仿真幅值略大于实测值;输出力曲线,仿真结果与试验结果相差不大;输出力特性参数误差较小,均小于5%;结果表明所建立的数学模型及仿真模型的准确性,能够比较准确的预测分析油气悬挂缸的输出力特性,为此类设计提供参考。

新能源特种车辆直动阀控动力分配装置设计与性能分析

为提升新能源特种车辆动力分配装置的响应速度和控制精度,提出一种新型的应用于新能源特种车辆的直动阀控动力分配装置。该装置由高功率密度的电-机械转换器直接驱动电磁阀阀芯,通过液压控制离合器的结合与分离实现动力分配。相较于传统的车用液压控制系统,省去了先导阀建压时间;由于减少了一级液压放大,从机构设计上减少了系统的非线性度,提升了新能源特种车辆动力分配装置的响应速度与控制精度。结果表明:该装置离合器的压力达到2 MPa的时间约为69 ms。

基于联合模型铰接汽车原地转向工况特性分析

铰接汽车的转弯半径小,结构简单,被广泛应用适合于地下巷道运输。此类车辆原地转向呈“折腰”现象,在建立模型时影响因素多误差大。根据双液压缸转向系统的结构布置特点,对原地转向工况进行几何学分析,获取该工况的转向轨迹;基于轨迹分析,应用Simulink建立分析模型;针对整车和液压系统,分别应用ADAMS和AMEsim建立模型,联合建立分析模型;将原地工况液压缸受力拟合方程施加到模型中,对铰接点受力和整车轨迹进行分析;选取车体质心位置向前、向后等的变化,对铰接点受力、车轮受力及轨迹等的影响进行分析。结果可知:原地转向时,前后车体内外轮运动方向相反,且受力方向相反,实现整车顺利转向;后车体车轮所受垂向力波动比较频繁,这对铰接车转向稳定性有很大影响;当后车体质心位置前移或后移时,铰接体所受的纵向和横向的力均增大,后移时,受力情况更为恶劣;模型获得的原地转向轨迹呈现的是一种类似于“折腰现象”的转向方式,这与实际运行情况相符,解决了模型误差大的问题,为此类设计研究提供参考。

基于杠杆法的AA80E行星齿轮自动变速器传动比计算

以AA80E行星齿轮自动变速器为例,以杠杆法为理论分析基础,绘制自动变速器的杠杆图和所有挡位的转速线图,由此推算各挡位的传动比,提出综合运用解析法和杠杆法进行多挡位行星齿轮变速器传动比计算的策略。