【正文】 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，從而滿足汽車動力性能要求。根據(jù)GB/T 《電動汽車用電機(jī)及其控制器 第一部分:技術(shù)條件》、GB/T 《電動汽車用電機(jī)及其控制器 第二部分:試驗(yàn)方法》在CWF25發(fā)動機(jī)測試系統(tǒng)上對電機(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，為爬坡提供更大的驅(qū)動力矩。為保證離合器的使用壽命，此時(shí)主從動盤應(yīng)處于分離狀態(tài)，即離心式離合器的結(jié)合轉(zhuǎn)速應(yīng)大于動力性能要求中爬最大坡度時(shí)的車速對應(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)會經(jīng)常在常用車速內(nèi)加、減速，為保證良好的動力性能及自動換擋機(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，即換擋過程中對應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)不在常用車速對應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)，因此圖22中換擋結(jié)束對應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)小于常用車速對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，即: (338)式中,——汽車常用車速對應(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力傳動系統(tǒng)的安裝要求，且其工作特性可以與電機(jī)相匹配，從而滿足電動汽車的動力性能要求。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)動力和行駛阻力有關(guān)，根據(jù)對本車自動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)值主傳動比一擋傳動比二擋傳動比1滿載質(zhì)量m/kg1000迎風(fēng)面積A/風(fēng)阻系數(shù)滾動半徑r/m傳動系效率旋轉(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，換擋過程避開了動力性設(shè)計(jì)要求中最大爬坡度對應(yīng)的車速且不在常用車速50～70km/h之內(nèi)，滿足動力性能的設(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，離心式離合器從動盤開始轉(zhuǎn)動。隨著離合器主從動盤轉(zhuǎn)速差的減小，沖擊度逐漸減小。當(dāng)主從動盤同步時(shí)，二者無滑摩，作用在行星架上的驅(qū)動力矩有所改變。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力性能要求中最大爬坡度對應(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力設(shè)計(jì)的要求，也匹配電機(jī)的動力。 本章小結(jié) 本章對自動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汽車自動換擋機(jī)構(gòu)換擋品質(zhì)的計(jì)算方法?；诖耍Y(jié)合整車性能及動力傳動系統(tǒng)的安裝要求對原有的離心式離合器進(jìn)行分析，結(jié)果表明自動換擋機(jī)構(gòu)能滿足電動汽車動力性要求。4 結(jié)論 全文總結(jié)本課題以電動汽車自動換擋機(jī)構(gòu)中離心式離合器為研究對象，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)用于自動換擋機(jī)構(gòu)中。介紹了基于離心式離合器的電動汽車自動換擋機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作特點(diǎn)，并引入換擋品質(zhì)對其進(jìn)行評價(jià)。推導(dǎo)自動換擋過程的理論模型，得到基于離心式離合器的電動汽車自動換擋機(jī)構(gòu)換擋品質(zhì)的計(jì)算方法。 (1)通過對國內(nèi)外自動變速系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀分析可知，目前對適用于城市工況的輕型電動汽車自動換擋機(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汽車自動換擋機(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汽車上。 (2)對自動換擋機(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換擋的實(shí)現(xiàn)方式。引入換擋品質(zhì)對自動換擋機(jī)構(gòu)進(jìn)行評價(jià)，分析了換擋品質(zhì)的兩個(gè)評價(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，得到電動汽車在換擋過程中驅(qū)動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汽車自動換擋機(jī)構(gòu)換擋品質(zhì)的計(jì)算方法。基于此，結(jié)合整車性能及動力傳動系統(tǒng)的安裝要求對原有的離心式離合器進(jìn)行分析，結(jié)果表明原有的自動換擋機(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 本文僅對電動汽車自動換擋機(jī)構(gòu)中的離心式離合器進(jìn)行研究，得到對換擋品質(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，動力傳動整體控制技術(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。 最后，感謝我的父母所給的接受良好教育的機(jī)會，正是他們默默的奉獻(xiàn)和對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] 葛安林．自動變速器（一）——自動變速器綜述[J]．汽車技術(shù)．2001，5：1～2．[2] 劉夏倫．汽車電控自動變速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[J]．汽車電器．2006，5：59～59．[3] 過學(xué)訊，吳濤．汽車自動變速器在中國的發(fā)展?fàn)顩r及前景[J]．汽車研究與開發(fā)．1997，6：7～10．[4] 仁松茂，蔚然．現(xiàn)代汽車的自動變速技術(shù)[J]．重型汽車．2002，5：32～33．[5] 陳超．汽車AMT換擋規(guī)律及評價(jià)方法的研究[D]．西華大學(xué)碩士學(xué)論文．2006．[6] 高非．電動汽車自動換擋機(jī)構(gòu)中離心式離合去的研究[D]．江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文．2011．[7] 陳清泉，孫逢春，祝嘉關(guān)．現(xiàn)代電動汽車技術(shù)[M]．北京理工大學(xué)出版社．2002．[8] 張建林．電控電動AMT無離合器操縱換擋控制技術(shù)的研究[D]．吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文．2007．[9] 毛永明，劉紹東．奧運(yùn)村中電動車上的全自動環(huán)保變速器．現(xiàn)代零部件．2008，8：35～37．[10] 王德倫，張石靜，許南邵．電動汽車行星齒輪式無極變速器建模與仿真[J]．重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)）．2010，11（24）：7～11．[11] 張振宇．電動汽車用齒輪離合器式自動變速器設(shè)計(jì)[D]．武漢理工大學(xué)碩士論文．2006．[12] 吳光強(qiáng)，孫賢安．汽車自動變速器發(fā)展綜述[J]．同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）．2010，10（38）：1478～1843．[13] 席軍強(qiáng)，王雷，付文清等．純電動客車自動機(jī)械變速器換擋過程控制[J]．北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)．2010，1（30）：42～45．[14] 秦大同，周保華，胡輝明等．兩擋電動汽車動力傳動系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)[J]．重慶大學(xué)學(xué)報(bào)．2011，1（34）：1～6．[15] 李全德．離心離合器和離心夾具計(jì)數(shù)體系構(gòu)建與創(chuàng)新設(shè)計(jì)[D]．蘇州大學(xué)碩士學(xué)位論文．2008，4：11～12．[16] 李軍．工程機(jī)械雙動力系統(tǒng)研究[D]．長安大學(xué)碩士學(xué)位論文．2010．[17] 高澤祥，王志學(xué)，路建國．中性臥室車床新型短鏈主傳動設(shè)計(jì)[J]．制造技術(shù)與機(jī)床．1997（12）：8～11．[18] 毛華永，楊濱．裝離心塊式離合器的摩托車行駛特性分析[J]．摩托車技術(shù)．1994（4）：6～10．[19] 魏光明．蹄塊式自動離合器的設(shè)計(jì)[J]．摩托車技術(shù)．2001（5）：4～6．[20] 劉小根．汽車AMT控制系統(tǒng)及離合器模糊控制方法的研究[D]．重慶交通大學(xué)碩士學(xué)位論文．2004．[21] 許南．自動離合器結(jié)合規(guī)律及控制系統(tǒng)的研究[D]．哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文．2009．[22] 葛安林．車輛自動變速理論與設(shè)計(jì)[M]．北京機(jī)械工業(yè)出版．1993．[23] 顏客志，方忠德，張國勝．汽車離合器結(jié)合過程中的穩(wěn)定行分析研究[J]．機(jī)械科學(xué)與技術(shù)．2007（5）：615～618．[24] 華中農(nóng)學(xué)院．拖拉機(jī)汽車學(xué)[M]．農(nóng)業(yè)出版社．1989．[25] 劉海鷗．履帶車輛起步換擋過程沖擊特性預(yù)估與試驗(yàn)研究[M]．北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文．2003．[26] 馮挽強(qiáng)．CVT濕式離合器結(jié)合過程非線性模型及特性研究[D]．吉林大學(xué)博士學(xué)位論文．2008．[27] 王保華，范文亭，羅永革．城市客車自動離合器結(jié)合規(guī)律仿真及應(yīng)用[J]．河北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)．2005．9（19）：1～4．[28] 富明慧，梁華力．一種改進(jìn)的精細(xì)龍格庫塔法[J]．中山大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）．2009．9（5）：2～3．