功率分流式無(wú)級(jí)變速器關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文以適用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)經(jīng)濟(jì)型轎車的功率分流式無(wú)級(jí)變速器（Power Split Continuously Variable Transmission，PSCVT）作為研究對(duì)象。按照先整體，后部件的研究思路，首先對(duì)該變速器的整體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)并通過(guò)性能仿真驗(yàn)證了其結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性和正確性；然后運(yùn)用理論與試驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)PSCVT的核心部件--帶式無(wú)級(jí)變速單元的調(diào)節(jié)方式、力學(xué)分析及速比控制進(jìn)行了深入研究。主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)

2、方面： 1.PSCVT總體方案設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化。針對(duì)應(yīng)用對(duì)象的結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)，在運(yùn)動(dòng)學(xué)及力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，完成了PSCVT總體方案設(shè)計(jì)；運(yùn)用優(yōu)化理論方法對(duì)變速器主要性能參數(shù)及各主要零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)完成了PSCVT各部件的三維建模和整個(gè)變速器的總體裝配及箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 2.PSCVT的性能仿真研究。為了評(píng)價(jià)PSCVT本身及其與整車匹配性能，通過(guò)對(duì)汽車性能仿真軟件Advisor的二次開發(fā)，搭建了

3、針對(duì)PSCVT性能評(píng)價(jià)的整車動(dòng)力及經(jīng)濟(jì)性能仿真平臺(tái)；對(duì)設(shè)計(jì)的變速器進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，并針對(duì)所選車型在該仿真平臺(tái)上進(jìn)行了仿真計(jì)算。 3.無(wú)級(jí)變速單元全電調(diào)節(jié)方式的提出與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。無(wú)級(jí)變速單元作為PSCVT的核心部件，其性能決定著整個(gè)變速器的性能。在分析對(duì)比現(xiàn)有無(wú)級(jí)變速器調(diào)節(jié)方式優(yōu)、缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種采用雙電機(jī)分別調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速單元主、從動(dòng)帶輪工作半徑以實(shí)現(xiàn)速比精確調(diào)節(jié)的全電調(diào)節(jié)新方案并對(duì)該方案進(jìn)行了工程化設(shè)計(jì)和原理樣機(jī)研制。

4、 4.全電調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速單元傳動(dòng)過(guò)程中的力學(xué)分析。為了給無(wú)級(jí)變速單元的夾緊力控制、速比執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及執(zhí)行電機(jī)的選型和控制提供理論依據(jù)，對(duì)其傳動(dòng)過(guò)程中的受力進(jìn)行了分析，根據(jù)得到的無(wú)級(jí)變速單元力學(xué)模型并結(jié)合功率分流式無(wú)級(jí)變速器中無(wú)級(jí)變速單元的工作特性，通過(guò)仿真計(jì)算得到了其主、從動(dòng)帶輪動(dòng)盤夾緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的關(guān)系以及兩者隨速比變化的規(guī)律。 5.PSCVT速比控制研究。通過(guò)對(duì)無(wú)級(jí)變速單元速比變化率以及整車動(dòng)力學(xué)的建模和仿真計(jì)算，得到了速

5、比變化率對(duì)整車性能的影響關(guān)系；從提高汽車性能的目的出發(fā)，制定了合理的速比控制策略，并對(duì)基于角位移改變無(wú)級(jí)變速單元速比的執(zhí)行電機(jī)控制進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制器。 6.全電調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速單元的試驗(yàn)研究。對(duì)無(wú)級(jí)變速單元全電調(diào)節(jié)方案進(jìn)行了工程化設(shè)計(jì)和原理樣機(jī)研制，設(shè)計(jì)了針對(duì)全電調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速單元性能測(cè)試的試驗(yàn)臺(tái)架，對(duì)該方案的可行性進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)內(nèi)容包括無(wú)級(jí)變速單元速比與執(zhí)行電機(jī)轉(zhuǎn)角關(guān)系測(cè)試、無(wú)級(jí)變速單元傳遞效率隨不同夾緊力