基于数控技术的CVT电液控制系统研究

基于数控技术的CVT电液控制系统研究

袁明[1]2004年在《基于数控技术的CVT电液控制系统研究》文中提出金属带式无级变速器(Metal V-belt CVT)是汽车理想的变速传动装置,因为其优异的无级变速特性,正获得越来越大的发展,在我国也具有广阔的发展前景和市场空间。而其中的电液控制系统是直接影响到汽车换挡(变速)品质、经济性、动力性以及排放的关键部件。电液控制系统的研究综合了CVT传动机理、电子控制技术、液压传动技术等诸多方面内容,是较为复杂的控制系统。国内在这方面的研究工作尚处于起步阶段,在理论研究和实际设计方面都存在不少困难。而掌握这些理论和关键技术对提高国有轿车的自主研发能力,增强竞争力都有现实意义。鉴于此,本文围绕基于数控技术的电液控制系统及相关数控元件进行研究。1、在参阅了国内外大量文献的基础上,阐述了 CVT 的典型结构及工作原理,重点分析了与夹紧力控制、速比控制紧密相关的金属带传动机理。为实现准确的速比控制,从 CVT 动力匹配问题入手,研究了速比控制的一般规律。根据这些工作确定了 CVT 电液控制系统的主要控制策略。2、在分析国外引进样机P811型CVT的机液控制系统的基础上,改进设计了基于数控技术的电液控制系统。该电液控制系统采用了自主研制的数控调压阀作为夹紧力控制,高速开关阀作为速比控制和离合器控制,因此实现了CVT电液控制系统的数字化。3、自主设计了基于步进电机的数控比例调压阀,并通过数学模型仿真分析和特性试验验证了设计参数的准确性。试验结果表明相对于传统的电磁铁式比例阀,数控调压阀在稳态特性和动态响应上均有较大提高,可以在开环控制 83吉 林 大 学 硕 士 学 位 论 文时达到较高精度,满足实际运用的要求。4、对高速开关阀进行了数学分析,建立了数学模型,并探讨了基于占空比控制的脉宽调制技术,分析了不同频率下高速开关阀稳态输出压力和占空比的关系。此外,还特别研究了高速开关阀的电流控制技术以实现节能的目的,设计了相应的控制电路。在电液集成块的速比控制台架试验中,高速开关阀表现出良好的动态响应性和可控性,满足使用要求。本文的主要创新之处在于设计开发了适用于 CVT 电液控制系统的数控比例调压阀,从而将数字控制技术应用于 CVT 电液控制系统中。试验表明数控元件提高了控制精度,增加了系统可靠性,降低了产品开发的成本,基本上能够满足无级变速汽车的性能要求。

明辉[2]2007年在《汽车无级变速器数字式高速开关调压阀研究》文中研究表明随着我国汽车工业的高速发展,人们对汽车的舒适性,经济性,高效性要求越来越高,动力性作为汽车的重要性能之一,已经得到越来越多的重视。无级变速器(Continuously Variable Transmission, CVT)因为其能与发动机有最佳的匹配,可以显着地提高整车动力性和燃油经济性,所以有广阔的市场空间。CVT电液控制系统是直接决定CVT无级变速性能的核心部件,也是CVT研究的重点和难点。数控技术是目前车辆控制领域的重要控制技术,由于其控制精度高、实现容易,可靠性和控制效果均可以满足日益严格的控制要求。本文研制的CVT电液控制系统应用了基于数控技术的电液控制元件,由此实现了CVT电液控制系统的数字化。本文将数字比例控制技术应用到CVT电液控制系统中,自行设计了数字调压阀并将其应用到CVT电液控制系统中。数字调压阀通过高速开关阀能与计算机直接接口用数字信号控制。通过理论仿真分析和试验验证,自主研制的数字调压阀控制精度和可靠性高,成本低,能满足CVT电液控制的使用要求。

程艳[3]2016年在《基于数控技术的CVT电液控制系统研究》文中提出随着科学技术的快速发展,要求汽车系统设计中注重追求节能环保.尤其现行汽车数量的与日俱增,造成的能源过度消耗、温室效应以及环境污染等问题都成为汽车制造中考虑的重要内容.以往汽车系统设计中多采用AT变速器,很难实现减少尾气排放以及提高燃油经济性等目标,在此背景下通过实践研究发现引入CVT数控系统不仅可保证汽车系统的动力性,而且有利于节能环保目标的实现.本文主要对CVT相关理论、运行的主要原理、以P811型CVT为例的数控系统设计以及CVT系统中数控元件的设计进行探析.

刘恺[4]2013年在《基于数控阀的无级变速器(CVT)电液控制系统应用研究》文中研究表明汽车作为一种重要的交通工具已与人们的日常生活息息相关。尽管近年新能源汽车取得了飞速的发展,但传统的高速内燃机因其技术成熟、功率大、工作可靠、尺寸小成本低等优势,依然是市场的主流。可高速内燃机转速和扭矩的适应范围窄的缺点,又与车辆复杂的行驶条件不相符,因而必须在发动机和驱动轮之间装备变速装置,起到减速增距匹配车辆行驶条件的作用。近年,随着轿车进入家庭,非职业司机的大量出现,对自动变速器的需求日益增加。而无级变速器(CVT:Continuously VariableTransmission)因为能与发动机实现最佳的动力匹配,可以明显地改善车辆的动力性和燃油经济性,降低排放,是车辆的理想传动装置,具有十分巨大的市场空间。其中,金属带式无级变速器因其具有结构紧凑、使用性命长、易于自动控制等优点,在自动变速器市场发展中占有极其重要的地位,其科研及产业化研究具有十分重要的意义。电液控制系统是包括CVT等自动变速器的核心部件,它的控制性能决定着车辆整车性能。金属带式CVT的电液控制系统由最初的机液控制发展到如今的电液控制,是CVT产业化的核心技术,因此对电液系统的研究显得十分必要。液压元件及其控制单元是电液系统的基本组成单元。近年来,随着液压元件及其控制单元走向数字化,电液数字控制技术的慢慢成熟起来,因为它结合了液压能传递较大功率的优越性与计算机控制的灵活性,有控制精度高、成本低等优点,也必将是自动变速器电液控制系统的重要发展方向之一本文首先提出了用于夹紧力控制的数控比例溢流阀和用于速比控制的数控比例减压阀的基本结构,分析了它们的工作原理,建立了它们的数学模型。其次,将两种数控阀用于CVT电液控制系统中,建立了基于这两种数控阀的CVT电液控制系统数学模型,并对其进行了分析。然后,基于计算机仿真软件的AMESim,建立了两种数控阀和CVT电液控制系统的仿真模型,在此基础上分析了两种数控阀的静动态特性,并对影响其输出特性的参数进行了优化。最后,对优化后CVT电液控制系统进行了速比跟随台架试验,结果表明基于数控阀的电液控制系统的相关性能得到了提高。

樊攀[5]2009年在《金属带式无级变速器数字比例调压阀的研究》文中提出金属带式无级变速器(CVT)是汽车理想的传动系统,它可以提高汽车的经济性,改善汽车的动力性,便于操作,是汽车的核心技术之一。金属带式无级变速器的结构、变速原理、受力情况等已经研究成熟,但国内CVT的关键技术--电液数字控制技术的研究尚处于起步阶段。电液数字控制技术填补了传统开关式液压控制和伺服控制之间的空白,已成为流体传动与控制技术中最有生命力的一个分支。它结合了液压能传递较大功率的优越性与计算机控制的灵活性,有控制精度高、成本低的优点,因此得到了迅速的发展。本文将数字比例控制技术应用到CVT电液控制系统中,讨论了改进的电液数字控制系统在CVT上的结构设计和控制策略,自主设计了应用于金属带式无级变速器的数字比例调压阀。该数字比例调压阀是以高速开关阀为先导阀的数字阀,能与计算机直接连接,接口用数字信号驱动。通过理论仿真分析和试验验证,自主研制的数字比例调压阀控制精度和可靠性高,成本低,能满足CVT电液控制的使用要求。

谢飞[6]2008年在《金属带式无级变速器数控液压系统技术研究》文中提出金属带式无级变速器(Metal V-Belt CVT)是集机械、液压、电子及计算机控制技术于一体的一种理想的车辆自动变速器,而电子液压控制系统更是实现其理想传动性能的核心技术之一,提高其自主研发能力和加快其产品化进程对实现缩短与发达国家的技术差距具有重要的现实意义。本文结合课题“轿车无级变速器液压系统关键技术研究”,针对金属带式无级变速器的数控液压系统关键技术进行了理论与试验研究,并取得了阶段性的成果。利用数字控制技术和液阻网络系统学理论,对无级变速器数控液压系统的核心控制元件即数字式夹紧力控制阀和数字式速比控制阀进行了设计与研制。在此基础上,应用数字仿真技术,建立了面向无级变速器数控液压系统的联合仿真平台,并设计了混合型速比跟踪控制器,设计开发了无级变速器电子控制单元。通过对数控液压系统的仿真分析与台架试验,结果表明:该数控液压系统设计合理,所开发的数字化液压控制元件重复精度高、可靠性好,完全满足无级变速传动系统对夹紧力和速比的控制要求以及整车在各工况下的行驶要求,较好的解决了使用电液比例阀所带来的重复精度低、尺寸大、响应速度慢的问题,为进一步研发具有独立知识产权的无级变速器电液控制系统和液压集成块产品积累了宝贵的经验。

殷孝龙[7]2007年在《自动变速器数字比例调压阀设计与研究》文中认为无级变速器夹紧力控制对传动效率的高低起决定作用,根据汽车的运行条件,只有把夹紧力控制在目标值的小范围内,才能有效地提高传动系的效率。电液数字控制技术填补了传统开关式液压控制和伺服控制之间的空白,已成为流体传动与控制技术中最有生命力的一个分支。因此,数字比例调压阀的研究及其在自动变速器上的应用就更有价值。本文将数字比例控制技术应用到CVT电液控制系统中,自主设计了应用于自动变速器的数字比例调压阀。该数字调压阀是步进式数字阀,能与计算机直接接口用数字信号驱动。通过理论仿真分析和试验验证,自主研制的数字比例调压阀控制精度和可靠性高,成本低,能满足CVT电液控制的使用要求。

喻坤[8]2005年在《基于模糊控制理论的CVT湿式离合器控制研究》文中研究表明CVT(Continuously Variable Transmission)关键控制技术包括速比控制、夹紧力控制、起步离合器控制。CVT 起步装置包括液力变矩器、电磁离合器、多片湿式离合器,后者具有更高的效率和更低的价格,而由现代汽车发展趋势来看,湿式离合器以其独有的特性广泛应用于各种类型的汽车,因此研究湿式离合器的控制方法有着重要的意义。本文以CVT 多片湿式离合器及其执行机构为研究对象,进行了基于模糊控制的离合器控制策略和方法及基于数字控制技术的离合器电控液压系统的研究在建立离合器接合相关数学模型的基础上,明确了离合器接合品质的评价指标及其影响因素。说明只要合理地控制离合器主、从动盘间的正压力及其增长率,就可以满足汽车平顺性和使用寿命的要求。并分析了离合器接合过程,研究其接合规律,在比较常见控制方法基础上,确定了模糊控制方法更适用于车辆本身这个时变、非线性的系统。对离合器控制关键执行元件高速开关阀进行了理论和试验研究。结果证明高速开关阀是有效实现数控技术的电液控制元件,在CVT 电液控制系统中有着很好的控制效果。利用MATLAB 中的Fuzzy Logic Toolbox 进行了模糊控制器设计。在叁种油门开度下进行了离合器台架实验,实验结果表明,基于模糊控制理论,结合驾驶经验和工程应用经验所开发的模糊控制器能够满足CVT 离合器控制要求,控制方法是可行、有效的。

郭玥晗[9]2016年在《非稳态工况下的金属带式无级变速器滑移率控制》文中研究说明金属带式无级变速器(Continuously Variable Transmission,简称CVT)具有结构简单、体积小、质量轻、速比连续变化、驾驶平顺等特点,其市场占有率近年来不断上升。CVT理论上可使发动机转速和扭矩对应点保持在最佳经济曲线附近,因此装有无级变速器的车辆燃油经济性较高。研究表明无级变速器的传递效率值与无级变速器钢带和锥轮之间的滑移率有关。针对不同传动比,将滑移率保持在对应的最优值可以提高无级变速器的传动效率值。为保证各种工况下CVT的稳定性,传统的夹紧力控制方法通常将从动锥轮夹紧力增加一定的储备系数,使得滑移率值小于最优滑移率值。本文提出以滑移率为控制目标的CVT控制策略,并针对非稳态工况做出滑移率修正,以提高CVT的稳定性和传动效率。对CVT的结构原理、传动比以及推力进行了分析。对CVT单压力液压控制回路系统和双压力液压控制回路系统进行了分析与比较。确定了造成CVT效率降低的主要原因,主要包括变速机构的摩擦损失以及液压系统的溢流损失。通过测定当前主动锥轮可动锥轮位置以及主、从动锥轮转速,可测得当前滑移率值。通过试验测得不同传动比下滑移率与传动效率之间的关系,从而得出不同速比下的理论最优滑移率曲线。分析了非稳态工况下实际最优滑移率值与理论最优滑移率值之间的关系。结果表明,在非稳态工况下最优滑移率值应与试验台架测定的理论最优滑移率值有所差别。建立汽车行驶工况的识别方法,依据不同的行驶工况得到不同的滑移率修正系数,确定实际最优滑移率。提出了基于非稳态工况的夹紧力控制方法,利用Simulink和AMESim软件,建立了带有无级变速器的整车仿真模型。针对加速、减速、上坡、下坡等不同工况,进行了非稳态工况的夹紧力控制方法的仿真研究,并与传统夹紧力控制方法进行了比较分析,试验结果表明,该方法增加了CVT传递转速的稳定性,提高了CVT的传递效率,验证了该夹紧力控制方法的可行性。

参考文献:

[1]. 基于数控技术的CVT电液控制系统研究[D]. 袁明. 吉林大学. 2004

[2]. 汽车无级变速器数字式高速开关调压阀研究[D]. 明辉. 吉林大学. 2007

[3]. 基于数控技术的CVT电液控制系统研究[J]. 程艳. 兰州文理学院学报(自然科学版). 2016

[4]. 基于数控阀的无级变速器(CVT)电液控制系统应用研究[D]. 刘恺. 湖南大学. 2013

[5]. 金属带式无级变速器数字比例调压阀的研究[D]. 樊攀. 吉林大学. 2009

[6]. 金属带式无级变速器数控液压系统技术研究[D]. 谢飞. 吉林大学. 2008

[7]. 自动变速器数字比例调压阀设计与研究[D]. 殷孝龙. 吉林大学. 2007

[8]. 基于模糊控制理论的CVT湿式离合器控制研究[D]. 喻坤. 吉林大学. 2005

[9]. 非稳态工况下的金属带式无级变速器滑移率控制[D]. 郭玥晗. 吉林大学. 2016

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