基于滑移率控制的金属带式无级变速器夹紧力研究

针对金属带式无级变速器相对机械式变速器传动效率偏低的问题,使用基于滑移率的金属带夹紧力控制策略进行控制,与传动夹紧力相比,该控制策略降低了夹紧力并保证在任何工况下不打滑,提高了金属带动力传递效率,降低了车辆油耗。从金属带滑移传动机理出发,建立了CVT滑移率动态数学模型,提出了滑移率夹紧力控制策略,并在台架和实车上对基于滑移率夹紧力的控制策略进行了验证,试验表明,基于滑移率的夹紧力控制能提高传动效率8%～10%、降低油耗5.2%。     

金属带式无级变速器摩擦因数和传动效率的实验研究

用自主设计制造的金属带式无级变速器，对金属带传动的摩擦因数和传动效率进行了实验研究。试验在3种条件下进行。在各种实验条件下，保持输入转速和速比不变。可调变阻器逐级加载，测出无级变速器的输入、输出转矩和输入、输出转速，通过数据处理，得到金属带传动的滑差率、摩擦因数和传动效率与戢荷的关系，并进行了实验结果分析。为充分发挥金属带传动的传动能力，又获得较高的传动效率，设计时应使其实际传递转矩为最大可传递转矩的80％～90％;摩擦因数f=0．08、传动效率η=0．92可以作为设计依据。     

无级变速器夹紧力控制方法的可靠性

从确定目标夹紧力、设计控制算法和验证传动可靠性三个方面,对无级变速器夹紧力控制中的可靠性问题进行了研究。澄清了绝对安全系数与相对安全系数在概念上的混淆,指出错误地采用相对安全系数法不能保证夹紧力的可靠性。分析了惯性力矩和计算流程对主动轮扭矩计算误差的影响,给出了主动轮扭矩的正确计算方法。提出了夹紧力控制算法的模块化和通用化,设计了夹紧力通用复合控制算法。实验分析了速比控制对夹紧力的耦合作用,指出低速重载工况下为防止金属带打滑必须限制速比变化率。分析了最容易引起金属带打滑的工况,对车辆从冰面打滑状态突然进入水泥路面的行驶过程进行了仿真,验证了夹紧力控制方法的可靠性。     

基于滑移的金属带式无级变速器夹紧力控制系统的研究

针对金属带式无级变速器(CVT)传统夹紧力控制中夹紧力不合理造成效率低的问题,提出基于滑移的CVT夹紧力控制方法;建立了变速器动态滑移模型;设定了滑移因子来对目标夹紧力进行修正,并设计了滑移因子模糊控制器;最后为了验证所设计的夹紧力控制系统的控制效果,进行了与传统夹紧力控制系统的对比道路实验。结果表明基于滑移的夹紧力控制方法相对传统的夹紧力控制方法响应迅速,超调量小,较好地实现实际夹紧力对目标夹紧力的追踪,并且有效地减小了夹紧力,提高了CVT的传动效率。     

金属带式无级变速器钢环摩擦损失

针对现有金属带式无级变速器(Continuously variable transmission,CVT)传动效率偏低的问题,以某国产CVT为研究对象,在推导钢环压力模型的和钢环运动学模型的基础上构建钢环摩擦损失计算模型,分析出钢环摩擦损失的分布特性及产生机理。研究表明:钢环摩擦损失随输入转矩及转速的增加而增大,其在中间档(Medium ratio,MED)速比至超速档(Overdrive ratio,OD)速比区间上对输入转速的敏感性高于中间档速比至低速档(Low ratio,LOW)速比区间;整个速比范围内,钢环摩擦损失呈近似V状分布;各层钢环的摩擦损失由内至外逐层减小,首层钢环损失是钢环摩擦损失的主要构成部分,节圆间距是导致首层钢环损失的根本原因。计算模型的可信性得到了台架试验的验证。最后根据分析结果提出一种改进的金属带结构,通过将节圆间距设置为零,可大幅降低钢环摩擦损失。为从金属带结构层面改善CVT传动效率提供了一种新的设计思路。     

汽车无级变速器功耗特性与节能潜力研究

根据无级变速器功耗与效率的影响因素,对比分析发动机和电机的工作特性,提出利用小功率电封闭实验台测量无级变速器功耗和效率的方法。试验结果表明,转矩损失主要取决于速比和系统压力,传动效率主要取决于速比和主动轮转矩,主动轮转速对转矩损失和传动效率的影响可以忽略;速比小于1时,转矩损失显著增大,传动效率快速下降;速比大于1时,转矩损失和传动效率基本不变。分析传动系统整体效率最优控制、夹紧力滑移率控制和采用电动油泵等3种方法的节能潜力,仿真结果表明,3种方法分别使经济性提高3.2%、5.8%和2.4%,同时采用3种方法可使经济性提高9.8%,为选择节能途径和评价节能效果提供参考。     

基于滑模极值搜索的无级变速器夹紧力控制策略

针对无级变速器传统夹紧力控制进行优化,提出基于滑模极值搜索的控制策略。建立具有非线性、离散性的滑移率数学模型,并证明无级变速器传动效率和金属带滑移率在一定速比下存在的特殊关系,设计滑模极值搜索控制器。利用该控制器对滑移率最优区域进行监控搜索。通过振荡过滤干扰信号的方式,收敛获取到最优滑移率。其中,以系统失稳的临界值为约束目标,通过主动轮转矩较强的抗干扰能力,显示出该控制系统具有良好的鲁棒性。为验证夹紧力控制策略的有效性及可行性,建立仿真平台及实车试验平台。仿真及实车验证结果表明:滑模极值搜索控制与传统夹紧力控制相比较,传动效率提高7.98%~9.98%,燃油效率提高1.15%,ECE+EDUC工况下系统油耗降低约5.54%。滑模极值搜索控制算法的提出,为满足整车提高燃油经济需求的可靠性、稳定性及优化空间提出了一种新方法。     

润滑机制下基于最小作用量原理的CVT传动安全裕度优化研究

针对现有金属带式无级变速器(Continuously variable transmission, CVT)滑摩传动过程中润滑机制影响金属带传递安全性与效率的问题。以某国产自主研发CVT为研究对象,对CVT从动带轮与金属带摩擦片之间作用力和应力分布趋势的分析,建立金属带轮运动下的热弹流润滑模型。由于CVT运行过程中油膜状态在多变约束空间下具有临界极值的特性,提出润滑特性符合最小作用量原理的假设,构建符合最小作用量原理的CVT润滑特性Lagrange函数及最小作用量原理模型,推导出CVT润滑过程中实际作用量和理论最小作用量的数值,厘清变温环境下膜厚作用量的变化趋势,验证假设的合理性。求得金属带轮与摩擦片间宏观摩擦因数与微观油膜剪切力的函数表达式,结合CVT传动综合试验,分别测试摩擦因数、温度、传动效率与转矩比的工作关系,计算金属带最佳传递转矩数值。将运行特定工况参数范围得到的结果进行插值处理,确定CVT滑摩传动安全裕度,分析变速机构不同速比、输入转矩与转速在确定安全裕度下传动效率的变化特性。结果表明,基于最小作用量原理优化下的CVT传动效率可有效提升2.62%～3.76%。为解决CVT传...     

金属带式无级变速汽车原理与传动效率的研究

在简单介绍了无级变速汽车的原理后分析了金属带式无级变速器的特点。分析了无级变速器效率的主要损耗源,提出了最有潜力提高效率的部分是无级变速器的变速机构及其控制策略。通过分析可知以钢带与带轮间的滑移率作为控制参数的新的控制方法可以有效的提高无级变速器的效率,推导了基于滑移率的夹紧力公式,这对进一步提高变速器传动效率提供了理论依据。     

空载工况下CVT锥轮推力平衡原理研究

空载工况下,相同控制压力、变速器速比存在差异,针对该现象,研究了空载工况下推力平衡原理及影响因素。从理论上计算了空载工况下的平衡推力比,通过台架试验,研究了速比、从动缸压力与主动轮转速对平衡推力比的影响。无负载工况下的理论模型表明,平衡推力比与主从锥轮工作包角的比值成比例关系,试验验证了理论模型的正确性。试验表明,速比对推力比的影响较大,推力比与速比呈单调递减的关系,这种关系不受从动缸压力的影响,主动轮转速对推力比的影响可以忽略。研究空载工况下推力比的平衡原理,可为进一步研究无级变速器及金属带之间的传动机理提供了理论与试验依据。     

带传动弹性滑动角和弹性滑动率的定量计算

通过对带传动的受力分析,推导出弹性滑动角的计算公式;从定量分析带传动弹性滑动速度入手,给出弹性滑动率的计算公式,并讨论影响弹性滑动角和弹性滑动率的因素.     

基于Navier滑移的油膜缝隙微流动特性数值分析

针对液压系统中微米级油膜缝隙流动内的近壁面滑移微观尺度效应,采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法分析壁面滑移作用对微米级油膜缝隙流动规律特性的影响。在对静压支承系统中封油边内油膜缝隙流动进行边界条件处理时,采取了壁面滑移速度与壁面滑移系数和当地局部速度梯度都成正比的Navier滑移模型边界条件。在数值模拟和理论基本吻合的基础上,进一步讨论分析壁面滑移系数对微米级油膜缝隙流动特性的影响,侧重分析考虑壁面表观粘度系数、温粘特性和非牛顿流体属性对微米级油膜缝隙流动特性分布和缝隙壁面滑移速度大小的影响。研究表明在微观尺度下具有界面滑移的油膜缝隙流动区别于无滑移的缝隙流动特性,壁面材料特性系数φ=0.01时,缝隙壁面的滑移速度越大,油膜缝隙流动分布均匀。其温粘特性将最大限度地影响壁面滑移速度大小和缝隙流动特性分布。     

光弹性贴片中用宽条带法分离主应变的研究

在光弹性贴片法中，通常利用剪应力差法和斜射法来分离主应变。对于应变梯度不大的平面可以采用条带法来分离主应变，但其应用性较差。本文研究用宽条带法来分离主应变，使条带法得到了进一步的推广和应用，从而为解决复合材料、陶瓷材料等新型材料的表面应力测定问题提供了一种新的研究方法。     

A shrink-fitted peg subjected to a tensile load

The problem solved is that of a peg shrink-fitted into a pocket in an elastically similar half-plane, and subject to a remote tensile force tending to extract it. A plane analysis is performed, and the conditions for no slip of the interface are found, together with the depth of penetration of the slip zone when this condition is not met.     

工程车辆电控限滑差速器的限滑性能仿真分析

介绍了电控限滑差速器的优点与具体结构,分析了限滑过程并推导出限滑差速器动力学模型。以ZL50装载机为仿真对象,选用三种附着系数分离路面,建立模糊PID控制的电控限滑差速器的仿真系统。仿真结果表明,电控限滑差速器能够根据路面条件的变化,有效限制两侧车轮的相对滑转,提高车辆的驱动性能。     

An experimental study torsional fretting behaviors of LZ50 steel

Four simple fretting modes are defined according to relative motion: tangential, radial, rotational, and torsional fretting. This paper presents a new test rig that was developed from a low-speed reciprocating rotary system to show torsional fretting wear under ball-on-flat contact. Torsional fretting behavior was investigated for LZ50 steel flats against AISI52100 steel balls under various angular displacement amplitudes and normal loads. The friction torques and dissipation energy were analyzed in detail. Two types of T–θ curves in the shape of quasi-parallelograms and ellipticals were found that correspond to gross and partial slips, respectively. The experimental results showed that the dynamic behavior and damage processes depend strongly on the normal loads, angular displacement amplitudes, and cycles. In this paper, the debris and oxidation behaviors and detachment of particles in partial and gross slip regimes are also discussed. Debris and oxidation are shown to have important roles during the torsional fretting processes. The wear mechanism of torsional fretting was a combination of abrasive and oxidative wear and delamination before third-body bed formation. The mechanism was then transformed into third-body wear after a great amount of debris formed.     

FCC多晶体的黄铜型织构演化模拟

高层错能FCC材料塑性变形主要靠晶体滑移，而对于低层错能材料，除晶体滑移之外，在维持正常塑性流动方面，变形孪晶也起重要作用。建立了可解释滑移和孪晶导致塑性变形的率相关本构模型，并在研究开发的有限元程序中予以实现，通过弹性／晶体粘塑性分析计算，对面心立方金属在滑移与孪晶作用下的织构演化过程进行了计算机模拟。计算表明，在平面应变压缩下，黄铜晶体织构的演化是滑移和孪晶导致的晶格转动的结果，孪晶是造成低层错能FCC晶体中黄铜型织构的重要原因。     

基于“魔术公式”的轮胎动力学仿真分析

运用"魔术公式"在Matlab/simulink环境下建立了轮胎动力学模型,并分别在纯制动、纯转弯和制动、转弯联合这3种工况下,对其进行仿真分析。得到了各工况下轮胎纵向力、侧向力与纵向滑移率、侧偏角和垂直载荷之间的关系图、联合工况下的纵向力与侧向力关系图。并考虑了轮胎侧倾角对轮胎力学特性的影响,得到了更精确的在联合工况下的侧向力与滑移率的关系。     

轮胎非稳态侧偏特性非线性仿真模型

在稳态指数统一模型的基础上,根据动态过程有效滑移率的微分表达,建立轮胎非稳态侧偏特性非线性仿真模型。在实验中发现当用有效滑移率和准稳态概念来计算回正力臂 Ｄｘ 时,有滑移率超前而回正力臂滞后现象,该现象可以通过一个一阶滤波器来表达。模型的计算结果与实验结果对比,表明该模型可以反映轮胎非线性侧偏特性,可以用于汽车操纵动力学研究。