雙離合變速器換擋動(dòng)力學(xué)及控制系統(tǒng)分析機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯(參考版)
2025-01-19 12:05本頁(yè)面
【正文】 綜上可得，本文通過(guò)現(xiàn)有裝置可以完成一個(gè)對(duì)DCT換擋特性有效而詳盡的分析說(shuō)明。為了研究離合器接合時(shí)機(jī)的影響，構(gòu)建了離合器三種不同壓力值的相應(yīng)曲線，同時(shí)影響的輸出扭矩也分別作為個(gè)案進(jìn)行了研究。主要目的是建造一個(gè)完整的發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)模型，并且模擬DCT在汽車起步，升檔和降檔過(guò)程中的工作性能。圖8 12升檔過(guò)程的輸出扭矩圖圖9 雙離合器的相對(duì)角速度曲線圖圖10 12換擋過(guò)程中離合器壓力曲線圖圖11 三種壓力值與輸出扭矩關(guān)聯(lián)曲線圖圖12 32降檔過(guò)程的輸出扭矩曲線圖7 結(jié)論本文主要研究了雙離合器自動(dòng)變速器的換擋動(dòng)力學(xué)特性。在這個(gè)模型中，信號(hào)發(fā)生者還包括一個(gè)剎車裝置。 圖6 起步過(guò)程中輸出扭矩圖 圖7 起步過(guò)程離合器壓力圖 32降檔過(guò)程實(shí)驗(yàn)?zāi)M了三檔到二檔的降檔過(guò)程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖12。另一方面，當(dāng)離合器受到的壓力值比最優(yōu)化壓力值小，就會(huì)觀察到一個(gè)很大的凹狀曲線，這個(gè)被稱作“扭矩坑”。紅色的壓力曲線是為了使換擋平滑而最優(yōu)化的。圖10描述了在換擋控制中離合器的三種壓力值的具體情況。 輸出扭矩的變化值主要取決于離合器活塞受到的壓力。即將接合的離合器壓力值上升到需要達(dá)到的壓力水平，并且輸出扭矩在慣性階段開始回升。在車速大約為20mph時(shí)開始換擋，換擋過(guò)程中的輸出扭矩具體見圖8。這種情況導(dǎo)致了行駛過(guò)程中汽車抖動(dòng)，然而當(dāng)車輛處于運(yùn)動(dòng)模式時(shí)，這種情況就是可行的。一個(gè)最優(yōu)化的汽車起步應(yīng)該是在這兩種極端情況之間。對(duì)于一個(gè)比較迅速的起步，滑移的扭矩會(huì)迅速下降，并且在一個(gè)很短的時(shí)間里達(dá)到離合器的接合扭矩。車輛的起步控制是通過(guò)選取離合器壓力表中的有關(guān)數(shù)值，同時(shí)應(yīng)將離合器液壓缸中的壓力值標(biāo)準(zhǔn)化。（b） 在即將接合的離合器達(dá)到其摩擦臨界點(diǎn)之前，即將分離的離合器壓力值應(yīng)該在其臨界點(diǎn)之上，這樣就可以保證扭矩傳遞的連續(xù)性，同時(shí)也避免了出現(xiàn)了動(dòng)力不穩(wěn)而使駕駛員會(huì)感到車輛動(dòng)力不足。在離合器壓力控制中需要注意兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：（a） 當(dāng)即將接合的離合器達(dá)到其摩擦的臨界點(diǎn)時(shí)，即將分離的離合器壓力值會(huì)達(dá)到0。在這個(gè)階段里，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件的動(dòng)能被傳遞到了車輛中，同時(shí)在達(dá)到下一檔位時(shí)，會(huì)形成輸出扭矩的一個(gè)短暫上升。然而在扭矩階段里，速比并沒有發(fā)生改變。在這段時(shí)間里，兩個(gè)離合器都沒有完全接合。由輸出扭矩的性質(zhì)可以看出，離合器之間的換擋動(dòng)作由兩個(gè)階段組成：扭矩階段和慣性階段。與模型有關(guān)的相關(guān)汽車數(shù)據(jù)見表1。其中最重要有效的條件就是兩個(gè)離合器在什么時(shí)刻在原有檔位和預(yù)訂檔位輸出扭矩時(shí)，能夠流暢的傳遞扭矩。（37） （2） 由接合和分離離合器產(chǎn)生的扭矩值需要在發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩中扣除再進(jìn)行計(jì)算。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是與離合器接合時(shí)間有關(guān)的函數(shù)，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩隨著轉(zhuǎn)速變化而變化。離合器是閉合的以及發(fā)動(dòng)機(jī)與車輪有直接的機(jī)械連接都是可能發(fā)生的。在一檔的工作過(guò)程中，變速箱的輸出扭矩是一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，齒輪齒數(shù)比以及動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有關(guān)的函數(shù)值。在換擋過(guò)程中的比例變化可以以12升檔操作作為案例來(lái)解釋說(shuō)明。為了使換擋能快速進(jìn)行，有關(guān)離合器接合的曲線將會(huì)比一個(gè)換擋時(shí)間較長(zhǎng)的曲線陡峭。這個(gè)計(jì)數(shù)器可以比照即將接合離合器的角速度，并且在相對(duì)速度為0時(shí)產(chǎn)生鎖止信號(hào)。本文將每個(gè)離合器都通過(guò)圖表法建模，分別用一條上升的離合器壓力曲線和一條下降的離合器壓力曲線來(lái)代表即將接合和分離的離合器。自換擋之前離合器分離開始，離合器存在速度上的變化。在Stateflow子系統(tǒng)中安裝有脈沖發(fā)生器，這樣使得每當(dāng)檔位變化時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖。3. 確定換檔的結(jié)束時(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)雙離合器的換擋邏輯功能，以下三點(diǎn)內(nèi)容需要注意：1. 需要確定換檔的起始時(shí)間。本文提到的換擋規(guī)律圖解見圖4。換擋控制器從不同的傳感器上接收輸入信號(hào)，傳感器包括油門開度大小，行駛車速，齒輪所處位置，離合器接合規(guī)律，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等等。齒輪的換擋策略可以被定義為：一系列相互依存事物的邏輯性連接，通過(guò)換擋策略的控制可以實(shí)現(xiàn)升檔和降檔的準(zhǔn)確性，以及換擋過(guò)程的最優(yōu)化時(shí)間。每一個(gè)式子都可以看做是一個(gè)矩陣的元素，同時(shí)都含有在已知條件中的一個(gè)變量。在式（30）中的等效慣性矩Ieq取決于在變速過(guò)程中與之相連的軸和齒輪齒數(shù)比。ishift表示換擋過(guò)程中的齒輪齒數(shù)比，同時(shí)也是一個(gè)關(guān)于換擋時(shí)間的函數(shù)。 變速器（25）（26）（27）（28）（29）（31）（32）（24）（30） 其中，ωh和ωs分別表示空心軸和實(shí)心軸的角速度。（20）（21）（22）（23）其中，在換擋初期發(fā)動(dòng)機(jī)角速度?，F(xiàn)在實(shí)際上傳遞的是離合器中的摩擦力扭矩。在一個(gè)升檔的過(guò)程中，離合器1就會(huì)被放開，同時(shí)離合器2就會(huì)被接合，也就是在換擋過(guò)程中兩個(gè)離合器都處于滑摩狀態(tài)。Ih和Is分別表示空心和實(shí)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。比如處于三檔和六檔時(shí)的Ieq可以通過(guò)分別通過(guò)以下內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算：（19）（18）六檔時(shí)三檔時(shí)其中，i3和i6分別表示處于在三檔和六檔時(shí)的齒輪齒數(shù)比。Ieq表示在中間軸上所有轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。ωim表示中間軸的角速度，ωo,ωw分別表示輸出軸和車輪的角速度。 （13）（14）（15）（16）（17）（12）
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