面向复杂工况的液力变矩器与变速箱效能优化协同控制策略

针对工程机械在复杂工况下能源利用率不高的问题,提出了一种液力变矩器与变速箱效能优化协同控制策略。首先,在装载机功率与力学平衡的基础上,构造了基于牵引性能理论的装载机动力传动系统仿真平台,并通过装载机循环工况采集到的实验数据验证了其有效性和可靠性;其次,基于发动机与液力变矩器台架实验,研究了ZL50型装载机的牵引特性,对比了其在起步、举升、铲掘、匀速4种不同牵引阶段的动力性能,分析了液力变矩器的闭锁点对装载机动力性、平顺性和经济性的影响;最后,提出了面向复杂工况的液力变矩器与变速箱效能优化协同控制策略,并对优化前后的装载机效能进行了对比分析。研究结果表明:在相同的V型循环工况下,采用所提出的控制策略,装载机等油耗输出能量从372.69 kW·h·mL^(-1)提高到420.51 kW·h·mL^(-1),整机效能提高了约12.8%。所提策略可为大型工程机械传动效率低、燃料消耗大、污染排放严重等问题提供解决方案。

串并联混合动力变速箱挡位对整车性能的影响

针对串并联混合动力车辆变速箱选型匹配问题,采用试验设计(DOE)方法选取变速箱最优速比并分析挡位对整车性能的影响。建立了整车仿真模型和控制策略并进行了台架验证,分析了该混合动力系统3种变速箱挡位配置对车辆的加速性能、爬坡性能和整车油耗的影响。仿真结果表明,挡位的增多可以提高整车动力性,降低整车对电池放电功率及电池容量的需求,但是对整车油耗改善较小。进一步仿真结果表明,即使改善发动机低转速中高负荷区域的燃油消耗率,变速箱挡位数对整车油耗的影响也不大。

基于IPSO-MCKD的汽车变速箱轴承故障诊断

针对车辆在城区运行过程中频繁启停造成变速箱滚动轴承故障易发的问题,在轴承故障诊断中引入最大相关峭度反卷积(Maximum Correlation Kurtosis Deconvolution,MCKD)的方法,为了避免过于依赖人工选择MCKD算法中滤波器系数和移位数,提出了一种参数自适应的最大相关峭度反卷积的故障诊断方法。该方法以输入信号的包络谱中最大相关峭度为目标函数,采用改进后的粒子群优化(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO)算法优化MCKD中的滤波器系数和位移数,最后通过对故障信号的包络谱进行分析,提取轴承的故障特征。仿真和试验的结果表明,该方法可以有效降低环境中的噪声干扰,准确从强噪声中提取故障特征,实现故障诊断。

基于模糊PID汽车变速箱自动控制方法

为改善汽车变速箱的目标速度跟踪水平,提升汽车的动力性,基于模糊PID汽车变速箱自动控制方法,确定汽车行驶的目标车速,计算目标车速与实际车速之间的偏差,以及速度偏差的变化率,将上述结果作为PID控制器的输入,利用参数整定后的PID控制器,确定汽车变速箱的控制变量,控制汽车传动机构输出理想车速。实验结果表明,汽车以阶跃信号、斜坡信号和正弦信号状态行驶时,该方法均可以精准跟踪汽车变速箱的速比,控制效果与动态跟踪性能优异,为保持汽车的最佳动力性能提供了良好的控制策略。

变速箱执行系统的能耗分析

文章针对变速箱执行系统不同方案的能耗进行研究分析,对大排量齿轮泵方案、小排量齿轮泵+电子泵方案、电机+电子泵、双电子泵四种方案的能耗建立数学计算模型,以双离合器变速箱(DCT)为例,并基于新欧洲驾驶周期(NEDC)循环,对四种方案的能耗进行了计算分析,分析以上不同的执行系统方案给变速箱总成所能带来的益处,为后续的变速箱执行系统的方案选择提供依据。

铝合金变速箱后壳压铸工艺设计与数值模拟优化

以某汽车变速箱后壳为研究对象,选择合适的压铸工艺参数并设计了浇注系统。应用MAGMAsoft软件对其充型过程、凝固过程进行数值模拟。结果表明,金属液充型过程平稳,但凝固时间顺序不合理,产生缩松缩孔缺陷。根据铸件凝固时间顺序添加冷却系统。通过对优化后的工艺方案进行数值模拟分析、产品试制,最终得到了合理可行的压铸工艺方案,提高了压铸件的产品质量。

拖拉机液压功率分流无级变速箱设计

为适应拖拉机复杂的作业工况并提高其作业效率,提出一种单行星输入耦合型液压功率分流无级变速箱的设计方案。依据拖拉机配套动力与速度要求进行变速箱参数设计与结构设计,基于SolidWorks构建变速箱虚拟样机,并基于AMESim构建变速箱传动系统模型,对其整机调速特性进行分析。研究结果表明:该变速箱可以实现拖拉机在0~30 km/h范围内的无级调速,且在犁耕等重点工况下具有较小的液压分流功率从而实现节能;该变速箱在段位切换时需要将泵马达排量比从1快速调制-0.85,通过快速的马达反向实现行星排复位与换段前后的速度衔接。对我国无级变速拖拉机的国产化设计与应用具有一定的参考价值。

热加工处理技术对拖拉机变速箱齿轮的影响研究

设计了拖拉机变速箱齿轮节曲线方程和齿廓,对其进行了运动学分析,并基于热处理加工技术对拖拉机变速箱齿轮变形影响进行研究,提出了具体的优化措施。SolidWorks仿真结果表明:拖拉机变速箱齿轮设计理论、建模方法和热处理加工工艺都符合要求,验证了整个设计的正确性。

基于AMESim和Simulink的自动变速箱模型在环试验研究

在车辆控制器硬件在环测试中常采用单一环境建立复杂被控模型,但是所建模型精度与计算实时性存在矛盾等问题。为解决该问题,对在联合仿真环境中构建复杂的所需模型进行了研究。该模型由使用Simulink建立发动机、液力变矩器、车辆动力学模型和自动换挡控制器模型和使用AMESim建立的离合器、行星齿轮、液压系统、液力缓速器模型共同组成。在Veristand中创建了模型在环仿真控制界面,基于Veristand进行了NEDC工况下的模型在环仿真。仿真结果表明:所建模型运行稳定,计算量小,能准确地输出车辆换挡过程中各路信号,为基于硬件在环的车辆控制器测试提供了研究基础。

基于数值模拟的变速箱轴套精锻工艺评估及试验研究

目的针对汽车变速箱轴套在精锻工艺设计阶段成形方案选择多、成形结果不确定的现象,解决试验成本高,开发周期长的问题。方法采用有限元模拟和工艺评价数学模型进行协同研究。首先,针对各工艺方案建立有限元分析模型,分别进行成形模拟,根据成形后零件的填充情况和截面流线状况来评估工艺的合理性;其次,利用工艺评价数学模型将各方案模拟获得的最大应力、最大应变、最大损伤值、最大载荷等重要参数进行整合,以零件质量和模具寿命作为综合评估对象,根据评价值确定最优方案,同时对各方案下的载荷情况进行分析;最后,按照最优方案完成制模和试模生产。结果获得的变速箱轴套成形饱满,质量好,表面无明显缺陷,与模拟结果一致,验证了开发过程的准确性,且尺寸符合要求,内部探伤无裂纹。结论提出的开发工艺可靠,与切削工艺相比,生产效率大幅提升,同时材料利用率提高到92.7%。

汽车变速箱壳体压铸泄漏的分析和改善

汽车变速箱壳体是汽车传动系统的重要部件,结构强度和气密性要求高,整体壁厚偏大,并且壁厚不均匀。在压铸过程中,热节位置容易产生缩孔,机加工后,铸件泄漏风险较大。对汽车变速箱壳体压铸泄漏进行分析,结合数值模拟,通过压铸活块镶件设计及工艺改善,降低泄漏不良率,提高生产效率。

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。

双离合器变速箱换挡集成学习控制器设计及分析

为了提高车辆运行的稳定性,设计了一种双离合器DCT变速箱换挡集成学习控制器。基于预测模型建立MPC控制器,以补偿转矩保障转速精准追踪。研究结果表明,在0.11 s时DCT开始出现升挡转矩相,车速整体维持稳定变化的态势,车辆冲击度的最大值是4.8 m/s^(3),有利于大大提高换挡的稳定性。相比其他控制方法,基于经验知识MPC换挡方案获得更优的平顺性控制效果,滑摩功也发生降低,可以更快完成动力响应。该研究有助于提高汽车自动控制,为后续的换挡控制奠定理论基础。

基于MSC.Patran的变速箱输出轴有限元分析

随着汽车行业的发展,对汽车变速箱的性能与质量要求越来越高。传统的试验方法仅能提供有限的数据,不能全面反映汽车变速箱的性能与疲劳寿命。因此,有限元分析作为一种有效的模拟分析方法,受到了越来越多的关注和重视。基于MSC.Patran软件对汽车变速箱输出轴进行有限元分析,通过建立变速箱输出轴的有限元模型,探讨疲劳设计思路,预测变速箱在工作过程中的应力分布和疲劳寿命,提出提高疲劳强度的措施,以期为汽车变速箱的设计和制造提供参考。

基于数字孪生的特种变速箱装配系统构建研究

特种变速箱装配车间目前普遍存在装配效率低、一次合格性差、装配过程可视化程度低不利于远程监控决策等问题。针对上述情况,提出一种特种变速箱装配车间数字孪生系统架构,将数字孪生划分为四层七模块,系统模块化构建有效提升了装配数字孪生系统建设效率。针对三维模型构建划分与生产数据实时获取,提出新型装配序列层级划分方法与产线非接触式深度数据采集方法,提高了数字孪生模型构建效率与精准度。基于上述方法与模型,开发了数字孪生原型系统,实现了装配车间可视化监控与生产风险预警并验证了可行性。

基于聚类算法的自动变速箱装配模块划分研究

自动变速箱可实现换挡变速功能,是车辆系统中传递动力的关键部件。由于其结构狭窄紧凑、零件数量繁多,导致装配复杂度大大增加。模块划分是产品模块化设计的关键步骤,可以将系统整体拆分形成若干个高内聚低耦合的模块,从而达到降低产品装配难度的目的。模糊C-均值聚类算法(FCM)是实现模块划分的传统方法,然而其对初值敏感,容易收敛到局部极值点。FCM与优化算法的结合有利于避免陷入局部最优解的情况,因此提出使用基于遗传模拟退火算法的FCM方法进行装配模块划分以获取自动变速箱模块的最佳划分方案。以重庆铁马变速箱有限公司的自动变速箱为例,使用所提方法对其进行装配模块划分,将所得模块划分结果与实际方案进行对比,证明了方法的准确性和有效性。

基于MES的变速箱数字化柔性装配线的应用研究

主要介绍了变速箱生产线的柔性化、信息化与数字化的深度结合的生产方式。利用MES系统管理生产线的运行,结合产品的工艺装配步骤无缝切换生产状态,提高生产线对多型号产品的兼容性与生产效率。柔性数字化生产线由MES服务器、PLC和RFID系统、下位执行与感知系统组成,能实时采集生产过程的数据,并记录生产状态。MES系统的人机交互功能使生产线操作员的操作更简便。

基于整机降噪原则的变速箱壳体结构优化设计分析

本文围绕工程机械变速箱壳体结构优化设计展开研究,基于整机降噪原则,探讨了壳体面积、壁厚、加强筋布置和零件结构等方面的合理设计方法。首先介绍了变速箱的工作原理和噪声源分析,详细探讨了齿轮、轴承和壳体设计不完善等噪声源的特点和影响因素。随后,针对壳体优化设计提出了合理设计壳体面积、壁厚,合理布置加强筋以及考虑螺栓布置位置和周围结合法兰宽度等关键设计原则。最后,总结了壳体优化设计的重要性和实践意义,为提高工程机械整体品质和驾驶舒适性提供了理论指导和实用建议。

专用混动变速箱(DHT)的发展趋势及润滑性能要求

简要介绍了专用混动变速箱(Dedicated Hybrid Transmission,DHT)的发展趋势,阐述了专用混动变速箱的工作原理及润滑性能要求,与传动变速箱相比对不同润滑性能进行了系统的研究,最终给出润滑解决方案并简述了针对专用混动变速箱的油品开发及验证情况。

基于Catia的水稻收获机变速箱三维结构设计

针对水稻收获机大负荷作业时变速箱会出现传动效率降低、打齿、跳齿以及可靠性下降等现象,基于Catia对水稻收获机的变速箱进行了三维结构设计。变速箱采用HMT组合式变速箱,主要组成包括箱体、HMT变速器、换档变速机构、前桥和转向变速机构。为了保证传动系统的性能和传动效率,对HMT变速器的参数进行理论模型的设计,并对系统模型的传动比、行星排的齿数等参数进行了设计和计算,同时将参数输入Catia软件即可进行建模。为了验证水稻收获机的性能,进行直线和转向性能试验,结果表明:变速箱在换挡过程中较平稳,变速器性能可以达到设计要求。