70000字硕士毕业论文SAMT系统及机械自动变速器重要部件的设计与分析

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：70000字

论点：离合器,力矩,齿轮

论文概述：

目前国内针对零间隙换档机械式自动变速器 SAMT 的文献以介绍性的文章居多，并未深入探究 SAMT 的工作原理。本文在第二章中，详细论述了在 SAMT 的换挡过程中，发动机

论文正文：

第1章简介

AMT是成本最低的自动变速器。它用相应的执行器取代了传统的离合器踏板和换档杆，从而保持了手动变速器的高效率和加速性能。然而，与其他自动变速器相比，其换档质量不高。原因是当自动变速器换挡时，需要先换挡，然后换挡，再换挡。从原始档位换到新档位需要一定的时间。在这段时间内，从发动机到汽车的动力传输被完全切断。这一过程造成的动力中断和乘坐舒适性差是AMT急需改善的问题。针对上述问题，国内外许多公司或科研机构都改进了AMT的结构，设计制造了各种新型机械自动变速器，试图解决AMT换挡时动力中断的问题。

1.1新型机械自动变速器在国内外的研究现状
荷兰公司动力传动系创新公司(DTI)通过对传统AMT的一些结构进行改造，增加新的动力换挡装置，开发出动力换挡AMT(简称PS-AMT)。该公司还开发了一款三菱样车，配有轻型柴油发动机和6档PS-AMT [1]。如图1-1所示，是动力系统自动变速器的分解图。从图中可以看出，PS-AMT包括以下部件:AMT、CSC装置、制动装置、行星齿轮装置、离合器和飞轮、电动液压驱动装置[2]，外壳经过改装。
动力换挡装置包括一个动力分离器、一个制动器和一个离合器。动力分配器由行星齿轮系组成。行星齿轮系的太阳轮连接到离合器盖，行星架连接到变速器输出轴，齿圈连接到制动装置。当变速箱换挡时，制动装置开始工作。换挡时，离合器的主从盘相互分离，发动机的扭矩通过行星轮系传递到变速器的输出轴，实现换挡时不间断动力的功能。换档后，制动装置停止工作，发动机扭矩由离合器传递，行星齿轮系不再传递扭矩[3]。以下是PS-AMT升档步骤的描述，以1档至2档为例，并参考图1-2。图中的红线表示离合器B传递的扭矩，蓝线表示发动机扭矩，绿线表示制动装置C [4的扭矩]: [/BR/] 1。汽车以1档行驶，离合器C关闭，制动装置B不起作用。
2。开始换档，离合器开始分离，制动装置开始工作。发动机的扭矩传递开始从离合器缓慢传递到行星齿轮系。离合器传递的扭矩慢慢减小，制动装置的制动扭矩慢慢增加，行星齿轮系传递的扭矩慢慢增加。发动机扭矩保持不变或稳定增加。
3。离合器完全分离，变速箱换到2档。此时，离合器传递的扭矩为零，制动装置的制动力达到最大，行星齿轮系传递的扭矩也达到峰值。
4。当离合器缓慢接合时，制动装置的制动力将降低，离合器传递的扭矩将缓慢升高，行星齿轮系传递的扭矩将缓慢降低。
5。离合器完全接合，制动装置停止工作，行星齿轮系不再传递扭矩，换档结束[5]。
因此，PS-AMT能显著改善传统AMT换挡时断电的缺点。采用新型动力换挡装置后，三菱动力换挡过程中的动力中断现象在[6]得到了显著改善。2004年，日本日立公司的黑泽广和其他人开发了中断补偿金额[7]。图1-3是中断补偿AMT的系统结构示意图，在现有MT的高速档端增加了一个辅助离合器，中断补偿AMT采用三组执行器:一组用于控制原离合器，另一组用于控制选择和换挡，另一组用于控制辅助离合器。致动器可以由液压或马达驱动。为了便于布置和精确控制，这里采用电机驱动方式。为了帮助变速器决定换档正时，系统配备了六个传感器:输入轴速度传感器、输出轴速度传感器、变速器油温传感器、当前档位传感器、选定档位传感器和原始离合器行程传感器。传感器将信息发送到自动变速器控制模块，该模块集成发动机控制模块电子控制单元的信息，通过内置电机驱动执行器控制变速器，并执行换档命令[8]。
用于中断补偿的AMT辅助系统的关键部件包括辅助离合器和驱动辅助离合器的电动执行器。1至4档通过齿轮离合器与输出轴啮合，5档通过辅助离合器与输入轴啮合。辅助离合器取代普通5档变速器的同步器，增加电机，电机中的装置可以将旋转运动转化为直线运动来驱动辅助离合器。这可以减小变速器的轴向尺寸，因此变速器可以应用于发动机安装非常有限的主流FF车辆空 [9]。中断补偿AMT从1档到2档的换档过程分为3个阶段。图中的A、B和C分别对应于分离级、速度同步级和齿轮(2档)啮合级。轮班流程如下:[10]:
1。换档开始前，扭矩由1档传递；
2。齿轮分离阶段。1档逐渐与输出轴分离。同时，辅助离合器使5档逐渐与输入轴啮合(仅在一定程度上，但不是完全啮合)。在此瞬态过程中，辅助离合器传递的扭矩持续增加，而1档传递的扭矩逐渐减小，直至降至零。
3。速度同步阶段。1档已经完全脱开。变速器借助辅助离合器的接合程度来改变发动机转速，以便啮合2档。在此过渡过程中，扭矩仅通过辅助离合器和5档传递。
4。齿轮啮合阶段。发动机的转速达到第二齿轮能够与输出轴啮合的程度。齿轮致动器驱动第二齿轮与输出轴啮合。同时，辅助离合器逐渐分离五档。在该瞬态过程中，由第二档传递的扭矩持续增加，而由辅助离合器传递的扭矩逐渐减小，直到其降至零。
5。换档后，第二档传递扭矩；6.换档时，中断补偿式自动变速器实现无动力中断换档，因此该自动变速器的升、降档稳定。

1.2零间隙换挡机械自动变速器及其现状……13-14
1.3本文的研究意义……14-15
1.4本文的研究内容……15-17
第二章是基于最小冲击度的零间隙换挡机械自动变速器的SAMT工作原理。……17-45 [/BR/] 2.1 SAMT自动变速器原理……17-38
2.2 SAMT同步器啮合角与换挡品质关系的研究……38-43 [/BR/] 2.3同步器啮合角……43-44 [/BR/] 2.4基于最小影响程度本章总结……44-45
第三章SAMT系统和关键部件的设计与分析……45-59 [/BR/] 3.1 SAMT系统设计……46-48 [/BR/] 3.2同步器设计和分析……48-53 [/BR/] 3.3变速器设计和分析……53-55 [/BR/] 3.4离合器设计和分析……55[/比尔/] 3.5 SAMT大会……55-58 [/BR/] 3.6本章概述……58-59
第四章SAMT换挡过程换挡品质仿真分析……59-79
4.1多刚体动力学方程的建立及求解……59-62
4.2模拟参数设置……62-69
4.3 SAMT降档过程工作质量仿真分析……69-74
4.4 SAMT降档过程工作质量仿真分析……74-78
4.5本章概述……78-79

全文摘要

1。目前，国内关于SAMT零间隙换挡机械自动变速器的文献大多是介绍性文章，对SAMT的工作原理还没有深入探讨。本文第二章详细论述了SAMT换挡过程中发动机、离合器和变速器的工作原理，包括发动机转速的调节、离合器压力、换挡点的选择和换挡机构的作用等。这是对我国这一研究领域的有效补充。
2。结合变速器换挡品质的三个评价指标，研究了SAMT同步器的啮合角与冲击程度、换挡时间和滑动磨损功的关系。得出以下结论:当啮合角θ在[2.5O，15O范围内时，冲击程度随着啮合角的增大而减小；换档时间随着接合角度的增加而增加。滑动磨削功随着啮合角的增加而增加。
3。根据同步器啮合角与SAMT换挡品质的关系，选择最小冲击度下的啮合角θ= 15O；根据该啮合角，对SAMT进行了三维设计和建模，建立了包括离合器、传动齿轮、同步器、输入输出轴在内的SAMT机械系统。
4。将建立的SAMT三维模型导入动力学仿真软件ADAMS，形成SAMT虚拟样机模型。根据车辆仿真模型和实际传动中使用的材料，设置虚拟样机模型的参数，包括设置等效惯性矩、设置碰撞力参数以及添加各种运动对和驱动。利用ADAMS中的模型验证功能验证了模型的正确性。
5。基于SAMT虚拟样机模型，设定了SAMT升档和降档过程中发动机转速和离合器的变化曲线，以及SAMT的换档时机和变速器的换档动作。获得了SAMT升档和降档期间的速度、加速度和冲击曲线。

参考

[1]苏玉刚。[汽车自动变速器系统设计及智能控制技术研究。重庆:重庆大学，2004
[2]非政府组织大卫，霍夫曼，施坦布，等.通过换档策略优化提高动力换档中的燃油经济性自动手动变速器——一项实验研究[.美国电气工程师学会，2010: 1-5
[3]奥尼尔，哈里森a .车辆系统集成，未来之路。2000: 217-230。
[4]贡·彭宇。张天成。介绍了一种能有效改善AMT公司动力中断缺陷的动力换挡系统。汽车齿轮，2010(03): 30-38
[5]张天成贡彭宇。能有效改善AMT公司动力中断的换挡系统。现代零件，2011(10):86-88
[6]钟在民，孔国岭，余卓等.机械自动变速器断电的研究进展及解决方案[]。同济大学学报(自然科学版)，2011(12):1850-1855[/比尔/] [7]栗华，小崎，冈田，下一代燃油效率自动手动变速器[j]。日立评论，2004，53 (4): 205-20
9 [8]周末。钟华少。新型中断补偿AMT系统[。机械传动，2006(06):89-91
[9]galvagno e，velardocchia m，Vigliani A..一种扭矩辅助自动手动变速器的分析和仿真[。机械系统和信号处理，2011年:1877-1886
[10]加尔瓦戈诺，维拉多奇亚，维吉利亚尼亚..一种飞轮自动辅助手动变速器的模型[。机械与机器理论，2009，44(6): 1294-1305