【正文】 33可知，擬合結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本相符，因此可認(rèn)為式(331)即為離心式離合器特性曲線公式。 離心式離合器應(yīng)與電機(jī)特性和汽車的動(dòng)力性能要求相匹配，并應(yīng)符合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝要求。根據(jù)汽車動(dòng)力性能要求，本車選擇某廠永磁直流無刷電機(jī)，其基本參數(shù)及本車的動(dòng)力性能要求如表33所示:表3—3動(dòng)力性能要求及電機(jī)參數(shù)類別參數(shù)值最高車速/(km/h)70最大爬坡度(15km/h)15%常用車速/(km/h)50～70峰值轉(zhuǎn)矩/70額定轉(zhuǎn)矩/19最高轉(zhuǎn)速/(r/min)4000額定電壓/V72峰值功率/kW15額定功率/kW5為了得到電機(jī)在工作過程中的輸出特性，驗(yàn)證初選的離心式離合器是否與其相匹配，從而滿足汽車動(dòng)力性能要求。根據(jù)GB/T 《電動(dòng)汽車用電機(jī)及其控制器 第一部分:技術(shù)條件》、GB/T 《電動(dòng)汽車用電機(jī)及其控制器 第二部分:試驗(yàn)方法》在CWF25發(fā)動(dòng)機(jī)測試系統(tǒng)上對(duì)電機(jī)的輸出特性進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)方法如下所示：(1)準(zhǔn)備工作:試驗(yàn)前設(shè)計(jì)夾具把電機(jī)和測功機(jī)連接起來，正確連接電機(jī)、控制器和電池，使電機(jī)和測功機(jī)正常工作。調(diào)試好數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，安裝電流傳感器測試母線電流，電壓傳感器接在電池兩端，保證傳感器與電機(jī)連接可靠，最后運(yùn)行電機(jī)使之達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)。(2)試驗(yàn)過程:在額定電壓下，從0到最大轉(zhuǎn)矩逐步對(duì)電機(jī)進(jìn)行加載，當(dāng)電機(jī)速度穩(wěn)定時(shí)記錄如下數(shù)據(jù):電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速，輸出轉(zhuǎn)矩，控制器輸入電流和電池電壓。通過上述試驗(yàn)得到電機(jī)在額定電壓下持續(xù)工作的外特性曲線，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合，擬合結(jié)果如圖35所示:圖35電機(jī)持續(xù)工作外特性曲線 擬合得到的電機(jī)在額定電壓下持續(xù)工作時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩、輸出功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，如式(332), (333)所示: (332) (333) 根據(jù)電機(jī)在額定狀態(tài)下的輸出特性及本車自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)的工作原理可知，離心式離合器的最大轉(zhuǎn)速應(yīng)不小于電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速，才能保證傳遞汽車正常行駛時(shí)的驅(qū)動(dòng)力矩，即: (334)式中，——離心式離合器最大工作轉(zhuǎn)速/(r/min) ——電機(jī)最高轉(zhuǎn)速/(r/min)離心式離合器應(yīng)能夠傳遞太陽輪上的驅(qū)動(dòng)力矩，即: (335)汽車在爬最大坡度時(shí)離心式離合器應(yīng)處于分離狀態(tài)，以保證一擋傳動(dòng)，為爬坡提供更大的驅(qū)動(dòng)力矩。為保證離合器的使用壽命，此時(shí)主從動(dòng)盤應(yīng)處于分離狀態(tài)，即離心式離合器的結(jié)合轉(zhuǎn)速應(yīng)大于動(dòng)力性能要求中爬最大坡度時(shí)的車速對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)汽車在平路上或較小坡度上行駛時(shí)，電機(jī)可以提供較大的起步轉(zhuǎn)矩，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到時(shí)，汽車開始換擋以實(shí)現(xiàn)高速行駛，因此: (336)式中,——汽車最高爬坡度要求車速對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速/(r/min)由式(29), (336)可得: (337)汽車在城市工況中行駛時(shí)會(huì)經(jīng)常在常用車速內(nèi)加、減速，為保證良好的動(dòng)力性能及自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)的使用壽命，擋位切換應(yīng)避開車輛的常用車速范圍，即換擋過程中對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)不在常用車速對(duì)應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)，因此圖22中換擋結(jié)束對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)小于常用車速對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，即: (338)式中,——汽車常用車速對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速/(r/min)由此可知，原有的離心式離合器可滿足動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝要求，且其工作特性可以與電機(jī)相匹配，從而滿足電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能要求。換擋品質(zhì)是指換擋過程的平順性，即希望換擋過程平穩(wěn)無沖擊地進(jìn)行，從而改善駕駛員和乘客的乘坐舒適性。因此換擋品質(zhì)的好壞直接表現(xiàn)在換擋過程中汽車的行駛狀態(tài)上。汽車在平路上行駛時(shí)，其行駛狀態(tài)與整車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力有關(guān)，根據(jù)對(duì)本車自動(dòng)換擋過程的分析可知，離心式離合器的特性直接影響著換擋過程中作用在車輪上的驅(qū)動(dòng)力，而行駛阻力則與汽車的整體參數(shù)相關(guān)，本車的基本參數(shù)如表34所示:表34 整車參數(shù)類別參數(shù)值主傳動(dòng)比一擋傳動(dòng)比二擋傳動(dòng)比1滿載質(zhì)量m/kg1000迎風(fēng)面積A/風(fēng)阻系數(shù)滾動(dòng)半徑r/m傳動(dòng)系效率旋轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)將原有的離心式離合器特性曲線參數(shù)代入式(323)可得到換擋過程中車速隨時(shí)間的變化關(guān)系，如圖36所示:圖36 車速隨時(shí)間的變化由圖36可知，汽車在接近34km/h開始換擋，車速變化較小，換擋過程避開了動(dòng)力性設(shè)計(jì)要求中最大爬坡度對(duì)應(yīng)的車速且不在常用車速50～70km/h之內(nèi)，滿足動(dòng)力性能的設(shè)計(jì)要求。根據(jù)車速隨時(shí)間的變化關(guān)系，通過式(324), (325)可得到換擋過程中沖擊度與滑摩功率隨時(shí)間的變化關(guān)系，如圖37所示:圖37沖擊度與滑摩功率隨時(shí)間的變化 由圖37可知，離心式離合器從動(dòng)盤開始轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著離合器主從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速差的減小，沖擊度逐漸減小。當(dāng)主從動(dòng)盤同步時(shí)，二者無滑摩，作用在行星架上的驅(qū)動(dòng)力矩有所改變。換擋過程的滑摩功為382J，根據(jù)式(212)可知，,。根據(jù)以上分析可知，離心式離合器使換擋過程避開了常用車速和動(dòng)力性能要求中最大爬坡度對(duì)應(yīng)的。換擋過程中的沖擊度和單位滑摩功都在規(guī)定的范圍之內(nèi)，所以離心式離合器滿足動(dòng)力設(shè)計(jì)的要求，也匹配電機(jī)的動(dòng)力。 本章小結(jié) 本章對(duì)自動(dòng)換擋過程的理論模型進(jìn)行了推導(dǎo)，建立了行星齒輪機(jī)構(gòu)及換擋過程的數(shù)學(xué)模型，得到汽車在不同行駛狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)力矩的傳遞過程及其變化，同時(shí)推導(dǎo)出基于離心式離合器的電動(dòng)汽車自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)換擋品質(zhì)的計(jì)算方法?；诖?，結(jié)合整車性能及動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝要求對(duì)原有的離心式離合器進(jìn)行分析，結(jié)果表明自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)能滿足電動(dòng)汽車動(dòng)力性要求。4 結(jié)論 全文總結(jié)本課題以電動(dòng)汽車自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)中離心式離合器為研究對(duì)象，根據(jù)離心式離合器的特點(diǎn)，將其與行星齒輪機(jī)構(gòu)相配合應(yīng)用于自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)中。介紹了基于離心式離合器的電動(dòng)汽車自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作特點(diǎn)，并引入換擋品質(zhì)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。推導(dǎo)自動(dòng)換擋過程的理論模型，得到基于離心式離合器的電動(dòng)汽車自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)換擋品質(zhì)的計(jì)算方法。 (1)通過對(duì)國內(nèi)外自動(dòng)變速系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀分析可知，目前對(duì)適用于城市工況的輕型電動(dòng)汽車自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)的研究還很少，因此提出了一種基于離心式離合器的電動(dòng)汽車自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)，其簡單緊湊的結(jié)構(gòu)及工作方式很適合用在輕型電動(dòng)汽車上。 (2)對(duì)自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)及其關(guān)鍵部件離心式離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行了介紹，明確了離心式離合器的工作特性及自動(dòng)換擋的實(shí)現(xiàn)方式。引入換擋品質(zhì)對(duì)自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析了換擋品質(zhì)的兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)—沖擊度與滑摩功，明確了換擋品質(zhì)的影響因素。 (3)建立行星齒輪機(jī)構(gòu)及換擋過程的數(shù)學(xué)模型，得到電動(dòng)汽車在換擋過程中驅(qū)動(dòng)力矩的傳遞過程及車速隨時(shí)間的變化關(guān)系，并推導(dǎo)出基于離心式離合器的電動(dòng)汽車自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)換擋品質(zhì)的計(jì)算方法?；诖?，結(jié)合整車性能及動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝要求對(duì)原有的離心式離合器進(jìn)行分析，結(jié)果表明原有的自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)在換擋過程中的沖擊度和單位滑摩功都在規(guī)定范圍內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。 展望 本文僅對(duì)電動(dòng)汽車自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)中的離心式離合器進(jìn)行研究，得到對(duì)換擋品質(zhì)影響最大的即為離心式離合器工作特性。通過對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使換擋品質(zhì)達(dá)到最優(yōu)。由于時(shí)間倉促、水平有限以及實(shí)際條件的限制，文中還有很多不足。在以后的工作中應(yīng)對(duì)以下幾個(gè)方面著重進(jìn)行研究: (1)本文只在理論上和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了相關(guān)方面的研究，距實(shí)車應(yīng)用還有很長的路要走，接下來需要根據(jù)優(yōu)化得到的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)離心式離合器進(jìn)行設(shè)計(jì)，將本文的研究成果真正應(yīng)用到實(shí)際的自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)中去。 (2)隨著傳感器技術(shù)的提高和控制理論、通訊技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)力傳動(dòng)整體控制技術(shù)的應(yīng)用越來越多，因此可以將現(xiàn)代控制理論運(yùn)用到提升換擋品質(zhì)的研究當(dāng)中。致 謝 值此論文完成之際，我要對(duì)陪伴我完成課題研究的所有人表示最真摯的謝意! 首先，衷心感謝我的指導(dǎo)老師魏占國教授的悉心指導(dǎo)，他淵博的知識(shí)讓我受益匪淺，他們的教導(dǎo)讓我終生難忘，不但開闊了我的思路，拓寬了我的視野，也教會(huì)了我做人做事的道理，是我以后生活和工作中的榜樣。其次，感謝中南林業(yè)科技大學(xué)給我提供了課題的研究平臺(tái)和良好的學(xué)術(shù)環(huán)境，以及圖書館為我查找資料提供了很好的平臺(tái)。 最后，感謝我的父母所給的接受良好教育的機(jī)會(huì)，正是他們默默的奉獻(xiàn)和對(duì)我各方面的支持和鼓勵(lì)，才能使我能夠安心學(xué)習(xí)，順利完成學(xué)業(yè)!感謝所有關(guān)心、支持我的人!參 考 文 獻(xiàn)[1] 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