湿式离合器对偶片间油气两相流动的数值模拟

湿式离合器高速旋转时内部形成的复杂油气两相流动会对离合器的性能产生影响,因而需要对湿式离合器内的两相流动特性展开研究。基于有限体积法,采用流体体积函数(Volume of fluid,VOF)多相流模型、RNG k-ε湍流模型,建立考虑径向沟槽影响的三维湿式离合器对偶片间油气两相流动模型。通过对流动模型中油气两相N-S方程进行数值求解,获得了湿式离合器对偶片间油气两相流动的流场分布特性,分析沟槽数量和转速对流场中油相分布及带排转矩的影响。结果表明:湿式离合器内部的润滑油分布是不均匀的,随沟槽的分布呈现出周期性变化,沟槽处润滑油油液体积分数最大;转速和沟槽数目的增加均会使对偶片间油液体积分数下降,影响湿式离合器内润滑油分布的不均匀性;沟槽总面积不变时,增加沟槽数量能使带排转矩最大值减小,最大转矩对应的转速提前。本研究为湿式离合器内部流场分析和带排转矩研究提供了一种新方法。     

湿式离合器带排空转状态下片间流场特性的数值模拟

湿式离合器带排空转时,片间流场特性对湿式离合器的带排转矩产生重要而直接的影响。建立了片间流体域CFD模型,研究了润滑油流量、摩擦片转速对片间流场特性的影响规律,计算了带排转矩并与试验曲线进行了对比和差异分析,验证了模型的正确性。研究结果表明,临界转速前后,润滑油流量增加对片间最高温度和平均压力的变化趋势产生相反的效果,I型槽摩擦片间存在逆压梯度,片间润滑油先发生径向收缩后发生周向收缩。     

高转速差车用湿式离合器带排转矩特性研究

车用湿式离合器的带排工况对车辆传动系统效率影响很大,过去建立的模型无法计算高转速差区域及不同摩擦片沟槽形式的带排转矩。以车用湿式离合器为研究对象,建立考虑离心力的修正雷诺方程,同时建立能够包含沟槽形式信息的三维求解区域,求解过程中考虑润滑油压力沿摩擦片周向的压力分布梯度,采用有限体积法进行求解。在计算带排转矩时采用新的求解方法,通过已知的供给流量和转速差经过压力分布求解获得润滑油膜的等效外半径,进而求得带排转矩。在更宽广的转速差范围内进行计算结果与试验结果的对比,两者基本吻合。研究不同沟槽深度、不同沟槽槽占比、润滑油流量和沟槽数目对离合器带排转矩特性的影响规律。研究结果表明,带排转矩随沟槽深度的增大而减小、随槽占比的增大而减小、随润滑油流量的增大而增大、随沟槽数目的增大而减小。     

湿式DCT带排转矩的建模仿真分析与试验研究

湿式离合器摩擦副间存在ATF润滑油,当摩擦片与钢片存在转速差时,由于润滑油膜被剪切而产生带排转矩,导致湿式离合器产生带排损失。对带排损失的研究,国内外学者已经对其产生的机理进行研究。研究是在前人的基础上,首先运用MATLAB数值模拟得出等效半径随转速差增大先不变后减小,然后用fluent流体软件,采用UDF动网格技术仿真,提取出每转速差下的带排转矩,后处理分析摩擦片表面的压力和油膜分布云图为锯齿状,由此可以说明等效半径减小,最后把油膜分布云图与前人根据等效半径假设提出的油膜示意图比较,对带排转矩的特性分析。     

湿式摩擦离合器多目标优化设计

湿式离合器的带排转矩影响传动装置的效率，离合器的接合转矩影响传动装置的可靠性，但在通常情况下，降低带排转矩和增大接合转矩是相互矛盾的。以湿式摩擦离合器为研究对象，以湿式离合器摩擦片内径、外径、径向槽深、径向槽宽和径向槽数、摩擦副间隙为优化设计变量，以离合器的带排转矩最小和接合转矩最大为优化目标，建立优化设计数学模型，给出了Matlab的优化工具箱求解方法；并以某压裂车变速箱离合器为实例，进行了多目标优化设计。优化后带排转矩减小了31.67%，接合转矩增加了33.51%。结果表明，所提优化方法有效，可为湿式离合器的摩擦片结构设计与参数优化提供理论参考。     

高速湿式离合器低带排转矩参数优化设计

为了降低湿式离合器高速工况下产生的带排转矩,以某履带车辆湿式离合器为研究对象,在传统低速带排转矩模型中引入并计算了等效半径,推导了含径向槽湿式离合器高速工况下的带排转矩计算模型;建立了以离合器3个工况参数、摩擦片5个结构参数为设计变量,以最小带排转矩为优化目标的优化设计模型,基于鲸鱼优化算法（Whale Optimization Algorithm,WOA）对目标函数进行求解,优化后带排转矩减小了35.6%;并利用Simulink建立了目标函数的动态响应模型,对优化结果进行验证。结果表明,所设计优化方法有效,可为湿式离合器的结构设计和参数优化提供参考。     

考虑空化效应的液黏离合器带排转矩特性分析

为了准确预测液黏离合器内部流场及带排转矩特性,以双圆弧槽摩擦副间隙流场为研究对象,基于流体动力学原理以及牛顿内摩擦定律,建立了考虑空化效应的两相流CFD数学模型,并运用FLUENT软件对流体域进行数值模拟,对比研究空化效应下不同转速、进油压力以及油膜厚度对流场分布、压力分布及带排转矩特性的影响。结果表明,速度分布具有不均匀性,与旋转方向一致的沟槽流体速度较高,且具有导流作用;空化发生在沟槽交叉部位,转速越高,膜厚越大,其空化现象越显著;高压区域发生在入口处,压力随着径向呈现递减趋势,在外径边缘处产生负压效应,承载力随着转速近似线性关系;转速越大,剪切应力提升越明显,当转速ω(1 400~1 600)r/min时,带排转矩随着转速近似线性关系,当达到某一峰值后又缓慢降低;随着油膜厚度减小,带排转矩有所提升,其峰值点对应的速度有所提高。     

湿式双离合器带排转矩特性及其应用研究

从理论上对湿式双离合自动变速器带排转矩的产生及计算进行了分析.通过台架实验研究了温度、流量等因素对湿双离合器带排转矩的影响.起步过程带排转矩的特性实验表明,合理地利用带排转矩,可以改善DCT的起步品质.     

不同摩擦材料液黏离合器特性研究

分析了液黏离合器摩滑状态,建立带排转矩的数学模型,结合本文所研究液黏离合器的具体参数进行求解,得知摩擦片间隙是影响带排转矩的关键参数。经分析液黏离合器的摩滑特性及试验研究,验证了摩擦片带排转矩计算模型的准确性。分别进行了两种摩擦材料带排、温升及转速差对输出转矩的影响试验,通过试验发现,相同结构的铜基摩擦片带排转矩约为碳基摩擦片的2倍,得知相同试验条件下铜基摩擦片温升高于碳基摩擦片,且摩擦因数随转速差的变化较大,并拟合出了摩擦因数与转速差的关系式。     

重型机械湿式多片制动器工作特性主要影响因素研究

为了对湿式多片制动器工作特性进一步研究,运用接触温度计算模型、热分析基本原理、层流方程分别对湿式制动器的制动转矩、表面温升和带排转矩工作特性进行理论建模,研究了湿式制动器摩擦表面油槽形状、润滑冷却液流量、制动油压对制动器工作特性影响规律。分析结果表明:双圆弧油槽相对别的油槽具有加工简单、制动转矩较高、表面温升较小、带排效应较小等优势;润滑冷却液流量主要对湿式制动器的响应时间有较大的影响,流量越大制动响应时间越长,制动表面温度越低此外带排转矩也越高;制动压力对制动转矩的影响主要体现在制动转矩的响应时间上,压力越大,响应时间越短,表面温度越高,对带排转矩的影响有限。     

基于驾驶意图的插电式混合动力公交车控制策略*

为了充分挖掘插电式混合动力公交车(Plug-in hybrid electric bus, PHEB)的节油潜力、增强车辆对不同类型驾驶员的自适应性,在基于规则类的控制策略基础上,增加驾驶员意图识别模型。对驾驶风格及加速意图进行模糊识别,通过驾驶员在环的半实物仿真验证了识别模型,以驾驶风格和加速意图识别结果为输入,建立转矩修正系数k的模糊控制器,反模糊化输出k值,对需求转矩进行修正。用system test工具将模糊控制器生成对应的模糊查询表。仿真及试验结果表明：有驾驶员意图识别控制策略较无驾驶员意图识别控制策略更加适应PHEB的运营、用电机制且燃油经济性进一步提高了1.8%。     

基于驾驶员意图识别的液力机械式自动变速器换挡规律优化

构建了基于隐马尔可夫模型的驾驶员意图模型,用于辨识不同的驾驶意图。以油门踏板开度以及制动踏板开度等作为输入数据,结合Baum-Welch算法训练驾驶员意图模型,以计算所得新数据的极大似然值作为辨识结果,验证了驾驶员意图模型的准确性。根据识别出的驾驶员意图模型参数,基于基本换挡规律,对不同意图下的换挡规律进行优化。仿真结果表明,优化后的换挡规律更符合驾驶员期望的挡位操作,且有助于消除意外换挡的现象,验证了意图模型优化的有效性。     

基于生理特征映射的驾驶员情绪在线识别模型构建方法

高精度驾驶员情绪识别模型是智能车辆安全辅助驾驶系统构建的关键问题之一。针对该问题,提出一种基于生理特征映射的驾驶员情绪在线识别模型构建方法。对不同情绪下驾驶员心电、脉搏生理信号进行时域特征提取,建立生理信号-情绪关联样本库,给出改进式自编码(Improved stacked autoencoder, I-SAE)神经网络架构,构建基于I-SAE神经网络的人员情绪生理表征和离线辨识模型;同步采集行驶过程中不同情绪下驾驶员生理信号和车辆状态数据,利用主成分分析法选取车辆状态特征参数向量,通过I-SAE模型识别处理生理信号数据,将驾驶员情绪的生理表征映射为车辆状态表征,构建车辆状态-驾驶员情绪关联样本库;在此基础上,建立基于学习矢量量化(Learning vector quantization, LVQ)的驾驶员情绪在线识别模型。试验数据表明,该方法构建的驾驶员情绪在线识别模型正确识别率达84%以上,可满足安全距离预警等车辆智能系统需要。     

自适应自动驾驶等级的驾驶人状态监测模型研究

自动驾驶等级的逐级提升意味着驾驶执行权从驾驶人向车辆自动控制系统逐渐转移,驾驶人所承担的责任也随之发生变化。大量研究表明,自动驾驶车辆驾驶人的注意力跨度与行驶安全性密切相关,且不同等级自动驾驶所要求的驾驶人状态阈值存在差异。提出一种融合长短记忆(Long short term memory,LSTM)网络和驾驶人状态判别机制的驾驶人负荷状态预测模型(long short term memory network driver state prediction model,LSTM-DSDM),实现驾驶人负荷状态的预测及其状态转变阶段的识别,并基于不同自动驾驶等级下驾驶人的任务要求,提出了“低等级识别,高等级预测”的驾驶人负荷状态监测策略。试验结果表明本研究搭建的驾驶员负荷状态预测模型在低自动驾驶等级情况下的负荷识别率可达90%以上;在高自动驾驶等级情况下实现可靠的负荷预测和驾驶人负荷状态过渡阶段的辨识,有效应对不同自动驾驶等级驾驶人负荷状态的监测需求。     

汽车自适应巡航系统的多模式切换控制

在复杂交通环境下,由于前车运动状态和驾驶意图的不可预知性,使得传统的自适应巡航控制(Adaptive cruise system,ACC)的应用受到限制,因此提出一种多模式自适应巡航控制策略。在现有上、下位控制器的基础上增加模式切换层,通过将车辆纵向运动状态划分为八种工况,使得系统根据实际工况条件选择最优的控制模式,并采用加速度加权平均算法提高模式切换的准确性和输出连续性。分别设计定速巡航、稳态跟随、接近前车、强加速、强减速和避撞六种控制模式。基于每种模式侧重的控制目标,设计相应的上位控制器并对其控制参数进行整定,从而改善了系统整体的控制品质。最后通过实车试验验证了多模式切换算法的有效性和实用性。     

车辆避撞超声预警控制器的设计

介绍一种基于超声波测距的车辆避撞预警控制系统。采用AT89S51控制,系统由超声波发射电路、超声波接收与信号处理电路、显示电路、报警电路、温度检测与补偿电路等组成。利用该系统可以准确及时地测出车的前后距离,以提醒驾驶员及时地采取避撞措施,从而减少交通事故的发生。     

基于隐马尔可夫模型的驾驶行为预测方法研究

根据驾驶行为受驾驶意图驱使,在时空上应先产生驾驶意图后有驾驶动作执行,再有具体的驾驶行为的时空顺序,利用意图到行为实现过程中的时间差,研究建立了基于多驾驶操作动作特征观测信息和隐马尔可夫模型的驾驶行为预测方法,实现了跑偏驾驶、一般转向和紧急转向3种驾驶行为的预测。从机动车安全预警的角度进行分析,预测出驾驶员的驾驶行为等同于获得驾驶员对车辆未来运行状态的需求,有助于及时纠正或干预驾驶员正在或即将实施的危险行为。     

基于驾驶行为及意图的汽车主动安全技术研究

针对国内汽车主动安全技术研究的现状,提出了基于驾驶员行为及意图判断的汽车主动安全研究方法,在此汽车主动安全系统中利用采集到的驾驶员各种操作信号及环境信息,进行驾驶员的驾驶行为及意图分析。根据驾驶员的各种操作信息对常见驾驶行为及意图判断的权重的不同,建立了用于判别典型驾驶行为及意图的权重矩阵。通过MATLAB软件编程仿真,建立了八种典型驾驶状态下权重判断矩阵,仿真表明,该权重矩阵设计合理,可以准确地判断和识别出典型的驾驶行为及意图,为未来汽车主动安全技术的研究提供了一种有效的方法。     

集成主被动式安全带的性能评估及优化分析

针对高级驾驶员辅助系统（ADAS）功能多、集成度低的情况,提出了将可逆预紧式安全带与车道偏离预警系统、前方碰撞预警系统和疲劳驾驶监测系统集成为一体的集成式主被动安全系统。在探讨了该集成系统的工作原理和控制策略基础上,通过开展志愿者实车道路实验研究了前方预警系统的碰撞时间阈值、安全带预紧力以及安全带预紧时产生的噪声三个因素对乘员主观感受的影响。对志愿者的主观评价和实验数据的对比分析表明：该集成系统的控制策略逻辑合理,在各个工况下能够主动触发以提醒和约束乘员;但是初期由于预警提醒的频次过高和噪声较大影响了乘员的驾驶体验。经过降低预警系统碰撞时间阈值和优化调整安全带的传动结构,提高了乘员的驾驶体验。该集成式主动安全系统可有效地辅助驾驶员驾驶,且满足乘员的主观可接受度。     

基于单片机的汽车防撞激光预警系统设计

运用激光测距理论,提出汽车防撞预警系统的设计。该系统将单片机的实时控制及数据处理功能与激光测距技术相结合,可检测汽车运行中前方障碍物与汽车的距离,通过数显装置显示距离,并由发声电路根据距离远近情况发出警告声,通知驾驶员采取相应措施,从而避免事故发生。