【摘要】：在高效節(jié)能成為科技發(fā)展主要趨勢的今天,已經(jīng)將AMT應(yīng)用到純電動汽車中,大幅度提升了汽車的動力性能,有效地減少了系統(tǒng)的能源消耗,從而提高了純電動汽車的續(xù)航能力。電控電動式AMT不存在由液壓缸或者氣缸引起的遲滯性問題,具有響應(yīng)速度快的優(yōu)勢。目前,電控電動式AMT技術(shù)成為自動變速器領(lǐng)域一個重要的研究方向,是新能源汽車特別是純電動汽車高效、迅速發(fā)展的攻關(guān)難題之一。為了提高電控電動式AMT的換擋品質(zhì)、系統(tǒng)可控性和傳動效率,本文確定了一種應(yīng)用單自由度電磁直線執(zhí)行器直接推動撥叉軸完成換擋的電動撥叉式AMT換擋系統(tǒng),并且完成該換擋系統(tǒng)性能的仿真分析與試驗研究。電動撥叉式換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)省掉了在選換擋過程中的選擋運(yùn)動,能夠?qū)崿F(xiàn)退、進(jìn)擋運(yùn)動同時進(jìn)行,因此換擋時間縮減為空擋到達(dá)目標(biāo)擋位所經(jīng)歷的時間,從而極大減小了汽車在選換擋過程中動力中斷時間,進(jìn)而提高了換擋品質(zhì)。具體工作和研究內(nèi)容如下:(1)應(yīng)用拉丁超立方設(shè)計法和響應(yīng)面法完成了AMT速比優(yōu)化,并確定了電動撥叉式換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。匹配了純電動汽車變速系統(tǒng)的擋位數(shù)和速比的可行域范圍,應(yīng)用拉丁超立方設(shè)計法和響應(yīng)面法,將電機(jī)驅(qū)動能耗作為目標(biāo)值,對變速系統(tǒng)最大和最小傳動比進(jìn)行優(yōu)化。針對AMT選換擋過程中動力中斷時間較長和系統(tǒng)可控性較差等問題,提出了換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的性能要求。確定了一種電動撥叉式選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其對應(yīng)的擋位分布形式,并闡述了電動撥叉式選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行原理,為后續(xù)性能仿真與試驗驗證打下了基礎(chǔ)。應(yīng)用CATIA建立基于電動撥叉式選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的AMT整體結(jié)構(gòu)模型,并完成樣機(jī)的研制工作。(2)仿真分析了電動撥叉式換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的性能。將整個電動撥叉式AMT的換擋過程分為兩個階段的退擋過程和六個階段的進(jìn)擋過程,建立了每個階段的換擋力數(shù)學(xué)模型。闡述了換擋時間、換擋沖擊度、單位面積滑摩功和換擋能耗等換擋品質(zhì)評價指標(biāo)。應(yīng)用MATLAB/Simulink建立電動撥叉式選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)性能仿真模型,并對電動撥叉式選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)退、進(jìn)擋同時進(jìn)行過程和變換擋參數(shù)換擋過程的仿真結(jié)果進(jìn)行分析。(3)完成了增力式同步器工程化設(shè)計。為解決增力式同步器同步階段之前誤增力的問題,在整個增力式同步器原有結(jié)構(gòu)中加非標(biāo)碟簧,應(yīng)用CATIA建立增力式同步器工程化設(shè)計三維模型。分析了增力式同步器中非標(biāo)碟簧對預(yù)同步過程和同步過程的影響,建立了換擋力數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用MATLAB/Simulink建立進(jìn)擋過程增力性能仿真模型,并對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。(4)試驗驗證了電動撥叉式AMT換擋系統(tǒng)的性能。依據(jù)試驗臺架設(shè)計目的與功能,確定了整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。應(yīng)用CATIA對試驗臺架各個零件進(jìn)行建模并裝配,完成試驗臺架的搭建工作。為了驗證電動撥叉式選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可行性、優(yōu)越性與通用性,完成退、進(jìn)擋同時進(jìn)行試驗和變換擋參數(shù)換擋試驗。試驗可知:在轉(zhuǎn)速差為400r·min-1、被同步部分轉(zhuǎn)動慣量為0.055kg·m2的工況下完成退、進(jìn)擋同時進(jìn)行試驗(變速器退2擋進(jìn)3擋的過程),當(dāng)同步力矩平均值為25.6Nm時,換擋能耗為368.3J,換擋時間為142ms,同步時間為96ms,此時換擋沖擊度為5.2m·s-3和單位面積滑摩功為0.063J·mm-2,具有較小的換擋沖擊且滿足同步器的使用壽命要求的同時,相比于傳統(tǒng)選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu),節(jié)省的換擋時間為24ms,將同步階段以外的其他換擋階段所用時間縮短約34%,進(jìn)而有效縮短了換擋時間。該試驗結(jié)果與仿真結(jié)果的最大誤差可控制在7.9%,研究結(jié)果具有可靠性。
【圖文】：

學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章 AMT 速比優(yōu)化與換擋執(zhí)行）速比樣本空間設(shè)計考慮最大爬坡度和附著條件等因素，可以獲得變速系統(tǒng)最大傳為 2.902≤ig1≤3.868；根據(jù)最高車速的要求且滿足行駛阻力的條系統(tǒng)最小傳動比可行域范圍為 0.552≤ig3≤1.220。變速器最大速比和最小速比的可行域范圍，應(yīng)用 MATLAB 實多元均分分布的功能，其中選取采樣數(shù)為 200，最終獲得如公 所示的兩元均勻分布傳動比樣本空間。 3.58850.7738.....3.13080.5718.....3.39621.1582..........1_2003_2001_k3_k1_13_1iiiiiiX

單自電磁直換擋撥叉動撥叉式換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)三維設(shè)計ional design scheme of electric fork-器是一種融合了Halbach陣列低動子質(zhì)量和高功率密度，其轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，有利于提高變速系由度電磁直線執(zhí)行器滿足本課，因此將其確定為電動撥叉式標(biāo)分別如表 2.6 和 2.7 所示。
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2594827