液力变矩器闭锁离合器

液力变矩器闭锁离合器

山东理工大学

目录

液力变矩器闭锁离合器 (1)

目录 (2)

一、绪论 (3)

二、发动机与液力变矩器的匹配 (4)

2.1 发动机和液力变矩器的共同工作 (4)

2.1.1 发动机特性 (4)

2.1.2液力变矩器的原始特性 (5)

三、液力变矩器闭锁参数的选择及闭锁控制总体方案 (11)

3.1 液力变矩器闭锁控制的意义 (11)

3.2 汽车闭锁点的选择 (11)

3.3整车行驶参数的检测 (14)

3.4闭锁规律应满足的要求及分类 (15)

3.5、履带车辆中闭锁参数的选择 (16)

3.6、闭锁点的选择 (18)

3.7 按照传统闭锁点的求法，以SD23为例进行闭锁点的确定： (20)

3.8 、闭锁点优化的原则： (33)

3.9 液力变矩器多种闭锁方式及对比 (37)

3.10对于闭锁总体控制方案的选取设计 (41)

四、液力变矩器闭锁点的优化研究及控制器控制策 (42)

4.1第四章、闭锁离合器闭锁过程动态数学模型的建立： (42)

4.2、充油特性的设计： (44)

4.3、离合器集合参数的分析： (45)

4.4闭锁控制策略的特例分析 (46)

4.5 已有控制方法及其特点 (50)

4.6 对于控制策略的设计 (56)

五、液力变矩器的闭锁动态过程的仿真研究及控制算法与控制程序 (56)

5.4 控制算法基本流程 (56)

5.5控制程序 (57)

六、液力变矩器闭锁离合器控制器的使用 (60)

6.1 控制器分类 (60)

6.2 控制器的选取及优化 (61)

第一章：绪论

我国幅员辽阔、河流湖泊沼泽众多、履带式车辆在我国有着广泛的使用，坦克，推土机、履带式装载机等

在履带式车辆的传动系统中主要有机械传动和液力机械传动两种，机械传动是发动机与变速箱通过离合器直接相连，这种传递形式，结构简单，传动效率高，但是适应外负荷变化的能力差。

液力机械式传动是发动机通过变矩器与变速箱相连，

液力变矩器有良好的自动适应性，可以提高车辆的动力性能，但是液力变矩器的效率较低。使车辆的经济性能变差，这个缺点大大影响了液力传动在车辆的广泛使用。为了提高液力变矩器的效率出现了闭锁式液力变矩器。近代汽车、坦克和其他军用车辆广泛应用了闭锁是液力变矩器，在高转速比时用闭锁离合器将泵轮和涡轮闭锁，成为整体旋转，变为机械传动，效率接近于1以提高车辆的经济性，根据某些车辆的试验证明采用闭锁式液力变矩器较不闭锁式油耗可降低5%--10%。

但是闭锁以后成为机械传动，失去了液力传动的一些性能和特点，如减震性能等。

液力变矩器闭锁后失去了液力传动平稳的优点，不能吸收发动机扭矩波动所引起的冲击和振动，造成车辆振动和噪声的增大。乘员可明显地感觉到变矩器不闭锁和闭锁时振动和噪声的差别。在高档高速、小油门开度的情况下，发动机比较稳定，扭矩波动较小，变矩器的闭锁对车辆的行驶平顺性影响较小。

所以在最初，变矩器的闭锁区域仅限于高档高速、小油门开度这样一个很狭窄的区域，一般只在直接档和超速档才采用变矩器闭锁技术。闭锁离合器控制技术是今后发展的一个重要方向。现在，随着电子技术的不断进步，对闭锁离合器滑磨过程进行的控制上了一个新台阶。

国内的一些大学和研究机构也开展了一些相应的研究，如北京理工大学、重庆大学、吉林大学等。其中，北京理工大学的郑慕侨、马彪等教授对闭锁离合器和换挡离合器进行了深入研究，对液力变矩器闭锁离合器的动态特性、闭锁点的选取以及滑磨功和滑磨功率的动态模拟计算进行了研究[6,7,8]。重庆大学的秦大同教授进行了滑差控制方面的研究，对于滑差控制的摩擦材料、传动油进行了分析研究[9,10,11]。吉林大学液力传动研究所葛安林教授对车辆自动变速理论进行了深入的分析研究，并对液力式自动变速器进行了分析设计[12,13,14]。

北京理工大学曾进行过某重型车辆液力变矩器的闭、解锁控制研究，并提出闭锁控制和自动换挡控制是传动系控制中联系紧密的两项主要内容。液力变矩器的闭锁控制实质上也是一种换挡控制，即机械挡和液力挡之间的切换，所以换挡控制和闭锁控制之间具有相似性。闭锁控制系统采用了油门开度、涡轮转速两个参数进行控制，试验验证该控制系统可以实现闭、解锁控制。

吉林大学针对公共汽车液力传动装置做了自动闭、解锁的研究[3]，在对闭锁的研究中借鉴了车辆换挡理论，设计了闭锁规律，其控制方案主要是采用变矩器泵轮转速和涡轮转速作为闭锁依据，并兼顾油门开度的影响，设计了变矩器闭锁自动控制装置。

重庆大学的秦大同教授

国内对于工程车辆，特别是履带车辆所使用的闭锁式液力变矩器的研究还比较少，因此，对于履带车辆变矩器的闭锁控制研究的内容还需要进一步加以充实，尤其在控制策略和改善闭锁品质等方面还有一些问题需要解决。

本课题所选用的是变矩器涡轮转速和变速箱油压作为闭锁参数，一方面变矩器涡轮转速

反映了推土机的负荷情况，变速箱油压的大小反映档位的情况？

想法：首先要根据传统闭锁点的选择方法得到闭锁点，其次要考虑在此点闭锁时带来的问题，

从而进行优化设计

第二章：发动机与液力变矩器的匹配

2.1 发动机和液力变矩器的共同工作 （吉林大学 黄心顺）

闭锁控制规律的设计需要了解动力装置的特性，然后根据需要考虑的若干因素进行设计。在液力传动系统中，可以将发动机和液力变矩器的组合看作一种新的动力装置，二者的共同工作性能直接影响到整个传动系统的各方面性能。一台性能良好的发动机和一台性能良好的液力变矩器，如果匹配不当，就不能使车辆获得良好的牵引性能和燃料经济性。因此研究发动机和液力变矩器的共同工作是研究变矩器的闭锁控制规律的基础。在此基础上对闭锁规律进行优化设计可以实现较好的闭锁控制效果。研究发动机与液力变矩器的共同工作，就是研究共同工作的输入特性。

在研究发动机和液力变矩器的共同工作]时，首先要知道有关发动机的特性和液力变矩器的特性。

2.1.1 发动机特性

在研究液力变矩器和发动机的共同工作时，最常用的是发动机的速度特性。根据油门开度和供油情况的不同，可将发动机的速度特性分为外特性和部分特性。在最大供油（柴油机）或油门开度最大（汽油机）情况下所得到的速度特性叫做外特性；在部分供油和油门部分开启情况下的速度特性叫做部分特性。在设计闭锁规律的时候必须提供发动机的部分特性，否则无法设计部分油门开度的闭锁点。

发动机特性一般通过台架试验获得离散的数据，当缺乏这些数据时，可以用下面的经验公式近似的绘制发动机的功率和扭矩外特性曲线。

])n n c(n n b a [n n N N 2N

e N e N e N e -+= ])n n (c n n b

a [M M 2N e N e N e -+= 式中，e e M N 、——发动机转速为n e 时的功率和扭矩；

N N N n M N 、、——额定工况下，发动机的功率、扭矩和转速；

a 、

b 、

c ——计算系数，它们是发动机适应系数e K 和稳定工作转速比e

d 的函数。

2e e e e 2e )

d 1(K K 2d d a -+-=