金属带式无级传动的仿真研究.pptVIP

* 何晓春等，金属带式无级变速传动的动力学计算[J]，湖北汽车工业学学报，2000.3 14-19 [20]杨亚联.金属带无级自动变速传动的关键问题研究.2002年，重庆大学. 金属带式无级传动的仿真研究 研究意义 研究CVT的各参数对系统运动状态的影响。 可作为独立的CVT模块应用到整车模型中去。 通过对研究结果的分析可实现CVT与整车性能的优化匹配。 课题内容 广泛收集相关资料，掌握国内外当前研究发展的现状。 对CVT传动的主要部件进行动力学分析。 建立CVT传动的计算机模型。 对计算机模型进行仿真分析。 CVT传动系统的动力学方程 式中： ——CVT传递的转矩 ——发动机转矩 ——汽车行驶阻力等效到被动轮上的阻力矩 ——主、从动轮等效转动惯量 ——CVT传动比 ——主、从动轮的阻尼系数 ——主、从动轴的刚度 ——主、从动轮的转动角速度 CVT传动系统的动力学方程 简化后的动力学方程 只考虑从动轮的运动状态 忽略刚度K对系统的影响 令Tc=Te 滑移率δ 由于CVT在传动过程中主动带轮上出现了金属块之间的传动间隙，从而导致钢带的滑移。理论速比与实际速比的百分误差就是滑移率。 式中： ——滑移率 ——理论传动比 ——实际传动比 CVT传动的计算机模型 传动比模块 上图中的Subsystem是传动比模块，其具体结构如图： CVT传动的计算机模型 将输入与输出之间的部分合成一个CVT模块，这样在建立整车模型时可以方便的直接调用。 参数 Tc=150； 发动机输出转矩 i=1.5； 理论传动比 delta=0.07；滑移率 Tr=50； 阻力矩 C=0.5； 从动轮阻尼系数 I=9.43； 从动轮折算转动惯量[11] 仿真结构及其分析 右图分别是给定参数后得到的输出加速度和转速的曲线。加速度的曲线是逐渐降低的，转速则相反，二者最终都达到一稳定值。从图中我们可以看出，随着转速的上升，阻尼对整个系统的阻力转矩逐渐增加，最终输入转矩和阻力矩达到平衡，从而使加速度减为0，转速也同时达到了最大值。 阻尼系数对系统的影响 右图是不同阻尼系数对系统影响的曲线。随着阻尼系数的增大，加速度曲线的斜率也越来越大，即加速度减小的越来越快，最终所有曲线将趋于0。对于转速而言，最高转速的大小与阻尼的大小是呈反比关系的，阻尼越大CVT所能达到的最高输出转速就会越小。同时，也可以看出，在不同的阻尼条件下，CVT达到某一输出转速时，阻尼大的所需花费的时间就要长，即响应时间要长。 阻力矩的变化对系统的影响 右图分别为产生阶跃变化的阻力矩以及在它影响下的输出加速度和转速的曲线。当发生阶跃变化时，加速度发生一个陡降，这是因为我们的模型没有考虑到系统的刚度的缘故。由于此时CVT的输出转速不可能迅速降低，因此阻尼作用在系统上的阻力矩依然很大，由于总的阻力矩的大小在此时超过了输入转矩，因此系统产生了一个负的加速度。在随后的运行过程中，加速度依然会逐渐趋于0。 转速则是先受到正的加速的影响而增大，后受到负的加速度影响而减小，最终达到一个稳定值。 转动惯量对系统的影响 右图是转动惯量对系统影响的曲线。从中看出，转动惯量越小，响应时间越快。同时，它也影响到了初始加速度的最大值，较小的转动惯量对应较大的初始加速度。从转速曲线中看出，转动惯量并不影响输出转速的最大值。 滑移率对系统的影响 右图是滑移率对系统影响的对比曲线。滑移率越小，加速度的起始值就越大，随着滑移率的增大，加速度随时间降低得越慢，但差距并不是很大。对于转速而言，滑移率不仅影响到了转速的响应时间，而且对CVT的最大输出转速也有一定的影响。滑移率越大转速的最大值越小。 谢 谢！ 滑移率 CVT传动滑移试验研究。由于金属带CVT实质上是一种摩擦传动，钢带与带轮之间必然存在着传动滑移，而传动滑移率大小是判断CVT传动是否发生宏观打滑、判断传动是否失效的重要参数。 实验结果：CVT传动滑移随输入转速增加而增加，随带轮加紧力增加而减少，随输入转矩增加而增加。 金属块之间的传动间隙 图表 传动效率 金属带无级变速器在正常工作状态下(转矩比r > 0.4) ，其传动效率在90 %～94 %之间变化，作为设计依据，取值为