张鸿飞[1]2013年在《单片机控制同步器综合试验台研究》文中研究表明同步器是影响机械式手动变速箱性能和寿命的最重要总成，同步器的性能和寿命的研究一直是研究汽车传动的重要方向。而汽车是一个结构极其复杂的产品，理论计算和仿真研究几乎不可能完全真实准确的反映同步器总成的所有特性，而试验研究是汽车产品开发过程中至关重要的环节，因此，同步器的试验方法的研究显得尤为重要。本课题的主要内容是开发了一款应用于汽车手动变速箱同步器研究的试验台，该试验台能够同时进行同步器性能测试和寿命检测，并对待测的变速箱进行试验。首先，本文分析对比了国内外同类试验台的研究现状，并从同步器的结构及动力学特性出发，介绍了同步器工作的原理，建立了同步器的数学模型，从而确定了影响同步器性能的主要因素，并确定了同步器性能的评价指标。其次，本文详细介绍了同步器综合测试试验台的设计思路，包括动力驱动模块、换挡装置、数据采集系统、控制系统以及其他辅助设备等各个关键模块的设计方法。再次，详细介绍了同步器综合试验台的电子控制系统的设计。电子控制系统的设计主要包括了硬件系统的设计、软件系统的设计以及为了提高系统的可靠性而采取的软硬件措施。硬件部分是基于英飞凌XC2734X单片机组成的控制电路，并对控制电路的微控制器（MCU）模块、输入输出模块、通信模块进行了详细介绍。软件部分介绍了软件系统的辅助程序、主程序以及上位机数据采集分析程序。为了保证系统能安全可靠的运行，设计了相应的可靠性方案。最后，介绍了试验台的试验过程，首先介绍了试验台的前期准备，随后，介绍了同步性能试验和同步器寿命试验的试验步骤，并列举了同步器性能试验中采集的主要数据及绘制的曲线，之后依据本文所引用的评价方法对待测变速箱的同步器进行评价。本文所介绍的同步器综合试验台提供了一种新的研究同步器性能和寿命的试验方法和途径，本文的整体思路也是一种对机械式变速器用同步器的性能和寿命的测试方法的新的尝试。利用本文中设计的试验台已经完成多台变速箱的性能测试和寿命测试，并得到了大量实验数据，取得了比较满意的实验结果。
陈福恩[2]2005年在《同步器操作性能与寿命测试系统的研究》文中进行了进一步梳理2002 年6 月,一汽与日本叁菱公司合作开发MAE 变速箱。为验证开发样本能否投入生产,样本是否先进,必须对该样本进行大量的操作性能(以后简称为性能)试验和寿命试验。该项试验可以在日本做,也可以在国内做。如果在日本试验,试验的每个样本都须被拿到日本去,日方提出的费用昂贵,无法接受。如果在国内做,目前国内还没有能够完成此功能的试验台。为此,我们承担了此项课题。本文对同步器性能与寿命测试系统进行了深入分析和研究后,提出了同步器性能及寿命试验台的设计方案。在经过大量的理论推导,建立了数学模型,并创造性地提出了试验台的机械手设计方案:采用液压驱动完成X 方向与Y方向上的运动,利用套筒及直线轴承完成Z 方向的运动,经过以上运动过程完成换档过程。解决了曲线换档、叁维变二维控制、快速档位标定等几大难题,有效地简化了系统结构。根据转动惯量平衡原理,本文创造性地建立了同步器主动及从动部分微分方程,推导出同步时间与其他因素之间的关系。通过分析同步器结合过程,全面正确的确定了解各种参数对同步器性能与寿命的影响。同步器性能与寿命测试系统利用微机及液压伺服系统作为机械手驱动变速箱上的操纵杆运动,替代人工换档过程。本文通过对机械手的运动学及动力学分析,创造性地建立了运动学模型和动力学模型,推导出换档位移、换档力、换档时间以及加速度之间的关系方程。利用MATLAB 仿真进一步在理论上验证了理论模型的正确性。液压动力机构是液压控制元件和执行元件组合而成的液压装置,根据阀的线性流量方程、液压缸的流量连续方程、液压缸与负载的力平衡方程,推导出电液伺服系统的传递函数。本文通过PID 控制系统设计及调试,使系统具有良好的稳定性和频率响应特性。在进行性能试验和寿命试验的过程中,通过采集输入、输出轴转速,选档、换档位移,选档、换档力,输入轴转矩,液压站、变速箱油温,噪声等多项试验参数,对系统运行状况进行实时监控,若有异常事件发生,系统能够自动报警并自动关闭试验系统,保证系统运的安全可靠。
郭淼[3]2004年在《同步器寿命性能测试系统的研究》文中指出一、引言在车辆运行时，为保证挂档平顺，操作简便，减轻驾驶员的劳动强度，一般均采用同步器进行工作。为测试一个同步器的性能与寿命等特性，需测试系统对其进行评价。本文开发了一种同步器性能寿命测试系统。该系统利用液压缸来驱动机械手运动，以便模拟人手的换档过程。同时采集各种传感器发来的信号，对其分析处理后，来检测被试验同步器的性能与可靠性。本系统是典型的机电液一体化系统。根据试验要求，系统所测量的参数包括换档力及选档力、换档行程及选档行程、同步扭矩、同步转速、同步时间、润滑油温度、同步器寿命及性能测量等。二、系统总体构成
李靖[4]2011年在《机械式变速器用同步器同步性能测试试验台设计与研究》文中提出同步器可以使不同挡位两待啮合部件在啮合前达到速度一致,有效的避免了换挡时产生齿间冲击和噪声,被广泛应用于现代汽车变速器中。同步器的性能好坏决定了变速器换挡性能高低,汽车技术的不断发展对变速器性能提出了更高的要求,新产品的研发是建立在大量的试验基础上的,先进的测试设备可以为产品的研发工作提供准确可靠的科学依据,缩短开发周期,从而提高企业的竞争力。目前国内的汽车产业主要依托国外技术,对于同步器试验台的研发工作,其核心技术主要集中于电惯量和换挡机械手两方面。我国此类试验台研发也取得了一定的成果,但在核心技术上与国外同类产品存在差距,大部分试验台技术水平还不够高。因此,同步器性能测试试验台的研究具有重要的意义。本文在研究了国内外同步器试验台的研发现状,在参照全国汽车标准化技术委员会变速器技术委员会组织起草的汽车行业标准《QC/T568-1999汽车机械式变速器台架试验方法》、《QC/T568.1-2010汽车机械式变速器总成台架试验方法第1部分：轻微型》征求意见稿及日本《JASO-C203手动变速箱台架性能试验规程》基础上,对机械式变速器用同步器性能测试试验台的硬件设计和软件设计进行了介绍,对惯性锁环式同步器的同步过程进行了数学建模,并利用研发的试验台对同步器性能进行测试及简单评价。硬件设计方面主要介绍了试验台的各功能模块组成,试验台动力采用交流电机后驱反拖方式,换挡机械手采用双步进电机驱动实现选挡及挂挡；软件方面介绍了基于虚拟仪器技术的试验台自动控制测试的编程方法,包括基于Modbus串口通讯协议的交流电机控制、基于研华PCL-1711数据采集卡的高速数据采集系统以及软件防干扰措施的程序实现等。通过后期调试及实际使用验证,整个测试系统可以实现同步器性能测试功能。利用该试验台架,我们对被测变速器进行了大量同步器同步性能测试试验,得到了相应的性能参数数据,通过对试验数据的分析,对被测同步器性能从同步效果、同步过程及同步能力叁方面进行了初步评价,取得了比较满意的试验结果。
周欢[5]2017年在《基于虚拟仪器的汽车变速器同步器试验台测控系统研发》文中认为同步器是汽车变速器的核心部件,它的工作实质是通过接触面摩擦力的作用,使同步器与输入端齿轮的速度达到一致,能够有效避免换挡时产生的噪声和冲击,从而实现快速平稳的换挡过程。随着汽车技术不断发展,对同步器性能也提出更高要求,新产品研发需要大量测试试验,从而缩短产品研发周期,提高企业竞争力。仅仅对同步器进行理论研究不能确定同步器性能质量检测特性,因此针对同步器进行相关测试试验在同步器研发过程中占有相当重要的地位。目前我国同步器试验台与国外同类产品在核心技术上存在一定的差距,为提高同步器研发能力,同步器单体性能测试试验台的研究具有非常重要的意义。本论文结合实际科研项目并到某变速器厂进行调研,深入研究本领域国内外研究现状以及存在的问题,探究同步器工作原理及性能影响因素,并参照汽车行业试验标准《汽车机械式变速器总成台架试验方法-重型》等,通过对同步器试验装置等进行分析,研发了同步器单体试验台台架。作者主要完成了同步器试验台的单体安装箱的结构设计以及试验台其余部分机械结构设计,同时对试验台测控系统硬件部分进行设计,并开发基于Lab VIEW软件的测控系统。同步器单体试验台的机械部分采用交流电机模拟发动机,通过变频器调节控制电机转速;换挡执行机构采用伺服电机驱动方式实现选档和换挡;控制系统部分主要搭建了同步器单体试验台架,借助LabVIEW虚拟仪器测试程序,设计了试验系统登录程序、试验人员管理程序、测试主程序、数据采集程序等。最后将待测同步器进行了同步器性能测试试验,取得了对应的试验数据,并对试验结果进行分析,分别从同步过程和同步性能两方面对同步器进行了初步评价。经过试验验证,本试验台性能稳定并能实现预期目标。
张萌[6]2012年在《基于LabVIEW的汽车手动变速器同步器性能测试试验台研究》文中研究表明同步器是手动变速器的核心部件,它对变速器换档过程中的换档轻便性、平顺性等主要技术指标有很重要的影响,对汽车的操纵性、经济性、安全性以及乘客的舒适性起着决定性的作用。同步器性能是考核变速器特性至关重要的因素之一,其性能质量的优劣将直接影响汽车行驶的可靠性。为了保证同步器的生产品质,必须对其性能进行准确、快速、有效的质量检测。本论文结合校企合作实际科研项目,到国内最大的微型车生产厂家上汽通用五菱汽车股份有限公司进行了调研,深入研究了国内外本研究领域的现状和存在的问题,探究了同步器结构特点及性能影响因素,在参照全国汽车标准化技术委员会变速器技术委员会组织起草的汽车行业标准《《QC/T568-1999汽车机械式变速器台架试验方法》、《《QC/T568.1-2010汽车机械式变速器总成台架试验方法第1部分：轻微型》征求意见稿及日本《JASO-C203手动变速箱台架性能试验规程》基础上,通过对变速器的传动性能、同步器的性能等进行分析,研制出同步器性能测试台架。作者重点完成了基于LabVIEW控制部分的测试软件的开发工作,并参与了试验台的部分机械设计和硬件设计工作。论文针对锁环式同步器进行了UG叁维建模,并完成锁环式同步器各零部件的装配。试验台采用交流电机来模拟发动机,通过变频器调节电压来实现对电机转速的控制以及电涡流测功机施加负载的调节,换档操纵机构采用双步进电机驱动实现选档及换档；控制系统部分主要搭建了测试系统的构架,借助LabVIEW编制测试程序,实现了同步器性能测试试验台的动作智能控制；构建了虚拟实验仪器,完成了数据采集、图形显示和数据管理。为了保证试验台的正常使用,试验台的操作,维护以及试验过程必须按要求进行。在所研制的手动变速器同步器性能测试试验台上,对测试样件进行了大量同步器同步性能测试试验,取得了相应的性能参数数据和一些经验,通过对试验数据的分析,得到了测试样件的同步时间。结论表明,此系统实现达到了预期的设计目标。基于LabVIEW的汽车手动变速器同步器性能试验台的研究将机电技术及计算机辅助测试技术相结合,提升了企业的测试技术水平,为提高我国汽车企业自主研发能力提供了技术信息平台。它的研究与开发具有理论意义和工程实用价值。
李波[7]2013年在《基于直驱技术的AMT换挡系统设计与性能研究》文中进行了进一步梳理电控机械式自动变速器(AMT)在传统手动变速器的基础上改进而来,具有传动效率高、成本低、结构简单等优点。近年来,全电式AMT研究引起了越来越多国内外科研机构的关注,并开始尝试将直驱技术引入其中。为进一步提高全电式AMT的换挡品质,本文提出一类基于直驱技术的AMT换挡系统,自主研发了集转动与直动于一体且运动时互不干涉的二自由度电磁执行器(2-DOF EMA)和具有自增力功能的增力式同步器,提高系统结构紧凑性和AMT换挡品质的同时,降低了选换挡过程中的能量损耗。运用理论分析、仿真计算和试验研究相结合的方法,对基于直驱技术的AMT换挡系统中的关键技术进行了深入研究,具体包括以下几方面内容：(1)确定了应用直驱技术的AMT选换挡执行机构技术方案。考虑自动变速技术对选换挡执行机构的基本要求,分别以换挡品质和结构紧凑性为最优目标设计了两种AMT选换挡执行机构方案,并最终选择对传统手动变速器内部结构改动较小的二自由度直接驱动装置驱动的AMT选换挡执行机构作为课题研究的主要技术方案。(2)研发了一种基于电磁转换特性的二自由度电磁执行器。考虑AMT选换挡执行机构的驱动要求和结构紧凑性,自主研发了集转动和直动于一体且运动时互不干涉的、具有高功率密度的二自由度电磁执行器,在完成系统样机研制后,分别对其静、动态特性进行了仿真分析与台架测试。(3)建立了详尽的选换挡过程动力学模型,并对选换挡执行机构的性能进行仿真研究。在分析变速器换挡机理的基础上,分段研究了AMT的选换挡过程,论证了AMT选换挡执行机构实现选换挡时序重迭的可行性；完成了基于MATLAB/Simulink的选换挡执行机构性能仿真研究,且定量研究了主要设计与控制参数对AMT选换挡执行机构性能的影响。(4)分析了换挡拨叉强度和刚度对驱动力加载规律的影响,探讨了最大瞬时驱动力的确定原则。建立基于ABAQUS的换挡拨叉有限元分析模型,研究了换挡拨叉强度要求下,换挡驱动装置能加载到选换挡执行机构上的最大瞬时驱动力,并根据换挡拨叉的刚度分析结果修正了换挡控制策略。(5)研制了一种具有自增力和提高换挡系统鲁棒性功能的直驱自增力AMT换挡系统。针对直驱技术应用于AMT换挡系统中所带来的问题,设计了一种具有自增力功能的增力式同步器,分别从力学和能量守恒的角度论证了增力式同步器的可行性与功能性,并对其原理性样件进行研制；直驱自增力AMT换挡系统使选换挡执行机构在输出较小驱动力时可获得较大的同步力,降低2-DOF EMA换挡能耗的同时,提高了AMT换挡系统抵御外部扰动的能力,为进一步缩小换挡驱动装置体积和降低换挡控制系统设计难度奠定了良好的技术基础。(6)构建了二自由度电磁执行器直接驱动的AMT换挡系统通用试验台架,验证了基于直驱技术的AMT换挡系统的可行性、功能性和通用性。在合适的换挡控制系统控制下,实现了2-DOF EMA作为AMT换挡系统驱动装置时的选换挡时序重迭功能,通过变换挡参数的试验研究确定了新型AMT换挡系统的可行性与通用性。对比试验台架改装前后两种AMT换挡系统的试验结果,验证了直驱自增力AMT换挡系统的可行性与功能性。实际测试结果表明,对于家用轿车的典型换挡参数(An=500r/min, Js=0.03kg-m2),当进挡过程的最大瞬时驱动力达到1000N时,2-3挡的选换挡时间可控制在200ms以内,同步时间为107ms,此时输入轴最大当量换挡冲击度为179.5rad/s3,单位面积滑摩功为0.057J/mmm2,具有较小换挡冲击且满足同步器使用寿命要求的同时,较大程度地缩短了选换挡过程中的动力中断时间；研制的直驱自增力AMT换挡系统的力放大系数为1.542,可将选换挡过程需要的最大瞬时驱动力降低35%,为进一步缩小换挡驱动装置体积和降低换挡控制系统设计难度奠定了良好的基础。
闫真才[8]2005年在《汽车盘式制动器间隙自调装置性能检测台的研制》文中研究指明汽车制动器是保证汽车安全行驶的重要部件,制动器间隙自调装置是制动器的一个重要部件,然而制动器的间隙自调装置性能研究在国内外比较少,特别是盘式制动器间隙自调装置检测的研究在国内还是空白。 本文是在研制安徽省制动器厂的盘式制动器间隙自调装置综合性能检测台的基础上撰写的。通过对盘式制动器间隙自调装置做了深入的分析和研究,提出了盘式制动器间隙自调装置的叁个检测项目:总体性能测试、公差带测试和寿命测试。对每项检测目标,本文都深入的研究了其检测方法。最后论述了盘式制动器间隙自调装置综合性能检测台的设计方案,并设计了盘式制动器间隙自调装置综合性能检测台。 本文研制的检测台为上—下位机控制系统,上位机采用PC机,下位机是基于MPC02控制卡的控制系统。程序采用面向对象程序设计语言VB6.0开发,具有良好的界面。
杨宏伟[9]2018年在《汽车同步器摩擦材料的性能及应用研究》文中研究指明同步器是变速箱的关键总成,变速箱技术随着汽车工业的不断发展,对同步器的换挡性能与使用寿命的要求越来越高。摩擦材料是同步器最核心的功能部分,是影响同步器换挡性能和使用寿命的重要因素。为满足变速箱产品更高的使用要求,需要对摩擦材料的性能进行研究,开发出性能更好的摩擦材料,特别是资源丰富、成本合理、性能优良的碳摩擦材料。本论文建立了同步器工作过程力学模型,对同步器在工作过程中的受力情况进行了分析计算,并对同步器的主要设计参数对同步器使用性能的影响进行探讨。利用同步环性能试验台和变速箱性能与寿命试验台对同步器摩擦材料以及使用不同摩擦材料的同步环进行了一系列的摩擦磨损性能和变速箱换挡性能与寿命试验,将传统摩擦材料与碳纤维摩擦材料的性能差异进行了对比分析。对碳摩擦材料的性能特点以及各种碳摩擦材料的生产工艺进行了介绍,并通过台架试验对碳纤维材料在同步器中的应用可行性进行了一系列考察,结果表明碳纤维材料具有很高的热传导性及高耐热性,特别是其单位面积的吸收功率高,是非常理想的重卡变速箱同步器摩擦材料,不同的油品对碳纤维摩擦材料的性能有一定影响,但在不同的油品环境下,材料的摩擦磨损特性均能够保持稳定,磨损量也满足性能要求。本论文所提出了摩擦材料性能测试方法以及不同摩擦材料的性能差异试验结果适用但不限于变速箱同步器摩擦材料,对于其他湿式摩擦系统也可以提供参考。高性能碳纤维摩擦材料除了同步器以外,也可用于其他对摩擦磨损性能要求较高的领域。
程勇军[10]2012年在《汽车机械式变速器同步器性能研究》文中提出上汽通用五菱汽车股份有限公司为了提高同步器的性能,和武汉理工大学汽车工程学院展开合作,共同研制机械式变速器用同步器的性能检测试验台。它主要以N200、M150和CN100等车型为研究对象,通过构建换档操纵机构的试验台架,并借助相关的性能测试试验来建立换档操纵机构的评价体系和同步性能评价体系,从而完善了汽车操纵系统的开发流程。本文对同步器性能测试系统进行了深入的分析和研究后,提出了同步器性能测试试验台架的设计方案：接着从测试台架的机械设计原理、硬件的选型分析到具体的参数测试过程都进行了详细的叙述,尤其是试验过程中具体的测试方法是充分借鉴国内外成功的案例,并在此基础上进行了优化分析,得到了一套比较前沿合理科学的测试方法,这也是课题研究成功的重要保障；最后对所测试的数据进行了具体的分析结果。在该试验台架上,进行了大量的性能测试试验,同时得到了性能方面的参数,最后对这些数据进行了分析,从而得出了同步效果、同步过程及同步能力叁方面的评价指标。
参考文献：
[1]. 单片机控制同步器综合试验台研究[D]. 张鸿飞. 吉林大学. 2013
[2]. 同步器操作性能与寿命测试系统的研究[D]. 陈福恩. 吉林大学. 2005
[3]. 同步器寿命性能测试系统的研究[D]. 郭淼. 吉林大学. 2004
[4]. 机械式变速器用同步器同步性能测试试验台设计与研究[D]. 李靖. 武汉理工大学. 2011
[5]. 基于虚拟仪器的汽车变速器同步器试验台测控系统研发[D]. 周欢. 重庆理工大学. 2017
[6]. 基于LabVIEW的汽车手动变速器同步器性能测试试验台研究[D]. 张萌. 武汉理工大学. 2012
[7]. 基于直驱技术的AMT换挡系统设计与性能研究[D]. 李波. 南京理工大学. 2013
[8]. 汽车盘式制动器间隙自调装置性能检测台的研制[D]. 闫真才. 合肥工业大学. 2005
[9]. 汽车同步器摩擦材料的性能及应用研究[D]. 杨宏伟. 吉林大学. 2018
[10]. 汽车机械式变速器同步器性能研究[D]. 程勇军. 武汉理工大学. 2012
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