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。

斜撑离合器常见失效模式及解决措施

介绍了斜撑离合器的结构类型和工作原理,指出常见的失效模式为打滑或翻转。打滑失效的原因为不能满足自锁条件或出现过大的扭矩振动;翻转失效的原因为离合器遇到过大的外加载荷或冲击载荷时,斜撑块从正常楔合位置滚转到翻倾位置,即内、外圈滚道之间的环形空间尺寸超过斜撑块的有效升程。针对性地提出了改进措施:保证离合器内、外圈的尺寸公差及同轴度,选用扭矩较大的离合器可同时降低斜撑块打滑和翻转失效的发生概率。

考虑DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的双质量飞轮参数优化

在车辆起步过程中,发动机输出转矩波动会导致离合器接合不稳定,从而影响整车动力传动系统的平顺性。双质量飞轮(dual mass flywheel,DMF)可减小发动机转矩波动对离合器及整车动力传动系统的影响。针对起步过程离合器接合不稳定影响整车平顺性的问题,以双离合器自动变速器(dual clutch automatic transmission,DCT)车辆为研究对象,研究了DMF的刚度、阻尼和初级与次级飞轮惯量比对DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的影响,并建立了以离合器黏滑比和整车冲击度为目标函数的多目标优化模型,利用遗传算法对模型进行优化,得到了使离合器接合稳定性提高且整车冲击度明显降低的DMF最优参数组合。

基于等效传热和动态热流分配的限滑离合器温度场研究

针对限滑离合器多工况宽时长滑摩状态流、固传热及实际热流输入对温度场的非线性影响,考虑恒定热流分配模型无法满足接触界面温度连续的局限,提出以摩擦副间隙油膜等效假设计算等效对流传热系数的新方法。建立动态热流分配过程中限滑离合器全润滑状态温度场预测模型,搭建滑摩试验台并开展了6组不同润滑油温、相对转速差试验测试。研究结果表明:所建立模型有效降低了温度计算偏差,预测最大误差为7.6%,为非稳态连续滑摩离合器温度场研究提供了理论依据;将离合器温升分为快速增加阶段A和平稳变化阶段B,随着相对转速差提升,对偶钢片在阶段A输入热流降低值、对流传热等效功率递增值变化明显,平均温升速率随总滑摩热流密度增加而加快,并在阶段B热流输入与传热输出达到了稳态并趋于平衡。

双离合变速器动力系统加速工况扭振和敲击的被动控制措施研究

为研究不同预选挡机制下的双离合变速器敲击特性和控制方法,分别在整车和敲击台架上评价变速器的敲击主客观表现和随角加速度变化的敲击灵敏度;其次,根据敲击灵敏度,整车扭振响应和敲击主客观结果的相关性提出了一种定量评价变速器输入轴角加速度的无敲击扭振阈值。在相同整车上分别评价不同扭振和敲击的被动控制措施,包括离合器式扭转减振器,双质量飞轮式扭转减振器,以及离合器微滑摩和离心摆吸振器与扭转减振器的组合方案。台架试验结果表明预选挡显著改变双离合变速器的敲击特性,在某一激励幅值时产生敲击突变现象。整车试验结果表明离合器式和双质量飞轮式扭转减振器无法满足双离合变速器加速工况无敲击扭振阈值要求,在低转速段产生明显敲击;离合器微滑摩和离心摆吸振器与扭转减振器组合方案的输入轴角加速度幅值满足无敲击扭振阈值要求,消除了双离合变速器动力系统存在预选挡时的加速敲击。

基于动态热流分配的限滑离合器温度场分布研究

为了准确获得限滑离合器长时间滑摩过程的温度场分布规律,利用Fluent软件求解了摩擦副不同工况下流场速度分布以获取平均对流换热系数,计算了润滑油冷却功率;通过热平衡法建立以摩擦接触表面温度连续为约束的动态热流分配温度预测模型,并设计了长时间滑摩试验。验证分析结果表明,定热流输入条件下,对偶钢片与摩擦片间存在温差且随时间增大,温度预测结果均高于试验值,最大偏差22.2 K;动态热流分配温度预测偏差在8.1 K之内;对偶钢片表面各位置处输入热功率随时间下降并趋于定值,平衡温度沿径向呈抛物线分布,在中、外径处达到峰值。

汽车转向系统中离合器打滑检测软件功能研究

为避免电动助力转向(electric power steering,EPS)系统受到外力过载冲击而发生助力丢失或转向角失效等故障,在EPS机械结构中增加离合器设计及其打滑检测软件功能(DSC)。首先,根据DSC软件功能逻辑,分析出软件阈值设置及判定方法的重要性。其次,通过台架测试数据分析,准确设置了软件判定阈值,从而将产品个体差异性带来的误差降到最低。同时,改善了整车工况下存在的潜在问题,以达到整车更高舒适性、安全性目标。最后,硬件在环测试的试验结果表明软件功能的可靠性。目前,行业内相关研究几乎是空白,本研究为EPS系统其他软件功能研究提供了重要参考价值。

超越离合器自锁本质辨析

为了研究超越离合器的工作原理是否是“自锁”,分析了摩擦锁紧的两种状态:“自锁”和“压紧不打滑”,从工作条件、几何结构和锁紧原理的角度对这两种状态进行了比较,并重点分析了链环式超越离合器,得出链环式超越离合器的工作原理是自锁的结论。

P-ECHPS自适应非奇异快速终端滑模控制器设计

以永磁转差离合器式电控液压助力转向系统(P-ECHPS)为研究对象,建立了其关键部件永磁转差离合器(PMSC)调速模型及P-ECHPS各子系统模型。针对P-ECHPS系统在转向过程中存在多种不确定性因素且要求响应速度快的特点,采用非奇异快速终端滑模与自适应控制相结合的方法,对PMSC进行调速控制,进而实现对P-ECHPS系统助力的控制。仿真分析结果表明,该方法能确保PMSC输出转速快速地跟踪理想转速,收敛速度比滑模控制和非奇异终端滑模控制分别提高了近82.9%和66.7%,具有很强的鲁棒性,较好地实现了可变助力特性。

汽车液力传动系统滑摩离合器设计

从发动机扭振和传动系效率出发 ,设计了汽车液力传动系统的滑摩控制区域 .推导出滑摩过程中的汽车功率平衡方程 ,计算了滑摩控制区域的控制油压 .该设计提高了自动变速传动系统的传动效率和缓冲。

液力变矩器闭锁离合器的最优滑摩控制

为了研究自动变速器闭锁离合器滑摩控制问题,建立了液力变矩器闭锁离合器滑摩过程动力学模型,对滑摩过程接合压力的最优控制进行了研究,以滑摩过程冲击度为约束条件、滑摩功最小为目标建立了最优控制的目标函数,根据泛函极值条件以及滑摩开始时的初始条件和离合器闭锁时的终端约束条件得到最优控制方程组,最后以配备液力机械式自动变速器和无级变速器的长安羚羊轿车为对象进行了闭锁离合器滑摩过程的最优控制计算仿真和试验。结果表明,闭锁离合器滑摩过程采用压力最优控制,可使滑摩到完全接合的过程平稳、冲击度和滑摩功小。最优控制避免了主动侧、从动侧目标滑差率的确定,增强了控制系统的通用性。

液力变矩器锁止离合器性能及滑差控制

闭锁离合器滑差控制技术的应用,解决了燃油经济性和行驶平顺性的矛盾,大大地提高了液力自动变速器的性能。文章论述了锁止离合器结构,摩擦片摩擦材料,并对锁止离合器结合过程中扭矩传递随结合时间的变化特性进行了详尽的分析。文中还对滑差控制的工作原理做了系统的阐述,指出通过滑差控制可以使汽车的燃油经济性得到较大的改善。

无级变速车辆起步液力变矩器分段滑差控制

本文中针对无级变速器车辆液力变矩器起步过程存在的加速性能差、发动机转速偏高和转速波动大的问题,提出了一种基于发动机恒转速控制的闭锁离合器起步滑差分段控制策略,并基于Amesim和MATLAB/Simulink搭建整车联合仿真平台,进行验证。仿真结果表明,在50%油门开度下,本文中提出的控制策略可将液力变矩器的闭锁时间提前1.2s左右,同时也可将50%油门开度起步阶段的燃油消耗节省5.385%,为进一步挖掘动力传动系统节油潜力提供了新的方法。

闭锁离合器滑摩压力优化控制与仿真

为了对自动变速器中闭锁离合器滑摩过程的共性控制问题进行研究,首先建立了液力变矩器闭锁离合器滑摩过程动力学模型;然后对滑摩过程的最优控制进行研究,以滑摩功最小为目标建立最优控制目标函数、冲击度满足乘坐舒适性确定约束条件、以及最优控制的求解;最后以长安羚羊轿车为对象进行了闭锁离合器滑摩过程的最优控制仿真。仿真结果表明,闭锁离合器滑摩过程采用压力最优控制,滑摩到闭锁过程平稳、冲击度在允许范围内,滑摩功很小。解决了自动变速器中闭锁离合器滑摩过程的共性控制问题。

连续可变能容双泵轮液力变矩器的设计及分析

以某高性能普通三元件向心涡轮液力变矩器为参考样机,确定循环圆有效直径为425 mm,采用相似设计法得到同性能液力变矩器,并将其作为基准型,通过合理分割基准型泵轮叶片得到双泵轮液力变矩器的循环圆和叶片.设计了滑差离合器结构,给出了滑差离合器及摩擦片的主要技术参数.运用计算流体动力学(CFD)方法对所设计的双泵轮液力变矩器进行数值模拟,分别获得双泵轮状态、单泵轮状态及滑差状态3种状态下的能容特性和原始特性.通过对比分析可知,所设计的双泵轮液力变矩器能够通过滑差控制实现能容的连续可控性,可应用于装载机发动机与变矩器的变能容匹配.

液力自动变速器离合器的闭环滑差控制

对液力自动变速器换挡过程中充油阶段、转矩交换阶段和速度同步阶段的离合器滑差控制过程进行了详细分析。在3个控制阶段内,采用带前馈的PID控制算法,通过对离合器转矩容量和油压的闭环控制,获得了准确的离合器目标滑差。在速度同步阶段采取了EMS辅助转矩控制的方法,获得了平滑的速度同步过程,进而降低了车辆在换挡过程中的冲击。为便于离合器滑差的计算,本文中还提出了一种离合器的位置等效迁移方法,并给出了等效转换系数计算公式。实车测试结果表明,采用离合器滑差控制后,车辆在有动力升挡的过程中发动机转矩传递平顺、离合器速度同步过程平滑,减弱了换挡冲击,冲击度低于20m/s3。另外,离合器的油压传感器也可取消以降低成本。

套色印刷机械中恒张力控制策略的研究

阐述了套色印刷过程中以磁粉制动器及磁粉离合器为执行器件、80 C196 KC为控制器的张力控制方法。该控制方法可以实现印刷过程中恒线速度和恒张力控制 ,具有一定的实用性 ;同时 ,对自己设计的张力控制板从硬件和软件两方面进行了简单的阐述。

干式双离合器自动变速器起步滑模变结构协调控制及实时优化

基于自主开发的5速干式双离合器自动变速器(Dual clutch transmission,DCT),为充分反映驾驶员意图并改善DCT车辆的起步性能,从系统层面探讨发动机与离合器间的协调控制问题,量化并给出起步过程发动机转速及离合器传递转矩的计算公式。考虑该5速干式DCT物理结构特征,建立4自由度起步动力学方程,并将其简化分别得到2自由度滑摩过程模型和单自由度在挡运行模型。借鉴预测控制思想并采用遗传算法,在线滚动优化确定发动机转速及车速目标跟踪曲线,并设计滑模变结构起步协调控制策略。在Matlab/Simulink软件平台上,对不同驾驶意图DCT车辆的起步性能进行仿真,在自行搭建的DCT电控单元硬件在环仿真试验台架上,对滑模变结构起步协调控制算法进行快速原型试验。仿真及试验结果表明,所设计滑模变结构伺服控制器不仅有效地体现了驾驶员起步意图,提高了DCT车辆起步性能,而且对车辆参数摄动具有较强的鲁棒性,同时可推广用于机械式自动变速器(Automated mechanical transmission,AMT)车辆的起步控制。

超越离合器壳体的冷挤压成形加工技术

超越离合器壳体是一种具有复杂内孔型腔的盘状类零件,其异型型腔的加工非常困难。通过控制金属流动,采用合适的凸模结构及合理的坯料形状,对离合器壳体内孔型腔进行了冷挤压成形加工。与传统的切削加工工艺相比,采用冷挤压工艺生产的离合器壳体内孔型腔不仅表面光洁度高、尺寸精度高、尺寸一致性好,而且内孔型腔不再后续机械加工就能满足离合器壳体的设计要求;同时还能够节约材料15%～25%、提高生产效率10～15倍。

硅油风扇离合器滑差和散热性能的计算与测试

以一双面槽型硅油风扇离合器为研究对象,考虑硅油黏度随剪切半径而变化,建立了硅油离合器传递转矩和散热量的计算模型。利用建立的模型计算分析了硅油风扇离合器滑差和壳体表面温度随输入转速的变化。同时构建了硅油风扇离合器试验台,进行相应的测试。计算结果与试验数据基本一致,验证了模型的正确性。最后,利用所建模型,计算了其它6款硅油风扇离合器的滑差和壳体表面温度,并与试验结果进行了对比分析。