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, , , , , ,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,*,电控机械式自动变速器液压换挡执行机构的研究,姓 名：陈 丽 君,导 师：孙 冬 野 教授,专 业：车辆工程,机械传动国家重点实验室,目 录：,1.,课题的研究背景,2.,国内外研究现状及研究意义,3.,研究对象及内容,4.,相关文献的阅读,5.,技术路线,6.,论文章节划分,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,课题的研究背景,目前，使用最多的自动变速器主要有,3,种类型,:,机械式自动变速器,(AMT),、液力自动变速器,(AT),、无级变速器,(CVT),综合比较来看,AMT,既具有了液力自动变速器的优点，又具有结构紧凑、传动效率高，成本低，易于制造等优点，在国内实现工程化方面具有较大优势，被认为是最适合中低档家庭轿车用自动变速器。例如奇瑞,A1,，路宝节油,，,09,威志等都使用了,AMT,手自一体变速器。,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,国内外研究现状,国外：,AMT,从,90,年代中期开始在欧洲市场崛起，,2000,年已开始蔓延到美国和日本，如,Eaton,、,GM,和日本的部分汽车制造厂都开始在这方面投入了产品开发。目前，,AMT,在美国和欧洲已实现了商品化，重型汽车上装配,AMT,的比例正在逐步增加。到,2008,年，欧洲近,50%,的,MT,已被,AMT,取代，部分,AT,市场也被,AMT,占据。因此，近年来世界各重型汽车生产企业都在努力开发新一代的,AMT,产品。,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,国内外研究现状,国内：,我国的,AMT,研制工作起步较晚，目前已开展这方面研究的有上海交大、吉大、重大、北京理工等。其中吉大研究的动态三参数换挡规律，离合器最佳结合规律，离合器起步控制等处于世界先进水平。桑塔纳,2000,型,AMT,样车和南京依维柯轻型客车,AMT,样车均通过了鉴定，这表明我国,AMT,技术的发展已进入到产品化阶段。同时，中国重汽、重庆青山、衡阳顺风以及中国兵器在自主研发,AMT,变速器的领域有了长足的发展，取得了一定的突破。,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,课题的研究意义,换挡执行机构用来完成摘挡、选挡、挂挡的动作，其准确性和可靠性决定了,AMT,能否实现基本的功能，它的结构设计是整个,AMT,性能的基础，在很大程度上决定了,AMT,的硬件性能，也是保证,AMT,具有优良换挡品质的前提。,换挡执行机构目前存在,换挡动作不准确,，,可靠性差,，,无法大规模装车,等问题。因此继续深入研究,AMT,换挡执行机构，具有重要的理论意义和应用价值。,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,液压系统原理图,研究对象,换档执行机构类型,AMT,液压换挡执行机构,电控,-,气动,电控,-,液动,电控,-,电动,AMT,的整体控制结构简图,采用液压换挡方式使变速器结构紧凑，并使换挡迅速、轻便、平稳、无撞击、具有良好的可靠性和安全性能。国外产业化的,AMT,大多是电控液动式。,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,研究内容,换挡执行机构设计,换挡液压系统设计,控制算法的选定,换挡执行机构动态特性仿真分析,液压元件参数设计,参数对系统性能的影响,设计一套,AMT,液压换挡执行机构，以提高换挡品质,研究目的,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,相关文献的阅读,重型车电控机械式自动变速器执行机构的研究与开发,张辉,(,重大,)2007,年硕士学位论文,该文以某重型车辆,12,档手动机械变速器为基础，进行,AMT,系统液压驱动执行机构的开发设计与性能研究。分析了传动系统中离合器，变速器的特性，制定出离合器控制规律，并对换挡力进行了研究，设计出了新型的液压驱动自动操纵机构，进行了,AMT,液压操纵机构的元件计算、选型及系统仿真、分析。,变速器执行机构采用,X-Y,型布置方式,共,4,个液压缸，,3,个液压缸为双作用三位置缸，,R,档缸为弹簧复位式两位置单作用液压缸。,由三位四通电磁阀控制换挡液压缸,由二位三通电磁阀控制倒挡液压缸,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,相关文献的阅读,基于模糊规则的,AMT,换挡执行机构位置的高精度控制,丁然然（上海交大）,2008,年硕士学位论文,AMT,系统液压原理图,换挡执行机构结构图,该文研究的是,AMT,无选挡式液压换挡执行机构，建立了换挡执行机构摘挡过程的动力学方程，并在,matlab/simulink,环境中搭建了机构的动力学模型。,通过实验测试了液压缸活塞不同的位置，电磁阀开启时间和活塞位移之间的对应关系，确定隶属函数和模糊控制规则，构造了模糊控制器，并将模糊控制器嵌入到液压系统中，形成完整的液压控制系统模型，进行了仿真分析。最后进行了静态试验和动态试验，验证了控制算法的有效性。,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,相关文献的阅读,自动机械变速箱液压选换挡操纵机构的改进设计,孟建民、陈慧岩等,机械设计,2009,年第,26,卷第,1,期,滑板选换挡执行机构,选位框,-,换挡框选换挡机构方案,该文在实车试验的基础上，分析了选换挡操纵机构在试验过程中出现的故障,(,选位导板扭曲变形，换挡拨臂弯曲甚至断裂,),，并重新设计了选换挡操纵机构，最终通过仿真计算和台架试验对新机构的可靠性进行了验证。,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,相关文献的阅读,电控机械自动变速器系统换档控制策略研究,雷晓东,(,重大,)2005,年硕士学位论文,自动变速器液压系统设计与动态特性仿真,王书翰等,北京航空航天大学学报,2009,年（第,35,卷）第,7,期,该文设计出了一个全新的自动变速器液压系统，通过理论计算获得各个阀体的具体参数，采用,ITI-,SimulationX,仿真软件建立了自动变速器液压系统动态仿真模型，并对每一个阀体元件的动态特性进行了仿真。,该文得出了基本的动力性和经济性换挡规律，并对其进行了修正。在分析换挡过程的基础上，建立了离合器的控制仿真模型，进行仿真研究和结果分析。针对不同的道路条件和驾驶员意图，对换挡规律做修正，等到修正参数，并对换挡规律进行特殊工况条件的仿真研究和结果分析。最后，设计出了综合控制换挡系统，建立仿真模型，对耦合工况下的换挡综合控制进行仿真研究和结果分析。,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,相关文献的阅读,Modelling,of an automated manual transmission system,Gianluca,Lucente,etc.,Mechatronics,17(2007)73-91,该文章建立了动力传动系统模型，并对液压缸、压力控制阀进行结构参数设计。根据理论计算和实验数据，可以对模型参数进行确定。然后又建立了离合器执行机构模型和变速器轴的模型。文章最后基于一辆商务车进行了试验验证，表明在换挡过程中，所建模型能够较好地反应执行机构的动作和动力系统的主要特征。,Gearshift,Cotrol,for Automated Manual Transmissions,Luigi,Glielmo,etc. IEEE 2006 Vol.11,该文章提出了一种,AMT,控制策略，根据,AMT,五个不同的阶段设计了换挡控制器。基于一中型汽油车实验数据，利用,Matlab,工具对传动系统模型，干式离合器模型，控制执行器的模型进行仿真分析，验证了所设计的换挡控制器的可行性。,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,相关文献的阅读,重型车辆,AMT,换挡过程控制方法研究,王洪亮等,汽车工程,2009,年,(,第,31,卷,),第,6,期,目前所查阅的文献大多是基于换挡规律、执行机构等方面，今后将适当扩大范围，继续学习其他相关的知识，充实液压方面知识。,该文在分析了同步器式机械变速器换挡过程的基础上，结合电控液压式,AMT,换挡操纵机构的工作原理，提出换挡过程的控制策略。它基于对液压系统的高速开关电磁阀的脉宽调制控制，实现了换挡过程的准确控制。通过台架试验，得到了电磁阀控制占空比与换挡力的关系。最后通过实车试验，证实了换挡控制策略的实用性。,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,技术路线,换挡规律的制定,换挡过程仿真与分析,换挡执行机构结构参数设计及系统建模,换挡执行机构动态特性仿真与分析,执行机构换挡过程的受力特性分析,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,论文章节划分,第,1,章 绪论,第,2,章 换挡力及换挡规律的确定,第,3,章 换挡执行机构设计,第,4,章 换挡执行机构液压控制系统设计,第,5,章 换挡执行机构系统建模及动态特性仿真,第,6,章 结论,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,The end,Thank you!,2009-12-19,机械传动国家重点实验室,
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