動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)橋外文翻譯（中文）--對(duì)叉車動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋性能的分析和評(píng)估

1、<p><b>　　中文5670字</b></p><p>　　對(duì)叉車動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋性能的分析和評(píng)估</p><p>　　S. M. PARK1）, T. W. PARK2)*, S. H. LEE1), S. W. HAN3) and S. K. KWON4)</p><p>　　1) 韓國(guó)京畿道443 – 749，亞州大學(xué)，機(jī)械工

2、程學(xué)院的研究生;2) 韓國(guó)京畿道443 – 749，亞州大學(xué)，機(jī)械工程系；3) 韓國(guó)仁川南洞區(qū)405-817，古棧洞642-4，南洞區(qū)工業(yè)園72BL-5L，佑榮液壓公司;4) 韓國(guó),忠清南道336 - 765,湖西大學(xué)工業(yè)學(xué)術(shù)</p><p><b>　　合作基礎(chǔ)</b></p><p>　　(2008年7月23日收到； 2009年7月30日修訂)</p>

3、<p>　　摘要—在這項(xiàng)研究中，我們開發(fā)了一種新概念的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)。通過(guò)模擬，實(shí)現(xiàn)了車輛動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋的建模和動(dòng)態(tài)分析?？紤]到各部分的具體特征，從導(dǎo)出方程得到的數(shù)據(jù)建立了車輛動(dòng)態(tài)模型。這個(gè)模型由一個(gè)變矩器、齒輪箱、變速器、輪邊減速器和一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)組成，這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)是動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋一檔和倒檔的動(dòng)力來(lái)源。對(duì)于每個(gè)部分，通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)學(xué)方程，我們得到了一擋前進(jìn)齒輪的數(shù)學(xué)模型。我們用基于數(shù)學(xué)模型的MATLAB仿真軟件建立了動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型。

4、我們用仿真軟件來(lái)評(píng)估動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了模擬。此外，還用發(fā)電機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證該模型。最后，成功創(chuàng)建了一個(gè)模型。本研究將會(huì)用于多擋動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)的基本概念性設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞—?jiǎng)恿Q擋驅(qū)動(dòng)橋;叉車;兩個(gè)簡(jiǎn)單的行星齒輪;類比杠桿</p><p><b>　　術(shù)語(yǔ)表</b></p><p>　　ωs11：第一個(gè)太陽(yáng)輪的輸

5、入速度 Rf：錐齒輪傳動(dòng)比</p><p>　　ωpc22：第二個(gè)從動(dòng)輪的輸出速度 Ra：輪邊減速器齒輪傳動(dòng)比倒數(shù)</p><p>　　Ie：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 rD：輪胎半徑</p><p><b>　　It：渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</b></p><

6、p><b>　　Ip：泵轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</b></p><p>　　Is1：第一個(gè)太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p><p>　　Ipc2:第二個(gè)從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p><p><b>　　Tt：渦輪轉(zhuǎn)矩 </b></p><p><b>　　TD：驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 </b></p>

7、;<p>　　TS1：第一個(gè)太陽(yáng)輪的輸入轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　Tpc2：第二個(gè)從動(dòng)輪的輸出轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　簡(jiǎn)介</b></p><p>　　工業(yè)車輛如叉車被用在許多領(lǐng)域，包括重工業(yè)、造船、和制造產(chǎn)業(yè)。最近，油價(jià)的提高和嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)迫使人們急需一種新型技術(shù)的工業(yè)車輛.當(dāng)前，在不增加成本，重量和體積的前提下，

8、動(dòng)力傳動(dòng)系的性能達(dá)到了他的進(jìn)一步改進(jìn)的極限。因此，我們急需一種基于新的模式的系統(tǒng)。動(dòng)力輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)需要徹底的改變。首先，需要縮減重量和尺寸。另外，排擋的數(shù)量應(yīng)該增加。我們需要引進(jìn)各種各樣的附加性能。圖1所示的動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋可以滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)叉車來(lái)說(shuō)，結(jié)合了傳遞和驅(qū)動(dòng)橋功能的新概念的自動(dòng)變速裝置—?jiǎng)恿Q擋驅(qū)動(dòng)橋比現(xiàn)存的自動(dòng)變速裝置重量減少了30%。因此它表現(xiàn)出很多優(yōu)點(diǎn)，比如節(jié)約燃油和增加燃油經(jīng)濟(jì)性。通常車輛上安裝的自動(dòng)變速器和驅(qū)動(dòng)橋是

9、由轉(zhuǎn)變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的變矩器，改變齒輪以適應(yīng)駕駛狀況的變速器和把動(dòng)力傳遞到每個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)橋組成。然而，動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋安裝在錐齒輪和差速器之間。對(duì)叉車來(lái)說(shuō)，這個(gè)橋不同于以前的動(dòng)力傳動(dòng)系。而且，像安全、舒適、自動(dòng)制動(dòng)停車、斜坡上防滑以及事件現(xiàn)場(chǎng)360度旋轉(zhuǎn)這些額外的功能會(huì)增加。雖然有這么多功能，但是重量和尺寸還是大大減小了。由于自動(dòng)變速器和驅(qū)動(dòng)橋的組成部分都被整合到這個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)部分里，所以我們需</p><p>　　在

10、這項(xiàng)研究中，我們開發(fā)了一種新概念的動(dòng)力傳遞系統(tǒng)。通過(guò)數(shù)字建模，我們對(duì)動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋的車輛模型和動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析?？紤]到每個(gè)部分的具體特征，動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋的動(dòng)態(tài)模型是從導(dǎo)出方程獲得數(shù)據(jù)從而建立起來(lái)的。這個(gè)模型是由一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，一個(gè)變矩器，</p><p>　　圖1：動(dòng)力傳輸原理圖</p><p>　　一個(gè)變速箱，一個(gè)差速器和一個(gè)輪邊減速器組成的，這些都是動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋的重要組成部分。通過(guò)把每

11、個(gè)組成部分的數(shù)學(xué)方程組合成一個(gè)方程，一擋的數(shù)學(xué)模型就建立起來(lái)了。利用基于數(shù)學(xué)模型的一個(gè)仿真，一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型就建立起來(lái)了。通過(guò)利用仿真軟件來(lái)分析動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋的動(dòng)態(tài)行為，從而使得這個(gè)仿真得以實(shí)現(xiàn)。此外，發(fā)電機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果用于驗(yàn)證這個(gè)模型的可靠性。</p><p><b>　　系統(tǒng)動(dòng)態(tài)建模</b></p><p>　　2.1系統(tǒng)動(dòng)態(tài)建模（數(shù)學(xué)模型）</p>

12、<p>　　為了評(píng)估車輛的性能，我們建立了一個(gè)詳細(xì)的動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋模型。驅(qū)動(dòng)軸和輪胎被認(rèn)為有相同的慣量。在一擋或倒擋的穩(wěn)定狀態(tài)，我們用牛頓和歐拉公式推導(dǎo)出了運(yùn)動(dòng)方程。</p><p>　　圖2：第一個(gè)齒輪的功率流</p><p>　　圖2展示出了一個(gè)自由體圖表(Haj-Fraj and Pfeiffer, 2000; Cho and Hedrick, 1989)。通過(guò)每一部分的關(guān)

13、系可以得到角速度方程，通過(guò)角速度方程可以得到扭矩方程。如果動(dòng)力傳遞連接到了前進(jìn)擋離合器上，通過(guò)ECU發(fā)出信號(hào)，動(dòng)力就會(huì)通過(guò)向前的耦合器傳遞，耦合器又被連到了變速器上。然而，如果發(fā)出反向信號(hào)，動(dòng)力就會(huì)通過(guò)倒擋動(dòng)力傳遞線從反向耦合器傳遞到車輪。動(dòng)力傳遞路線如下（圖3）：倒擋離合器（耦合器）→倒擋驅(qū)動(dòng)傳遞路線→差速器→驅(qū)動(dòng)軸→兩個(gè)簡(jiǎn)單的行星齒輪→車輪。</p><p>　　在第一前進(jìn)擋上，太陽(yáng)輪（SI）和齒圈（R）被驅(qū)

14、動(dòng)。運(yùn)動(dòng)方程如下：</p><p>　　圖3：動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋原理圖</p><p>　　第一前進(jìn)擋的不同部分的角速度公式如下：</p><p>　　運(yùn)動(dòng)學(xué)條件和方程被替換并且?guī)氲搅藙?dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋的第一前進(jìn)擋的運(yùn)動(dòng)方程（10）和（11）。如果連接上離合器，這個(gè)系統(tǒng)可以被定義為兩個(gè)部分：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度相關(guān)部分和驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度相關(guān)部分。</p><p

15、>　　汽車的驅(qū)動(dòng)力描述如下：</p><p><b>　　2.2發(fā)動(dòng)機(jī)模型</b></p><p>　　當(dāng)模擬車輛動(dòng)力和燃油經(jīng)濟(jì)性能時(shí)，用數(shù)值代表發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和燃油消耗率是很方便的。瞬態(tài)響應(yīng)中可能包含了一個(gè)微小的測(cè)量錯(cuò)誤。在這篇論文中，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)模型可以通過(guò)圖4的發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線來(lái)表示發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)矩是49N.m,最大轉(zhuǎn)矩是186N.m轉(zhuǎn)速是17

16、00轉(zhuǎn)/每分。方程（14）代表了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)模型。θ代表節(jié)氣門開度（%），ωe</p><p>　　代表發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?？梢岳脠D5來(lái)配置發(fā)動(dòng)機(jī)的模型。</p><p>　　圖4：發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和具體燃油消耗率</p><p><b>　　圖5：發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩圖</b></p><p>　　圖6：發(fā)動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)和原理圖</p&g

17、t;<p>　　圖5表示了不同節(jié)氣門開度下的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩曲線圖。利用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率的曲線圖，我們可以估算發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度的功能(Haj-Fraj, 2000)。在不知道輸入轉(zhuǎn)矩的那一點(diǎn)，我們可以用三次樣條函數(shù)法插入節(jié)氣門全開的數(shù)據(jù)來(lái)得到任意點(diǎn)的輸入轉(zhuǎn)矩（Kim and Yi，1996）。</p><p>　　圖6展示了發(fā)動(dòng)機(jī)的子系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩圖</p><

18、;p>　　2.3扭矩轉(zhuǎn)換器模型</p><p>　　扭矩轉(zhuǎn)換器是一個(gè)流體動(dòng)力學(xué)元件。它是由一個(gè)提供動(dòng)力的泵，一個(gè)把動(dòng)力傳遞到變速箱（或者動(dòng)力傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋，主減速器）的渦輪，和一個(gè)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩轉(zhuǎn)換器外殼的單向離合器來(lái)擴(kuò)增扭矩的定子組成。為了柔和平穩(wěn)的加速，扭矩轉(zhuǎn)換器可以利用扭矩放大器在低速時(shí)產(chǎn)生很大的扭矩。</p><p>　　當(dāng)車輛停止時(shí)，由于油液的滑動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)停止。因此，我們需要一

19、個(gè)獨(dú)立的動(dòng)力停止裝置。通過(guò)油液可以吸收發(fā)動(dòng)機(jī)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng),它也會(huì)吸收因傳輸和負(fù)荷變化時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速突然變化而產(chǎn)生的振動(dòng)。通過(guò)利用性能曲線，我們對(duì)扭矩轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了建模。性能曲線是基于車輛穩(wěn)定運(yùn)行下的數(shù)據(jù)描繪的。利用穩(wěn)定狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建模可以代表真實(shí)車輛運(yùn)行的具體數(shù)據(jù)（Kim and Yi,1996）。圖7（a）和（b）分別表示了扭矩轉(zhuǎn)換器的功率和扭矩比。</p><p>　　圖7：變矩器的性能曲線</p>

20、<p>　　扭矩轉(zhuǎn)換器的功率（Kf），速率比（SR）和扭矩比（TR）都是從下面的公式中得出來(lái)的。Tf和Tp分別是渦輪和泵的扭矩，ωt和ωp分別是渦輪和泵的角速度。</p><p>　　通過(guò)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)和和扭矩轉(zhuǎn)換器的規(guī)格來(lái)評(píng)估車輛的性能，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩我們可以計(jì)算輸出的轉(zhuǎn)速和扭矩。首先，從給出的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門曲線上選擇一個(gè)具體的點(diǎn)。利用這時(shí)的扭矩和轉(zhuǎn)速計(jì)算變矩器的輸入功率。在變矩器性能圖上，我們

21、可以找到產(chǎn)生相同輸入功率的那一點(diǎn)處的速率比和扭矩比。接下來(lái)，分別用扭矩比和速率比乘以所選那點(diǎn)出處的扭矩和轉(zhuǎn)速就會(huì)得到輸入扭矩和轉(zhuǎn)速（Park，1994）。利用公式（15），變矩器的仿真模型就出來(lái)了。Kf和扭矩比的數(shù)值可以從圖7（a），（b）上得到。圖8表示的是變矩器的子系統(tǒng)。</p><p><b>　　圖8：變矩器子系統(tǒng)</b></p><p><b>　

22、　2.4摩擦因素</b></p><p>　　在動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋中，離合器是用來(lái)把動(dòng)力傳遞給行星齒輪，而制動(dòng)器是用來(lái)停止和啟動(dòng)液壓裝置。驅(qū)動(dòng)力利用了像離合器這些部件的摩擦因素并且通過(guò)行星齒輪得到了最佳的驅(qū)動(dòng)力。</p><p>　　2.4.1濕式多盤式離合器/制動(dòng)器</p><p>　　為了確定每個(gè)齒輪需要的最大扭矩和變速箱的輸入扭矩，我們需要計(jì)算影響每個(gè)

23、齒輪的真實(shí)摩擦部分的扭矩。公式（16）表示出了離合器的扭轉(zhuǎn)功率。Tc是離合器的最大扭矩，</p><p>　　μ和n分別代表摩擦部分的摩擦系數(shù)和摩擦片的數(shù)量。rop，rip，ro，ri，分別是活塞和摩擦盤的內(nèi)外半徑。PL和Fs分別是離合器的反作用力和回位彈簧的作用力（Lee and Lee，2006）。</p><p>　　2.4.2單向離合器</p><p>　　

24、對(duì)一般的驅(qū)動(dòng)橋來(lái)說(shuō)，錐齒輪和差速器齒輪被組裝成一體。在通用的汽車變速器中，在最后被減速后，動(dòng)力就從錐齒輪傳到了兩個(gè)車輪?？墒牵趧?dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋中，變速箱離合器安裝在了錐齒輪和差速器齒輪之間。動(dòng)力傳遞在差速器齒輪處被改變了。即使在變速器中所選齒輪的速度改變了動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋的轉(zhuǎn)動(dòng)方向也不會(huì)改變。已經(jīng)到達(dá)差速器的動(dòng)力通過(guò)單向離合器分配給了其他車輪。</p><p>　　圖9：兩個(gè)簡(jiǎn)單的行星齒輪</p>&

25、lt;p>　　2.5輪邊減速（兩個(gè)簡(jiǎn)單的行星齒輪）</p><p>　　在自動(dòng)變速器上安裝復(fù)合行星齒輪，我們要通過(guò)把它和離合器以及每個(gè)齒輪速比下的制動(dòng)器連接在一起，以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合行星齒輪輸入和作用力的控制。在每個(gè)齒輪速比處所需要的離合器狀態(tài)以及行星齒輪部分的鏈接都是通過(guò)一個(gè)被稱作離合器結(jié)合的過(guò)程被實(shí)現(xiàn)的（Park，1994）。如圖9所示，應(yīng)用動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋的新建的叉車有用兩個(gè)簡(jiǎn)單的行星齒輪所做的輪邊減速器。在

26、分析輪邊減速器時(shí)利用了杠桿類比（Lim and Park，1995）。在杠桿類比方法中，太陽(yáng)輪、齒圈以及行星齒輪組的載體都被作為單獨(dú)的節(jié)點(diǎn)，在杠桿上他們都是標(biāo)準(zhǔn)的。</p><p>　　通過(guò)輸入的改變，作用力和輸出元素的組合,齒輪比和扭矩可以通過(guò)幾何關(guān)系計(jì)算出。輸入軸的承載軸（R1）和輸出軸的太陽(yáng)輪（S2）連接到一起。另外，輸入軸（R1）和輸出軸（R2）共用一個(gè)齒圈。在一擋階段，太陽(yáng)輪被驅(qū)動(dòng)隨著輸入軸一起工作。然

27、而，安裝在橋殼上的齒圈被限制住了（Yang and Cho，2007）</p><p>　　圖10表示了第一行星齒輪和第二行星齒輪在一擋或倒檔階段的復(fù)合過(guò)程。</p><p>　　圖10：復(fù)合行星齒輪組的組成</p><p>　　表1兩個(gè)簡(jiǎn)單行星齒輪的齒數(shù)</p><p>　　表1中，太陽(yáng)輪（第一行星齒輪）被定義為S1；承載軸定義為PC1；齒

28、圈定義為R1。第二行星齒輪的太陽(yáng)輪被定義為S2；承載軸定義為PC2；齒圈定義為R2。每個(gè)點(diǎn)之間的距離與齒輪齒數(shù)成比例。太陽(yáng)輪的齒數(shù)是Zs齒圈的齒數(shù)是ZR。S和PC之間的距離設(shè)置為ZR，PC和R之間的距離設(shè)置為Zs。每個(gè)點(diǎn)之間的距離轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的杠桿長(zhǎng)度（Lim and Park，1995）。</p><p>　　圖11：一檔速度的變扭桿</p><p>　　2.5.1變扭桿類比</p

29、><p>　　圖11表示了在一擋或倒擋階段，桿上的輸入、輸出以及反作用扭矩的情況。Ts11是輸入扭矩，Tpc22是輸出扭矩，TR是反作用扭矩。</p><p>　　公式（17）和（18）表示了y方向的扭矩（Song and Kim，2007）。</p><p>　　2.5.2速度桿類比</p><p>　　圖12：一擋速度的速度桿</p&g

30、t;<p>　　通過(guò)對(duì)圖12的速度桿進(jìn)行分析，我們可以定義這兩個(gè)簡(jiǎn)單的行星齒輪的齒輪速比。公式（19）表示通過(guò)兩個(gè)簡(jiǎn)單的行星齒輪之后右側(cè)方向的速度變成了12.9076</p><p><b>　　系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真</b></p><p>　　3.1系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型（仿真模型）</p><p>　　在動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋模型中，我們需要考慮每個(gè)部

31、分（錐齒輪，變速箱，輪邊減速器）的驅(qū)動(dòng)力和齒輪比。與發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力有關(guān)的公式（10），與驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速有關(guān)的公式（11）和汽車的驅(qū)動(dòng)力公式(13)以及汽車等效慣性的數(shù)學(xué)模型公式（12），都被用來(lái)創(chuàng)建圖13的仿真模型。</p><p>　　圖13：動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋的仿真模型</p><p><b>　　結(jié)果和思考</b></p><p><b>

32、;　　4.1驗(yàn)證系統(tǒng)模型</b></p><p>　　為了找到仿真模型的最佳扭矩效率，我們用動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋發(fā)電機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。圖14和圖15表示了用動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的扭矩和通過(guò)仿真模型所得扭矩的對(duì)比?；谝姘l(fā)電機(jī)的測(cè)試結(jié)果，在使用交流電動(dòng)機(jī)的紅色圓點(diǎn)處，扭矩傳到了動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)軸上。通過(guò)平臺(tái)負(fù)載測(cè)試和耐久性實(shí)驗(yàn)測(cè)試，可以得到動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋的理想扭矩效率值和輸入值。對(duì)于耐久性

33、試驗(yàn)，等效負(fù)載條件已經(jīng)被估測(cè)并且應(yīng)用到了駕駛測(cè)試中。從運(yùn)用具體程序進(jìn)行駕駛測(cè)試中得到的扭矩和轉(zhuǎn)速被用到了用動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋上并且計(jì)算出它的平均值。發(fā)電機(jī)平臺(tái)輸入是以加速測(cè)試的負(fù)載情況為基礎(chǔ)的。10000工作小時(shí)的</p><p>　　圖14：動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋電動(dòng)機(jī)</p><p>　　圖15：系統(tǒng)模型的驗(yàn)證</p><p>　　等效負(fù)荷應(yīng)用到了車輛駕駛測(cè)試中。圖14表示

34、了系統(tǒng)模型在輪末端藍(lán)色圓圈點(diǎn)處所測(cè)出的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速。在這個(gè)系統(tǒng)模型中，動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋被移開了為的是方便測(cè)量渦輪輸入扭矩和車輪輸出轉(zhuǎn)矩。在一擋時(shí)，動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋的齒輪速比（輸出轉(zhuǎn)矩/輸入轉(zhuǎn)矩）是16.005。這個(gè)結(jié)果過(guò)乘以不同部分的齒輪比，像錐齒輪（1.24），正車離合器（1）和輪邊減速器（12.9076）。由于對(duì)比，假設(shè)仿真模型效率為91%,有9%的損失。而且，仿真結(jié)果與扭矩比一致，這個(gè)結(jié)果是在發(fā)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上基于車輪一側(cè)的扭矩所得到的

35、。（表2）</p><p>　　表2.動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋的測(cè)量轉(zhuǎn)矩</p><p>　　4.2系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的分析</p><p>　　為了驗(yàn)證配置的電力輸送系統(tǒng)，實(shí)行了第一前進(jìn)擋的仿真。圖16表示了仿真過(guò)程中，渦輪機(jī)曲線和節(jié)氣門開度，每個(gè)車輪的轉(zhuǎn)矩性能以及驅(qū)動(dòng)橋和車輪速度的關(guān)系。</p><p><b>　　圖16：節(jié)氣門位置</

36、b></p><p>　　圖17：渦輪和車輪轉(zhuǎn)速</p><p>　　圖18：渦輪和車輪轉(zhuǎn)矩</p><p>　　圖17表示了車輛渦輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化。仿真過(guò)程中，一擋驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)車速會(huì)逐漸提高。除此之外，我們發(fā)現(xiàn)15秒之后，隨著踏板位置的變化車速開始降低。圖18證明了轉(zhuǎn)矩的改變。在輸入早期，它隨著踏板的位置（節(jié)氣門開度）而變化。此外，圖18也表示出了16秒后車

37、輪轉(zhuǎn)矩的負(fù)值。由于車輪反作用力結(jié)束，這時(shí)節(jié)氣門開度被暫時(shí)關(guān)閉?；谀M，在不同的駕駛環(huán)境下，通過(guò)表面條件的改變和踏板位置確認(rèn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　在這篇文章中，依據(jù)一擋/倒擋主要的動(dòng)力傳遞建立了數(shù)學(xué)模型。此外，基于一個(gè)包含動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，建立了一個(gè)由發(fā)動(dòng)機(jī)、變矩器、變速箱以及差速器和輪邊減速器組成

38、的仿真模型。發(fā)動(dòng)機(jī)和變矩器是用真實(shí)的數(shù)據(jù)建立的。通過(guò)系統(tǒng)的輸入（踏板位置），所建模型的的結(jié)果驗(yàn)證了車輪轉(zhuǎn)矩和車輪車速的輸出。安裝有一擋和倒檔的叉車系統(tǒng)模型的動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)的一部分已經(jīng)完成。在多擋驅(qū)動(dòng)橋發(fā)展過(guò)程中，這項(xiàng)研究可以提供基本的數(shù)據(jù)。尤其特別的是，多擋動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由ECU控制的。為了評(píng)估ECU的性能，我們需要建立一個(gè)ECU測(cè)試平臺(tái)。在將來(lái)，這項(xiàng)研究中的用于發(fā)展數(shù)學(xué)模型的動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋可以用于ECU檢測(cè)平臺(tái)的動(dòng)態(tài)模型?；诒容^分

39、析一個(gè)配備了發(fā)動(dòng)機(jī)、變矩器和換擋驅(qū)動(dòng)橋的真實(shí)車輛的測(cè)試結(jié)果和配備有前進(jìn)檔和倒擋的動(dòng)力換擋驅(qū)動(dòng)橋模型的測(cè)試結(jié)果，將進(jìn)行調(diào)優(yōu)。而且，數(shù)學(xué)建模和第二齒輪的模型構(gòu)造也將會(huì)實(shí)現(xiàn)。除此之外，在將來(lái)杠桿類比將會(huì)擴(kuò)展和應(yīng)用到多擋系統(tǒng)中。</p><p>　　感謝——這項(xiàng)研究由韓國(guó)材料和組件行業(yè)機(jī)構(gòu)所資助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p

40、>　　[1] Cho, D. and Hedrick, J. K. (1989). Automotive powertrain modeling for control. America Society of Mechanical Engineers 12, 4, 568?576.</p><p>　　[2] Haj-Fraj, A. and Pfeiffer, F. (2000). Optimizatio

41、n of gear shift operations in automatic transmissions. Advanced Motion [3]Control, 469?473.</p><p>　　[4] Kim, H. J. and Song, J. S. (1997). Modeling and analysis of transient-torque characteristics of powert

42、rain an automatic transmission. Korean Society of Mechanical Engineers 1, 1, 347?352.</p><p>　　[5] Kim, I. C. and Yi, S. J. (1996). The development of the software for the powertrain design using graphic use

43、r interface. Trans. Korean Society of Automotive Engineers 11, 6, 205?215.</p><p>　　[6] Kim, J. and Cho, D. (1997). Dynamically-correct automatic transmission modeling. Trans. Korean Society of Automotive En

44、gineers 9, 5, 73?85</p><p>　　[7] Kong, J. H. and Park, J. H. (2006). Effects of the vehicle model on shifting transients of passenger cars with automatic transmission. Int. J. Automotive Technology 7, 2, 155

45、?160.</p><p>　　[8] Lee, K. H. and Lee, G. H. (2006). Simulation and analysis using dynamic system modeling for forklift truck automatic transmission. Spring Conf. Proc., Korean Society of Automotive Engineer

46、s, 2, 897?902.</p><p>　　[9] Lim, D. G. and Park, D. H. (1995). Analysis of automatic transmission shift characteristics using lever analogy. Spring Conf. Proc., Korean Society of Automotive Engineers, 2, 436

47、?450.</p><p>　　[10] Park, D. H. (1994). Calculation of torque and energy capacity of friction elements of automatic transmission. Spring Conf. Proc., Korean Society of Automotive Engineers, 350?364.</p>

48、;<p>　　[11] Park, J. Y. (1999). The modeling and analysis of the powertrain in an automatic transmission for the construction vehicle. Fall Conf. Proc., Korean Society of Automotive Engineers, 2, 748?754.</p>

49、;<p>　　[12] Shin, B. K. (1998). The modeling and analysis of the powertrain in a automatic transmission for passenger. Korean Society of Mechanical Engineers, 1, 730?737.</p><p>　　[13] Song, M. J. and

50、 Kim, H. S. (2007). Design of novel 6- speed automatic transmission using lever analysis. Fall Conf. Proc., Korean Society of Automotive Engineers, 2,91?92.</p><p>　　[14] Yang, H. and Cho, S. (2007). Analysi