基于联合同步的电磁直驱变速器换挡过程研究

以一种应用于纯电动汽车的电磁直驱变速器(Direct-Driving Automated Mechanical Transmission,DAMT)为研究对象,为了进一步提高DAMT的换挡品质,针对DAMT同步器同步过程中同步能耗较高,以及电机调速同步过程中同步时间较长的问题,提出了一种电机-变速器联合同步的同步方法,建立了联合同步换挡过程仿真模型,并在机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission,AMT)通用试验平台上进行了多换挡工况试验,仿真与试验结果表明:在相同换挡工况下,联合同步换挡的同步时间最短,比单独变速器同步时间缩短了 31.9％,比电机调速同步时间缩短了 37.1％,联合同步的同步能耗低于单独变速器同步的同步能耗,并接近于电机调速的同步能耗,联合同步换挡能够在保证一定换挡经济性的同时,有效缩短换挡时间,提高了 DAMT的换挡品质.     

一类直驱式自动变速器结构设计与性能分析

为进一步缩短换挡力传递路线,提高变速器换挡效率,提出一类电磁直驱变速器(Direct-Driving Automated Mechanical Transmission,D-AMT),由电磁直线执行器直接驱动接合套换挡。利用JMAG软件建立电磁场有限元分析模型,优化执行器内部结构参数;建立换挡过程数学模型,研究D-AMT换挡性能,分析换挡性能影响因素,研究不同换挡参数对换挡性能的影响规律。结果表明,提出的D-AMT换挡执行机构运动部分质量约1.313 kg,相比于传统AMT下降约26%;纯电动汽车典型工况下(换挡同步转速差500 r/min、被同步部分转动惯量0.1 kg·m~2),换挡时间约0.29 s,换挡冲击分别为4.9 m/s~3和0.695,满足变速器性能要求。D-AMT为变速器技术创新提供一种新的方案,一定程度上推动纯电动力技术的发展。     

电控机械式自动变速器时序重叠换挡系统设计与研究

为解决电控机械式自动变速器（AMT）动力中断时间过长的问题,研制了一种基于电磁直线执行器的时序重叠换挡系统。介绍了关键部件电磁直线执行器的结构和工作原理,建立了机、电、磁耦合的系统模型,并通过实验进行了性能分析。提出了时序重叠换挡的控制策略,基于二自由度控制原理设计了位置复合控制器。仿真和实验结果表明,提出的位置复合控制器具有较好的系统响应和扰动抑制特性;在转速差为500 r/min、被同步惯量为0.01 kg·m2条件下,采用时序重叠换挡方式由2挡换至3挡的换挡时间约为130 ms,时序重叠控制减少时间约20 ms,换挡时间缩短15%以上。     

新型复合式电磁直线执行器的多模式协调控制

针对常规动圈式电磁直线执行器存在的力密度不高、缺乏端部无源自保持能力等不足,提出了一种新型复合式电磁直线执行器。根据其结构特点建立数学理论模型,分析了具有高驱动能力的协同驱动模式和具有低能耗特点的单独驱动模式,结合逆系统与前馈+PI反馈算法设计了多模式协调控制器。利用MATLAB/Simulink建立仿真模型,并搭建了样机试验平台,通过仿真与试验验证了协调控制方法的有效性。结果表明：不同驱动模式下执行器动态特性良好,位移控制误差小于±0.02 mm,具备端部无源自保持力229.3 N;协同驱动模式下驱动力可达574.9 N,开启过渡时间为4.8 ms,单独驱动下开启过渡时间为6.9 ms。     

基于虚拟样机技术的手动变速器换挡力分析

采用Pro/E和ADAMS联合建模方式,在实现同步器动力学模型完整功能的基础上,建立了手动变速器换挡过程的动力学模型。使用ADAMS对换挡过程各阶段进行仿真分析,得到了换挡力和换挡位移的关系。通过分析换挡力,对手动变速器换挡难易程度做出评价,为变速器设计提供依据。仿真结果和实验结果有较好的一致性,说明仿真研究方法可行。     

直驱式电液执行器驱动双缸系统动态特性

提出了一种采用直驱式电液执行器实现双缸同步驱动的液压系统。通过同步原理分析,提出了三种同步方案。基于AMESim仿真软件,搭建直驱式电液执行器驱动双缸系统的仿真模型,完成系统的动态特性、位置跟踪精度及同步性能分析,为直驱式电液执行器在重载工况下采用多执行元件驱动系统的应用提供了有力的理论支持。     

一种新型增力式同步器设计

为减小换挡同步阶段需要换挡机构提供的换挡力,提出一种新型同步器结构,利用换挡同步阶段同步环受到的切向力差值,放大换挡机构输出的换挡力。建立了增力式同步器工作过程力学模型,在此基础上分析了影响增力式同步器性能的主要设计参数。仿真研究结果表明,某型号5挡变速器采用增力式同步器后,在常用换挡参数下换挡时,同步阶段需要换挡机构输出的换挡力减小近40%,能量损耗约降低66%。     

同步器摩擦特性建模仿真与试验

同步器在同步过程中经历了液力摩擦、混合摩擦、固体摩擦三个阶段。为了有效地分析同步器的工作过程,分别对三个阶段建立了数学模型。利用AMESim和MATLAB-Simulink模块建立了同步器工作过程的联合仿真模型,并进行了仿真分析与试验验证。研究结果表明：仿真模型能够对换挡力、换挡位移、同步力矩、变速器输入转速进行准确地仿真,对同步时间的计算误差小于9.58%。     

同步器性能参数对同步时间的影响分析研究

同步器是汽车机械变速器提高换挡性能的主要部件,直接影响着汽车的操作舒适性,同时也影响着汽车的加速性和经济性。为了进一步提高同步器的换挡同步时间性能,通过对同步器的换挡传动系统研究,运用UG和ADAMS建立同步器动态仿真虚拟样机,研究了换挡力、转动惯量、摩擦锥面动摩擦系数、锥面半锥角和锁止角等主要参数对同步器换挡同步时间影响,得出这些参数的影响规律和对换挡同步时间的影响主次关系,为研究变速器的换挡性能参数提供参考。     

直驱电梯制动装置执行部件关键技术分析

针对曳引式电梯在提升高度上的局限性,直驱电梯以不受钢丝绳制约的优势有潜力突破在提升高度及运行效率等方面的技术瓶颈.制动装置是保障直驱电梯运停可靠的关键核心组件,结合直驱电梯电磁制动器研究现状,分析了电磁制动器驱动部的关键技术,为优化电磁驱动部结构提供了技术支持;在本体结构中引进杠杆等多级增力机构,改变制动面材质,力求实现电磁制动器轻量化设计的同时降低制动噪声,提高乘坐舒适性.     

基于动态规划的纯电动汽车换挡规律研究

以降低纯电动汽车在实际行驶时的能量消耗为目标,针对两挡机械自动变速器的换挡规律进行优化设计。依据太原市市区、郊区及综合行驶工况的实际需求,对汽车的驱动电机进行匹配,并基于电机效率制定出传统经济性换挡规律;通过动态规划算法求解出太原市各循环工况下的最佳挡位工作点,并提取出最优的双参数换挡规律。通过Matlab/Simulink建模和仿真,比较了不同工况下两种换挡规律的能耗差异。与传统经济性换挡规律相比,规划后的双参数换挡规律可以更好的降低汽车能耗,提升续航里程。     

全永磁驱动带式输送机控制策略及动力学行为

针对传统异步电机驱动和液压绞车张紧带式输送机存在的传动效率低、运行维护困难、张紧响应慢等问题,设计了一种集永磁电机直驱与永磁张紧于一体的全永磁驱动带式输送机,制定了全永磁驱动系统矢量控制策略与机-电耦合动力学模型;利用Matlab/Simulink建模仿真与煤矿井下现场试验相结合的方法,研究了全永磁驱动带式输送机在空载启动、满载启动、变载运行等工况下的矢量控制策略与机-电耦合动力学行为。结果表明：全永磁驱动带式输送机在多种工况下均能实现转矩与转速的快速响应和动态调节,具有良好的动态特性;多台电机间可维持功率平衡与同步传动,具有较强的抗干扰能力;永磁张紧装置可以实现张紧力动态调节,有利于提高带式输送机驱动效率、张紧响应速度以及整机协调可控性;全永磁驱动系统可实现对带式输送机的智能驱动与动态张紧,在机-电耦合动力学行为仿真试验与现场试验中得到的电机动态特性规律基本一致,表明其可满足煤矿井下带式输送机实际工况需求,具有较高的推广应用价值。     

应用二自由度电磁执行器的AMT换挡分段控制

为提高电控机械式自动变速器(AMT)的换挡品质,研制了一种新型应用二自由度电磁执行器的AMT换挡系统。介绍了执行器结构和工作原理并通过实验分析了其动静态特性。将换挡同步过程分为四个阶段,提出了以PID和模糊控制为主体的分段控制策略,并进行了仿真研究。最后研制了实验台架及控制系统,验证了新型换挡系统的可行性及提出的控制策略的可靠性。实验结果表明,提出的控制策略能够降低换挡同步过程的冲击度和单位面积滑磨功,能够提高换挡品质。     

LabVIEW的汽车变速器换挡性能测试系统

基于LabVIEW软件开发平台与PCI总线采集卡构建变速器换挡性能测试系统,实现对换挡力、换挡位移和输出轴转速的实时同步采集、曲线图形显示及数据存储等功能,反映出变速器换挡的同步、滑移过程中各参数变化及曲线的同步程度,为变速器换挡性能分析对比提供了工具.     

AMT换挡性能试验台设计与开发

论文分析了换挡时间、选换挡位移、换挡力对AMT换挡性能的影响,并以这三方面为AMT换挡性能的检测指标设计开发了AMT换挡性能试验台及其测控系统。试验台通过电机将动力由变速器输出轴输入,可以模拟车辆稳速行驶时工况,实现了对变速器总成不同工况下的换挡性能测试。试验结果表明,试验台可以检测AMT换挡性能的相关参数,为研制开发、批量生产AMT提供了一定的试验依据。     

基于Matlab车辆换挡同步过程建模仿真分析

利用某重型车辆为研究对象,对同步器同步过程进行建模与仿真。从整车运动学及变速箱动力学角度对车辆换挡过程进行分析,推导出通用性强的换挡同步数学模型,仿真与实验数据比较,模型基本符合实际,从而较全面地展示各个参数对换挡过程的影响,为确定换挡控制策略提供理论依据。     

新型直驱电机的开发及其在饮料输送线中的应用

针对目前饮料输送线中普遍使用的异步电机减速机存在效率低的缺点,为了提高饮料输送线驱动装置的效率,提出了使用低转速大转矩高效直驱电机替换异步电机减速机直接驱动输送带的设想。通过对饮料瓶输送带在不同运行工况时的运动分析,估算了驱动装置所需的转矩和功率,从而确定了直驱电机的基本参数。为了达到低转速大转矩以及高效的要求,采用稀土永磁同步电机技术设计出低转速大转矩永磁同步直驱电机,并试制了样机。通过直驱电机样机的测试和在饮料输送带上的试用,验证了其节能效果。研究结果表明,直驱电机的额定效率可达83%,与异步电机减速机装置相比,实际节能率可达30%～40%。     

双永磁轮直线驱动装置的磁力特性仿真分析

双永磁轮非接触永磁力直线驱动装置是一种依靠永磁力进行长距离直线传动的磁力驱动装置。双永磁驱动轮与铁质导轨齿条之间没有直接的表面接触,通过控制伺服电机带动永磁驱动轮转动,依靠永磁体对铁质导轨齿条凸齿产生的磁力实现装置的直线驱动。首先,根据双永磁轮磁力驱动装置的结构建立磁力数学模型;其次,利用有限元方法对驱动装置的水平驱动力和竖直干扰力进行仿真分析,将仿真结果与单永磁轮驱动装置的仿真结果进行对比分析。对比分析的结果说明,双永磁轮非接触永磁力直线驱动装置不仅消除了纵向竖直干扰力的干扰,增大了驱动装置的水平驱动力,同时消除了驱动装置在驱动过程中的反向间隙,使导轨在水平方向受力平衡,大大提高了驱动装置的驱动效率。     

一种双离自动变速器液压系统计算分析

为了分析不同工况下某双离合自动变速器(DCT)液压控制系统的工作性能,采用AMESim软件对稳态工况下的换挡力和润滑冷却子系统的出口流量进行计算,并通过自动变速器台架试验对计算结果进行验证。计算和试验结果吻合度较高,表明VBS阀能够精确控制换挡力,液压控制系统能够快速实现换挡。另外在DCT液压系统的仿真模型中,计算油温对换挡力的影响。通过计算得知油温在30~90 ℃范围内,均对换挡力的影响不大。     

基于AMESim商用汽车AMT换挡执行机构设计与仿真分析

根据某型客车变速器结构设计了一种气动A M T自动换挡系统方案。分析换挡要求,计算换挡所需最大换挡力,确定换挡气缸主要参数。以A M Esim软件为平台,对执行气缸进行建模,对自动换挡系统的主要参数进行动态仿真分析。为A M T优化设计提供了理论依据。