锥环式无级变速器驻车锁止机构仿真及试验研究

摘要

相较于传统手动变速器，自动变速器操作简便、驾驶强度低、换挡平顺、乘坐舒适，随着技术的发展及人们消费水平的提高，自动变速器接受程度及整车装载量均得到大幅度提升。自动变速器工作原理及机械结构与手动变速器相比有较大的差别，自动变速器内部设计了驻车锁止机构，即对应自动变速器的P挡。驾驶员操作变速杆挂至P挡后，驻车锁止机构锁死变速器输出轴，从而确保车辆长时间稳定停靠，避免溜坡等危险情况的发生。目前，国内外与驻车锁止机构研究相关的文章较为少见。本文针对锥环式无级变速器的驻车锁止机构，基于有限元法及多体动力学理论，利用Hypermesh、ANSYS和ADAMS建立驻车锁止机构的刚柔耦合模型，对机构性能进行仿真分析，并进行驻车锁止机构性能试验。　　首先，对驻车锁止机构组成及工作原理进行阐述，对不同驻车锁止机构进行分类，根据机构功能要求，提出机构设计准则。根据机构性能要求，探究驻车锁止机构临界驻车速度、挡位稳定性、防异常驻车性能及驻车棘爪自动弹出性能等计算方法。　　其次，根据机构设计准则及相关计算，利用Pro/E软件设计驻车锁止机构各零件三维模型并组建装配体模型。基于多体动力学理论和有限元法，利用ADAMS软件及Hypermesh软件构建驻车锁止机构刚柔耦合模型。基于冲击函数法，对模型中接触参数进行整定。利用所建模型进行仿真分析，得到临界驻车速度、输出轴所受冲击转矩及车辆上下坡时的摘挡力矩。　　根据机构性能要求，选取临界驻车速度和驻车时间为性能评价指标，对可能影响机构性能的参数进行识别。修改识别出的相关参数，重新生成机构三维装配模型。在上述仿真模型的基础上，重新导入新的装配模型并生成相应的刚柔耦合动力学仿真模型。对模型进行仿真分析，获得不同参数下临界驻车速度及驻车时间。　　最后，根据车辆实际驻车过程，确定驻车锁止机构性能试验方法，设计驻车锁止机构性能试验系统，进行驻车锁止机构性能试验，得到机构临界驻车速度及转矩。仿真结果曲线与试验结果曲线趋势相同，验证了本文使用的建模方法的可行性，且所建模型有一定的工程实用价值。

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