蓄能器对两档行星变速箱换挡动态特性的影响
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
蓄能器对两档行星 变速箱换档动态特性的影响
学 校 学 院 姓 名
北京理工大学 机械与车辆学院 刘 继 凯
论文背景
BACKGROUND
论文内容
奥运纯电动客车：
锂离子动力电池组； 分散式充电、快速更换电池方 案； 无离合器3挡AMT自动变速； 电驱动换挡执行元件（同步器）
增程式混合动力电动校车：
结论
重点二
重点三
感谢各位聆听 请批评指正
对于初始转速为 1400r/min时，当负 载惯量小于30kg•m2 时，带蓄能器比不 带蓄能器的制动器 结合时间短，反之 则较长。
对于所有负 载惯量，带蓄 能器时转矩冲 击较小，但当 负载惯量增大 时，转矩冲击 减小比重下降， 缓冲效果不明 显。
模型验证
2
负载惯量 仿真分析
结论
Result
重点一
1.模型验证 2.负载惯量仿真分析 3.总结
换档过程分析 Analysis
变速箱动 力学模型
摩擦转矩模型
控制油压pc
B
V2
pc
pa
Qa
V1
C
Qc
ps
Qp
电动机 输入 输出 主减速 器 车 轮
Qv
串联增程式混合动力型式
带蓄能器的系统简图
换挡过程分析
变速箱动 力学模型
Dynamic Model
摩擦转矩模型
模型验证
Test
负载惯量 仿真分析
结论
仿真曲线
负载惯量 为10kg•m2 时降档过程
试验曲线
模型验证
负载惯量 仿真分析
Simulink Analysis
Biblioteka Baidu结论
曲线编号与初始转速对应关系
曲线编号 初始转速 （r/min） 1 1000 2 1200 3 1400
负载惯量为30kg•m2时降档输出特性曲线
模型验证
负载惯量 仿真分析
Simulink Analysis
结论
曲线编号与初始转速对应关系
曲线编号 初始转速 （r/min） 1 1000 2 1200 3 1400
负载惯量为50kg•m2时降档输出特性曲线
模型验证
负载惯量 仿真分析
Simulink Analysis
结论
曲线编号与初始转速对应关系
换挡过程分析
变速箱动 力学模型
摩擦转矩模型
Torque Model
活塞运动方程为
c k s ( xc 0 xc ) pc Ac mc xc Bc x
摩擦转矩
4 4 1 z ( R R 2 1 ) Tf 2 h z m ( pc Ac ks s )re
（ 1 ）蓄能器能使制动器 接触滑摩时刻提前，这对车 重较小车辆改善换挡品质有 重要意义，会减缓输出转速 下降。 （ 2 ）对于本文研究对象， 对于负载惯量小于 30kg•m2 时，蓄能器效果明显，带蓄 能器与不带蓄能器时的同步 时间差别大。当负载惯量大 于 30kg•m2 时，蓄能器效果 减弱。 （ 3 ）蓄能器作用效果与 车重大小有关。车重较大时， 蓄能器增加车辆的换挡时间， 且缓冲换挡冲击效果不明显， 此时可对蓄能器进行控制， 即切断蓄能器充油过程，来 达到快速结合的目的。
式中 制动器 离合器
H 3 H 3
hB (cB max xc ) / zB hC xc / zC
模型验证
Test
负载惯量 仿真分析
结论
制动器与离合器相关参数
参数 μm ks(N/m) R2(mm) R1(mm) 数值 0.13 1845 86 119 参数 Ac(m2) mc(kg) zB zC 数值 0.0324 6.82 6 8 参数 CBmax(mm) σ(m) Bc(N.s/m) xc0(mm) 数值 3 6e-6 0.05 4.2
曲线编号 初始转速 （r/min） 1 1000 2 1200 3 1400
负载惯量为80kg•m2时降档输出特性曲线
模型验证
负载惯量 仿真分析
Simulink Analysis
结论
带蓄能器降 档比不带蓄能 器降档时，制 动器接触滑摩 开始时刻较早， 但变速箱输出 转速下降速度 较慢。
对于任 一负载惯 量，随着 降档初始 转速的增 加，制动 器结合的 时间增长。
s Tm Tcl Ts ( J1 J s J cl1 )
r Tcl Tbr Tr ( J cl 2 J br1 J r )
c Tc TR ( J c J 2 )
(a) p Fs Rs Fr Rr Fc Rc ( J p m p Rc2 )
n e [ ( J M i i i i )] 0 i 1
两档行星变速机构动力学模型
J11 J 21
k 1 1 Tm 0 s 1 k J12 Tcl k T J22 k 1 k 1 c 0 1 br k k TR
锰酸锂电池组、发动机-发电机组； 行车过程中，增程器可给动力电 池充电或直接驱动电机，提高车 辆续驶里程； 两挡行星变速机构； 液压驱动换挡执行元件（离合器）
论文背景
论文内容 Content
分析与模型搭建
验证与仿真分析
1.换档过程分析 2.变速箱动力学模型 3.制动器、离合器摩擦 转矩模型
转动惯量表
参数 Js Jp Jbr1 Jr Jcl1 数值 0.063 3.13e-4 0.017 0.17 0.017 参数 J1 Jc Jcl2 J2 数值
换挡油压/MPa
2.5
带蓄能器 不带蓄能器
2
1.479 0.05 0.018 10
1.5
1
0.5
0 0
0.5
1
1.5 时间 /s
2
2.5
3
试验所测换档油压
学 校 学 院 姓 名
北京理工大学 机械与车辆学院 刘 继 凯
论文背景
BACKGROUND
论文内容
奥运纯电动客车：
锂离子动力电池组； 分散式充电、快速更换电池方 案； 无离合器3挡AMT自动变速； 电驱动换挡执行元件（同步器）
增程式混合动力电动校车：
结论
重点二
重点三
感谢各位聆听 请批评指正
对于初始转速为 1400r/min时，当负 载惯量小于30kg•m2 时，带蓄能器比不 带蓄能器的制动器 结合时间短，反之 则较长。
对于所有负 载惯量，带蓄 能器时转矩冲 击较小，但当 负载惯量增大 时，转矩冲击 减小比重下降， 缓冲效果不明 显。
模型验证
2
负载惯量 仿真分析
结论
Result
重点一
1.模型验证 2.负载惯量仿真分析 3.总结
换档过程分析 Analysis
变速箱动 力学模型
摩擦转矩模型
控制油压pc
B
V2
pc
pa
Qa
V1
C
Qc
ps
Qp
电动机 输入 输出 主减速 器 车 轮
Qv
串联增程式混合动力型式
带蓄能器的系统简图
换挡过程分析
变速箱动 力学模型
Dynamic Model
摩擦转矩模型
模型验证
Test
负载惯量 仿真分析
结论
仿真曲线
负载惯量 为10kg•m2 时降档过程
试验曲线
模型验证
负载惯量 仿真分析
Simulink Analysis
Biblioteka Baidu结论
曲线编号与初始转速对应关系
曲线编号 初始转速 （r/min） 1 1000 2 1200 3 1400
负载惯量为30kg•m2时降档输出特性曲线
模型验证
负载惯量 仿真分析
Simulink Analysis
结论
曲线编号与初始转速对应关系
曲线编号 初始转速 （r/min） 1 1000 2 1200 3 1400
负载惯量为50kg•m2时降档输出特性曲线
模型验证
负载惯量 仿真分析
Simulink Analysis
结论
曲线编号与初始转速对应关系
换挡过程分析
变速箱动 力学模型
摩擦转矩模型
Torque Model
活塞运动方程为
c k s ( xc 0 xc ) pc Ac mc xc Bc x
摩擦转矩
4 4 1 z ( R R 2 1 ) Tf 2 h z m ( pc Ac ks s )re
（ 1 ）蓄能器能使制动器 接触滑摩时刻提前，这对车 重较小车辆改善换挡品质有 重要意义，会减缓输出转速 下降。 （ 2 ）对于本文研究对象， 对于负载惯量小于 30kg•m2 时，蓄能器效果明显，带蓄 能器与不带蓄能器时的同步 时间差别大。当负载惯量大 于 30kg•m2 时，蓄能器效果 减弱。 （ 3 ）蓄能器作用效果与 车重大小有关。车重较大时， 蓄能器增加车辆的换挡时间， 且缓冲换挡冲击效果不明显， 此时可对蓄能器进行控制， 即切断蓄能器充油过程，来 达到快速结合的目的。
式中 制动器 离合器
H 3 H 3
hB (cB max xc ) / zB hC xc / zC
模型验证
Test
负载惯量 仿真分析
结论
制动器与离合器相关参数
参数 μm ks(N/m) R2(mm) R1(mm) 数值 0.13 1845 86 119 参数 Ac(m2) mc(kg) zB zC 数值 0.0324 6.82 6 8 参数 CBmax(mm) σ(m) Bc(N.s/m) xc0(mm) 数值 3 6e-6 0.05 4.2
曲线编号 初始转速 （r/min） 1 1000 2 1200 3 1400
负载惯量为80kg•m2时降档输出特性曲线
模型验证
负载惯量 仿真分析
Simulink Analysis
结论
带蓄能器降 档比不带蓄能 器降档时，制 动器接触滑摩 开始时刻较早， 但变速箱输出 转速下降速度 较慢。
对于任 一负载惯 量，随着 降档初始 转速的增 加，制动 器结合的 时间增长。
s Tm Tcl Ts ( J1 J s J cl1 )
r Tcl Tbr Tr ( J cl 2 J br1 J r )
c Tc TR ( J c J 2 )
(a) p Fs Rs Fr Rr Fc Rc ( J p m p Rc2 )
n e [ ( J M i i i i )] 0 i 1
两档行星变速机构动力学模型
J11 J 21
k 1 1 Tm 0 s 1 k J12 Tcl k T J22 k 1 k 1 c 0 1 br k k TR
锰酸锂电池组、发动机-发电机组； 行车过程中，增程器可给动力电 池充电或直接驱动电机，提高车 辆续驶里程； 两挡行星变速机构； 液压驱动换挡执行元件（离合器）
论文背景
论文内容 Content
分析与模型搭建
验证与仿真分析
1.换档过程分析 2.变速箱动力学模型 3.制动器、离合器摩擦 转矩模型
转动惯量表
参数 Js Jp Jbr1 Jr Jcl1 数值 0.063 3.13e-4 0.017 0.17 0.017 参数 J1 Jc Jcl2 J2 数值
换挡油压/MPa
2.5
带蓄能器 不带蓄能器
2
1.479 0.05 0.018 10
1.5
1
0.5
0 0
0.5
1
1.5 时间 /s
2
2.5
3
试验所测换档油压