金属带式无级变速器汽车建模与性能评价

摘要

汽车已经成为现代文明社会重要的组成部分，人们对汽车的各项性能也提出了更高的要求，特别是经济性和动力性方面。现在为了提高汽车的这些性能，人们尝试了多项努力。本文就是在这背景下完成的。坚持以原有的传动系统结构，采用新型的金属带式无级变速器(CVT)替代原有的有级变速装置。 金属带式无级变速器(CVT)作为汽车理想的变速传动装置，具有广阔的发展前景和市场空间，与目前应用较广的自动变速器(AT)相比，其性能优良、结构简单、可以实现汽车的无级变速。通过合理地控制无级变速器，可以使汽车按驾驶员的意图在汽车的行驶阻力和发动机输出功率之间自动实现动态最佳匹配，把汽车的经济性、动力性发挥到极限状态。金属带式无级变速器越来越受到人们的重视并且获得了较快的发展，世界上主要的汽车厂商也都在进行无级变速器的研发工作。进行计算机建模仿真和进行变速器室内台架试验已经是被公认为的最有效的研究方法。 鉴于此，本文旨在建立一个比较完善的计算机仿真系统，该系统可以随着改变车型参数和发动机参数进行不同车型的仿真研究，并且在整车模型的基础上还加上了性能评价系统，可以初步评价装配金属带式无级变速器的汽车的动力性和经济性，文章的最后介绍了针对无级变速器的台架试验，从而验证模型的正确性和速比控制方法的准确性。 本文的课题来源是湖南省科技计划重点项目(05GK2007)，由湖南江麓容大车辆传动有限公司承接的“车用无级变速器(CVT)电液控制系统”项目。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第1章绪论

1.1前言

1.2无级变速器的发展状况及发展趋势

1.2.1无级变速器的发展状况

1.2.2无级变速器的发展趋势

1.3论文主要研究内容

第2章金属带式无级变速器基本结构和工作原理

2.1金属带式无级变速器的结构

2.2金属带式无级变速器的工作原理

2.3金属带式无级变速器的控制技术

2.3.1 CVT夹紧力控制

2.3.2起步离合器控制

2.3.3 CVT速比控制

2.4金属带式无级变速器的速比控制原理

2.4.1无级变速传动系统的匹配策略

2.4.2无级变速传动系统的目标速比跟踪

2.5金属带式无级变速器的速比变化率

2.6速比PID控制器设计

2.6.1 PID控制原理

2.6.2速比变化率PID控制算法

2.6.3位置式PID控制算法的改进

2.6.4 PID控制算法的参数整定

2.7本章小结

第3章发动机特性模型

3.1发动机试验原始数据

3.2发动机输出转矩的数值模型

3.3发动机功率、油耗的数值模型

3.4发动机的万有特性图

3.5发动机转速调节特性曲线

3.6本章小结

第4章金属带式无级变速汽车建模

4.1发动机的仿真建模

4.2 CVT-传动系仿真建模

4.2.1无级变速器(CVT)

4.2.2汽车驱动轴

4.2.3车轮

4.2.4整车模型

4.2.5 CVT-传动系仿真模型

4.3驾驶员操作模块

4.4速比变化率的控制模块

4.5金属带式无级变速汽车仿真模型

4.6 CVT速比PID控制参数分析

4.6.1采用合适的PID控制参数时的速比控制分析

4.6.2采用较小的KP参数时的速比控制分析

4.6.3采用较大的KI参数时的速比控制分析

4.6.4采用较大的KD参数时的速比控制分析

4.7本章小结

第5章整车动力性、经济性评价系统设计

5.1汽车动力性、经济性指标

5.1.1汽车的动力性指标

5.1.2汽车的经济性指标

5.2整车动力性评价系统设计

5.2.1整车动力性评价模型

5.2.2模型分析

5.2.3仿真结果分析

5.3整车经济性评价系统设计

5.3.1整车经济性评价模型

5.3.2仿真模型分析

5.3.3速度反馈控制模块分析

5.3.4仿真结果分析

5.4本章小结

第6章金属带式无级变速器台架试验

6.1无级变速器台架试验的试验台系统介绍

6.1.1动力总成系统

6.1.2加载系统

6.1.3测控系统

6.1.4辅助系统

6.2无级变速器测控的试验台软件实现

6.3无级变速器控制试验

6.3.1速比跟踪试验

6.3.2起步工况试验

6.3.3减速工况试验

6.4本章小结

结论

参考文献

附录

致谢