轿车自动变速器换挡品质研究

摘要

自动变速器(AT)作为车辆传动系统中的重要组成部分，其换挡品质的优劣极大地影响着车辆的行驶性能。车辆换挡是通过自动变速器的摩擦结合元件的接合和分离实现的。在换挡过程中，有级式变速器存在着速比差，传动系的运动状态将发生突变，从而引起车辆冲击，影响乘坐舒适性和结合元件的寿命。
　　 本文首先系统的总结了换挡品质的评价方法和评价指标。分析了自动变速器换挡过程对车辆平顺性、结合元件使用寿命、传动系统动载荷的影响因素，并根据其影响因素，提出改善换挡品质的途径。
　　 其次对行星齿轮变速器运用杠杆模拟法进行分析，建立了行星轮系的动力学方程。在对发动机—变矩器的模型进行适当简化的基础上，建立了自动变速器换挡过程的等效力学模型，并据此模型推导出换挡过程的一般运动方程。依据得到的运动方程，获得换挡前后结合元件各个物理量的状态，并对换挡过程的结合元件的状态、升降档搭接控制进行了分析，获得许多对提高换挡品质有益的控制结论。
　　 接着运用动力学仿真软件SimulationX建立自动变速器动力传动系统的仿真模型，分别对4HP-16自动变速器1-2、2-3、3-4档的升档过程进行了仿真。仿真分析了换挡时序对换挡品质的影响，以及离合器接合时间、发动机节气门开度和整车载质量的变化对换挡冲击度和比滑磨功的影响。通过仿真分析可以得出，在换挡结束前，略微降低节气门开度，可以显著提高换挡品质。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 换挡品质控制

1．2．1 换挡品质控制的目的

1．2．2 换挡品质控制的内容

1．2．3 换挡品质控制的方法

1．3 国内外研究现状

1．4 论文主要研究内容

第2章 自动变速器换挡品质及影响因素

2．1 换挡品质及其评价

2．1．1 换挡平顺性

2．1．2 结合元件使用寿命

2．1．3 传动系统动载荷

2．2 影响换挡品质的因素

2．2．1 换挡时序

2．2．2 惯性能量引起的冲击

2．2．3 离合器摩擦力矩变化

2．3 换挡品质改善途径

2．3．1 从执行机构本身设计改进方面进行控制

2．3．2 从执行机构外部进行控制

2．3．3 从动力传动系进行控制

2．4 本章小结

第3章 基于SimulatonX的动力传动系统建模

3．1 SmulationX软件介绍

3．1．1 SimulationX简介

3．1．2 SimulationX主要模块介绍

3．1．3 SimulationX的基本操作流程

3．2 整车动力传动系统建模

3．2．1 发动机和液力变矩器

3．2．2 4HP-16型自动变速器

3．2．3 车辆模型

3．2．4 整车仿真模型的建立

3．3 本章小结

第4章 自动变速器换挡过程动力学分析

4．1 换挡过程的数学建模

4．1．1 发动机和液力变矩器的数学模型

4．1．2 自动变速器的数学模型

4．1．3 杠杆分析法建立行星变速器动力学模型

4．1．4 自动变速器换挡过程等效力学模型

4．2 换挡过程的运动方程

4．3 换挡前后结合元件的状态

4．4 升档过程运动分析

4．4．1 转矩相运动分析

4．4．2 惯性相运动分析

4．4．3 升档过程控制分析

4．5 降档过程分析

4．5．1 转矩相运动分析

4．5．2 惯性相运动分析

4．5．3 降档过程控制分析

4．6 本章小结

第5章 自动变速器换挡品质影响因素分析

5．1 1-2档换挡时序

5．2 离合器压紧力接合时间变化

5．2．1 1-2升档过程

5．2．2 2-3升档过程

5．2．3 3-4升档过程

5．3 发动机节气门开度变化

5．3．1 1-2升档过程

5．3．2 2-3升档过程

5．3．3 3-4升档过程

5．4 整车载质量变化

5．4．1 1-2升档过程

5．4．2 2-3升档过程

5．4．3 3-4升档过程

5．5 离合器接合时间和节气门开度变化

5．6 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文