新型复合分汇流式无级变速器的试验及控制研究

摘要

在车辆等机电设备中，变速器是传动系中最关键的一环，其功能是适当调节传动比，使执行机构按预期的变化规律输出运动和功率、达到动力源与负载的工作特性动态地实现匹配，以保证车辆的正常运行，乃至获得较佳或最佳的整体性能。机械式、电传动式、液压及液力传动式等类型的手动或自动变速传动在现代车辆中均有应用，但都难以获得无级变速的完美传动特性。即使目前存在着某些基于摩擦的纯机械式无级变速传动(CVT)，然而由于其功率容量和可用的变速比范围相当有限等缺点，仅适合于所需功率和变速比范围不大的低排量轿车和摩托车等场合。 随着人们对汽车性能要求的不断提高，传动系统的功能和结构由简单渐趋复杂，并有从单功率流传动向双及多功率流复合传动、从有级向无级变速方向发展的趋势，传动系统已成为车辆等机电系统中最复杂、技术含量最高的机电一体化总成之一。复合、高效的新型传动元件或系统成了本领域研究的热点，研究重点集中在高效率地实现无级自动变速及减少能耗，扩大变速比范围和传递功率的能力，提高可靠性、耐久性，实现紧凑化、轻量化、智能化和环保化等方面。 我课题组在分析了现有各种复合无级变速器所存在的固有问题的基础上，首创性的提出了一种新型复合分汇流式无级变速系统(以下简称为CCVT，Composite Continuouslv Variable Transmission)，并做了大量的理论研究。本论文在此基础上对CCVT理论研究的深化及试验样机的设计实现、CCVT传动性能测试的台架试验设计、分析及CCvT在电动汽车上的控制规律初步研究等三个方面对前期研究进行了发展与创新。 在本题组的前期研究中，已经对CCVT进行了大量的理论研究，并对CCVT核心机构的试验样机的设计提出了初步构想。本论文主要对CCVT理论研究中的行星排机构拓扑布局方案的研究进行了分析，并对CCVT核心机构的样机设计进行了细化，并将设计理念付诸实现。 本论文对传动性能测试试验台架的动力装置、加载装置、连接件、支撑固定装置等基本结构以及其控制系统、动力电路、物理量测量系统进行了详细设计，通过台架试验方法验证CCVT理论分析中的转速、转矩、功率、变速比等物理量间的数量关系。 本论文还对CCVT在电动汽车上的控制规律进行了初步研究。将CCVT置于特定的车型中，通过建立控制模型，根据实时车况(加速踏板位置及当前车速)控制CCVT的段位及电动机分流速比，实现使发动机工作在经济油耗区域内的效果，并对该控制模型下的车辆的动力性能进行分析。

目录

文摘

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第一章 绪 论

第二章 新型CCVT的理论分析及样机设计

第三章 CCVT传动性能测试的台架试验设计

第四章 CCVT传动性能测试的台架试验分析

第五章 CCVT在HEV上的控制规律初步研究

结论与建议

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致 谢

附录1 台架试验原始数据