無級變速器電液控制系統(tǒng)研究開發(fā)畢業(yè)論文-免費閱讀

　　

【正文】 3．5本章小結本章詳細分析了CVT電液控制系統(tǒng)的組成和速比、夾緊力、起步離合器及液力變矩器的技術。1，It i．1Ul，．_器I，lIl_。圖3．8脈寬調制式數字閥控制系統(tǒng)工作原理框圖3．4高速開關閥在液壓系統(tǒng)中的應用量高速電磁開關閥是液壓控制系統(tǒng)中的新技術，與比例電磁閥相比，具有結構簡單、成本低、工作可靠、控制方便等優(yōu)點，因此在車輛電子控制系統(tǒng)中(如ABS、AMT、主動懸架等)都得到廣泛應用。!.|.L一一..一..一一廠一一怛.......一..一圖3．7步進式數字閥控制系統(tǒng)工作原理框圖本文采用的是直線式步進電機，與旋轉式步進電機相比，省去了與液壓閥之間的機械轉換裝置，結構更加緊湊，并且步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)結構簡單、可靠性高、成本低等優(yōu)點，而且即使不用費耗能量就可維持穩(wěn)定位置不變，這樣在液壓系統(tǒng)不要求有流量或壓力方面的變化時就不必消耗能量，在位置控制系統(tǒng)精度要求不高、需控制成本的汽車上更適合使用。表3．1電液數字閥與電液伺服閥、電液比例髑的比較項目電液數字閥電液伺服閥電液比例溷控制功率(w) 5～10 0．05～5 10—之5 線性度較高高較高重復精度(％) o．I 0．5～1 0．51 滯環(huán)(％) 0．1卸．5 3 過濾要求(pm) 25 15 25 頻寬(Hz) 5 60^也OO ，0 遮蓋(死區(qū)) 有無有執(zhí)行器開環(huán)或執(zhí)行器閉環(huán)控執(zhí)行器開環(huán)或閉應用類型閉環(huán)控制制環(huán)控制碩士學位論文3．3．2數字閥的分類根據控制方式的不同，電液數字閥可分為增量式數字閥和脈寬調制(PWM)式高速開關數字閥兩大類。隨著電子技術的發(fā)展和計算機技術的廣泛應用，用計算機對液壓系統(tǒng)進行控制是技術發(fā)展的必然趨勢。與電液伺服閥和比例閥相比，數字閥的突出特點是，可直接與計算機接口， 不需D／A轉換器，結構簡單；抗污染能力強，操作維護更簡單；而且數字閥的輸出量準確、叫。目標速比根據車輛的工作模式(動力／經濟模式)、節(jié)氣門的開度以及CVT輸出軸轉速確定。此外，數字閥的動態(tài)響應特性比普通比例電磁閥好，具有較高的開環(huán)控制精度，抗干擾能力強、工作可靠性高，不需要非線性補償、反饋控制等輔助控制。霎黧l Ai丑一煮‰l 一篇篇}r Lv錒擁符堰住西l 漿『l Lv_m刪轉理傳毋墨l主動輪缸壓力估燎器L l從動輪虹壓力傳瞎囂L l離合器壓力傳瘟器L 加速踏板傳蓐器}一 一觳臻} 電控單元一慕外制動踏板傳婷器L (ECU) 嵩臺器位置傳感器L一機油溫度怙感器L— l檔位‘。對發(fā)動機轉速、CVT主從動盤轉速的測試，我們采用電磁感應式傳感器。油泵位于變速器的輸入軸上，在離合器的前端，轉速與發(fā)動機轉速一致，提供整個液壓系統(tǒng)所需要的壓力。由于系統(tǒng)只能通過一個油泵供油，為了使系統(tǒng)結構簡單，選用的閥應該盡可能少，閥的結構盡量簡單，抗干擾能力盡可能強，對液壓系統(tǒng)的雜質污染和自身的磨損不敏感。3．1．2 CVT電一液控制系統(tǒng)采用電液控制系統(tǒng)可以克服機液控制系統(tǒng)的固有缺陷，如主、從動帶輪油缸的壓力可以獨立控制，因而可能使傳動器按照駕駛員選定的工作模式達到最佳匹配。在變速過程中，隨著速比的不斷增大，反饋杠桿繞固定支點擺動，壓縮夾緊力控制閥的彈簧，使被動缸的油壓增加。還有模擬控制技術我們也經常用在起步離合器上，眾所周知，迄今為止，液力變矩器仍被公認為是汽車最佳的起步裝置。從離合器的工作過程可以看出：離合器的控制問題實際上歸結為離合器主、從動盤之間的正壓力控制。如果離合器接合過猛，不但造成起步沖擊，而且引起發(fā)動機轉速較大的波動，反之，為了要求起步平穩(wěn)而過分降低離合器的接合速度，將增加滑磨功，從而降低了使用壽命。因此，金屬帶常用的最小傳動比為O．445，最大傳動比為2．6。為防止發(fā)動機轉速過低引起輸出轉矩的波動，設定了一個實用的最低使用轉速限值玎。它們分別表示發(fā)動機節(jié)氣門開度與發(fā)動機轉速關于發(fā)動機最佳動力性、最佳經濟性的調節(jié)特性曲線。o／n2k (2．9) k，甩eO／n2k 當發(fā)動機節(jié)氣門開度給定以后，發(fā)動機的轉速隨汽車的行駛阻力變化。lDlr一從動輪輸出轉速； pie發(fā)動機輸出轉速； 玎。“n味8DN 通過理論分析可以得出，當被動輪的夾緊力給定以后， 轉矩為： ． (2．3) 金屬帶能傳遞的最大乙+：—2QON／z—oRRoR (2．4) 如果實際傳遞的轉矩瓦，它與可能傳遞的最大轉矩L‘之比定義為轉矩比： ，一每億印一般地，只要金屬帶傳遞的轉矩比滿足，l，金屬帶就不會出現滑轉損失。其受力圖如圖2．5所示。如果夾緊力過小，則金屬帶在輪上滑轉，這不僅降低傳動效率，還加快金屬帶與輪的磨損，縮短帶與輪的使用壽命。③起步離合器控制：起步離合器控制系統(tǒng)應能按照駕駛員的意圖來控制離合器的接合方式。通過控制rl和r2的連續(xù)變化，實現了無級變速。傳動器的主、被動工作輪的固定和可動兩部分形成V形槽，與金屬傳送帶嚙合。在無級變速器系統(tǒng)中，采用機一液控制系統(tǒng)或電一液控制系統(tǒng)。為了降低汽車傳動器的生產成本，研究人員一直致力于應用電控技術，在電磁離合器或多片濕式離合器上實現液力變矩器的傳遞特性。為滿足汽車使用的實際需要，在其后面還要配有中間齒輪傳動副，其速比范圍為i=1．3～1．4，與其相配的主傳動器速比范圍為i=3．85～4．35，最后得到無級變速器的總傳動比為i=2．227～15．834。早期的CVT采用液壓伺服控制系統(tǒng)，其結構復雜、制造困難、對油液污染敏感，使得CVT成本較高。控制問題是金屬帶式CVT的主要研究問題，它包括三個方面：夾緊力控制、速比控制和起步離合器的控制。(2)CVT電控液壓系統(tǒng)的研究。而有級式機械傳動，速比變化量由人工操作完成，導致發(fā)動機轉速變化范圍較大，使發(fā)動機處于非穩(wěn)態(tài)工況。表1．3為Chrysler Voyager 裝備不同的變速器時的經濟性、動力性試驗數據比較。使汽車易于駕駛，有利于汽車的普遍使用。近幾年來，隨著高科技的發(fā)展及市場需要，CVT的機一液式控制系統(tǒng)己逐步被電一液式控制系統(tǒng)所取代，從而實現無級變速傳動裝置與發(fā)動機的靈活匹配， 以滿足多種控制模式的要求。吉林大學汽車系的CVT課題組對無級變速器進行了深入的研究與實驗，取得了很大成效。1994年4月，ZF又開發(fā)了更大容量的CFT25 CVT，它的最大傳遞轉矩可達270Nm。日本本田汽車公司(Honda)也是世界上較早開發(fā)生產CVT的著名公司之一。由于橡膠帶的傳遞容量小、效率低、壽命短，H．Van Doorne博士于60年代圖1．2金屬鏈式CVT 2 圖1．3金屬帶式CVT末又成功研制出了傳遞容量大、效率高、結構緊湊的金屬帶式CVT，稱之為“Transmatic”。由此可見，無級變速汽車是當今汽車發(fā)展的主要趨勢”‘.。我國政府也正式頒布了控制汽車排放的標準，自2001年9月1同起全面停止了化油器汽車的銷售，2002年出廠車輛排放須達歐I標準，2003年車輛排放須達歐II標準。(請在以上相應方框內打“√”) 作者簽名： 導師簽名： 日期： 日期： 月月陽角叩7碩士學位論文1．1前言第1章緒論隨著工業(yè)技術的進步，人類生活節(jié)奏的加快，活動空間的迅速增加，汽車已經深入到人類社會的各個方面，成為現代化文明社會不可缺少的東西。：． Abstract From the appearance of the automobile，People have made great efforts to improve the performance of automotive transmission．The continuously variable transmission(CVT)can change speed ratio automatically and continuously，sarisfy the driver’S every driving purpose，propitious to achieve the optimal matching and control of power train，and it is regarded as the ideal automobile transmission with the advantages of easy operation，fortable and smooth driving，excellent performance．Metal V—belt type CVT has such merits as bigger power transferring capacity，transmission efficiency and longer life，SO it has been the most widely used． Early CVT was always controlled by the mechanical—hydraulic servo technology，its response is quick and its precision high，but its controlling module plicated and power loss big．Besides，it is sensible of oil pollution，and needs developing for a certain type as it can’t be applied to other CVT，the development of such controlling module is SO expensive that it hasn’t been widely used．It is inevitable for CVT to adopt digital controlling technology with the development of the puter．Digital controlling technology bines both the superiority of big hydraulic power—weight ratio and flexible electronic—puter controlling，SO it develops quickly in all industry fields．Digital controlling technology can meet the requirement of dynamic and static performance of CVT，and has such merits as low cost，strong anti—pollution ability，handling performance，easy automobile，simple structure and low energy consumption．On the whole，it is beneficial to research and develop the digital electro—hydraulic controlling module to improve the performance of CVT and reduce its cost for economical and social benefit． Based on the demands above and aiming at electro—hydraulic controlling system of metal belt CVT，this paper is to research the controlling theory and digital proportional controlling technology on CVT．This paper has five chaprers，and the main contents are following： (1) Based on lots of professional documents，the dissertation reviews the development process and the technique of CVT briefly．Through the parison with other transmission，showing that the metal pushing V—Belt type CVT can meet the currently demand of drivability，economics and emission etc，and stating that the CVT is the ideal transmission which will be the developing tendency for the transmission of passenger car．In the paper the background and the necessity碩士學位論文of this theme in science and practice are given． (2)The structure and principle of operation of CVT were introduced．The key sections of the transmission are introduced．The main research issue is the control method tha