529 液壓機械傳動變速箱開式試驗臺（有cad圖）,529,液壓機械傳動變速箱開式試驗臺（有cad圖）,液壓,機械傳動,變速箱,試驗臺,cad 液壓機械傳動變速箱開式試驗臺 摘　要 液壓機械傳動變速箱是一種新型變速箱，它可通過機械流和液壓流共同作用進行無級變速。目前它在很多拖拉機上得到了廣泛的應(yīng)用，大大地提高了車輛的整車性能、然油經(jīng)濟性等。目前，國內(nèi)汽車變速箱試驗臺很多還是傳統(tǒng)式的，自動化程度較低，由于液壓機械傳動變速箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修技術(shù)要求高，僅靠傳統(tǒng)的維修方法很難保證維修質(zhì)量，需要適應(yīng)維修企業(yè)使用的新型變速器維修檢測設(shè)備，以提高液壓機械傳動變速箱的維修質(zhì)量，保證它的性能。 本課題針對此變速箱設(shè)計出一種適應(yīng)維修企業(yè)使用的新型變速箱試驗臺－液壓機械傳動變速箱開式試驗臺。它可給新型變速箱提供動力，模擬變速器在汽車上的輸入工況；可對變速器加載，檢測汽車加速性能；可對新型變速箱的傳動效率、換檔規(guī)律以及液壓機械雙流分流比等性能進行檢測，使變速箱的綜合性能得到充分發(fā)揮，從而提高汽車整車性能。 關(guān)鍵詞 變速箱，試驗臺，機械流，液壓流 Opening type experimental platform of mechanical drive gearbox and the hydraulic pressure ABSTRACT The mechanical drive gearbox of the hydraulic pressure is a kind of new-type gearbox, it can flow through machinery and the hydraulic pressure flow and act on and carry on the infinitely variable speeds together. It is widely used on a lot of tractors at present, improve completed car performance of the vehicle , right oil economy ,etc. greatly . At present, domestic automobile gearbox test a lot platform or traditional type, automatic degree relatively low, because the hydraulic pressure mechanical drive gearbox structure is complicated, maintain technology to expect much, only very difficult by the traditional maintenance method to guarantee to maintain quality , need adapting to the new-type gear box that the maintenance company uses and maintaining the checkout equipment , in order to improve the maintenance quality of the mechanical drive gearbox of the hydraulic pressure , guarantee its performance . This subject designs the new-type experimental platform of gearbox that a kind of adaptation maintenance company uses to this gearbox - Opening type experimental platform of mechanical drive gearbox of the hydraulic pressure. It can provide motive force , the introduction operating mode on the automobile of gear box of simulation for new-type gearbox ; Can load the gear box , measure the automobile and accelerate performance ; Can change double-current the shelf law and hydraulic pressure machinery to shunt to measure more than ,etc. performance , to the transmission efficiency of the new-type gearbox , make the comprehensive performance of the gearbox given full play to, thus improve the completed car performance of the automobile. Keywords: gearbox, test bed, machinery flows, the hydraulic pressure flows 目　錄 前言………………………………………………………………………….…… 4 第一章　變速器試驗臺總論…………………………………………………..…6 §1.1　開式試驗臺……………………………………………………………6 §1.2　閉式試驗臺……………………………………………………………8 第二章　總體方案設(shè)計…………………………………………………………. 8 §2.1　設(shè)計內(nèi)容及要求………………………………………………………8 §2.2　變速器試驗臺的基本功能……………………………………………8 §2.3　變速器試驗臺基本方案………………………………………………8 §2.4　試驗臺各組件的選擇…………………………………………………9 第三章　升速箱設(shè)計及計算……………………………………………………13 §3.1　齒輪基本參數(shù)……………………………………… ……………….13 §3.2　齒輪齒數(shù)分配………………………………………………………. 13 §3.3　齒輪強度計算………………………………………………………. 13 §3.4　軸的強度計算………………………………………………….…… 15 §3.5　軸承的壽命計算……………………………………………………. 19 總　結(jié)……………………………………………………………………………21 參考文獻…………………………………………………………………………22 致　謝……………………………………………………………………………23 前 言 拖拉機在農(nóng)田作業(yè)，農(nóng)田基本建設(shè)，農(nóng)業(yè)運輸以及在抽水、脫粒、農(nóng)產(chǎn)品加工等固定作業(yè)中用途十分廣泛。因此，拖拉機技術(shù)的發(fā)展對全面實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化起著至關(guān)重要的作用。目前液壓機械無級變速箱廣泛應(yīng)用在拖拉機上，是實現(xiàn)拖拉機性能的關(guān)鍵部分。液壓機械無級變速傳動以液壓機械式無級自動變速器(HMT)為主，主要由多檔自動變速器、液壓變量泵和定量馬達構(gòu)成的液壓變速裝置、將機械和液壓動力合成的行星齒輪機構(gòu)三部分構(gòu)成。液壓機械傳動是一種液壓功率流與機械功率流并聯(lián)的新型傳動形式，通過機械傳動實現(xiàn)傳動高效率，通過液壓傳動與機械傳動相結(jié)合實現(xiàn)機械傳動無級變速。與傳統(tǒng)的機械式變速器相比，液壓機械式無級自動變速器有以下特點：① 能自動適應(yīng)負荷和行駛阻力的變化，實現(xiàn)無級變速，保證發(fā)動機工作在最佳工作點，有利于提高拖拉機動力性、燃油經(jīng)濟性和工作效率。② 以液體為傳力介質(zhì)，大大減輕傳動系動載，易防止發(fā)動機超載和熄火，可提高有關(guān)零部件的壽命，對工作條件惡劣的農(nóng)業(yè)機械和工程機械尤為重要。③行駛平穩(wěn)，能吸收衰減振動，減少沖擊和噪聲，提高乘坐舒適性。④能以很低的車速穩(wěn)定行駛，可提高壞路上的通過性和低速作業(yè)質(zhì)量。⑤操作輕便，便于實現(xiàn)換檔自動化，降低駕駛員勞動強度。⑥體積小，重量輕，慣性小，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省材料，易于布置。 液壓機械無級變速器性能優(yōu)越自上世紀(jì)60年代就已開始被應(yīng)用在軍用坦克和裝甲車上，至今已有四十年的歷史，技術(shù)逐漸健全，性能更加優(yōu)越，已被廣泛的應(yīng)用在各種車輛上，尤其是在拖拉機上。無級變速器是實現(xiàn)拖拉機性能的關(guān)鍵部分，不僅決定拖拉機的動力性和燃油經(jīng)濟性，而且決定作業(yè)效率。因此無級變速器性能的好壞影響著整車性能，對無級變速器性能的研究與檢測是非常必要的。 本課題針對這種情況設(shè)計一液壓機械傳動變速箱開式試驗臺，該試驗臺主要用于拖拉機、工程機械和汽車等行星傳動效率、扭矩、轉(zhuǎn)速測量。它可以對各種自動變速箱、液壓機械雙功率流傳動等新型傳動的性能進行測試，探索其牽引性能、傳動效率、換檔規(guī)律、功率分流比，為我國的拖拉機、工程機械、汽車的新技術(shù)改造提供強有力的技術(shù)設(shè)備支撐。 目前，日本等研制出了世界上最先進的液壓機械傳動變速箱，并率先將其應(yīng)用到推土機、裝載機等工程機械和履帶拖拉機上；中國一拖集團公司也已開始將這些新型傳動試用到大功率履帶拖拉機上?？梢灶A(yù)見，液壓機械無級變速器在現(xiàn)代汽車、拖拉機上有著廣闊的應(yīng)用前景。中國一拖集團在實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)機械化和現(xiàn)代化的進程中一直發(fā)揮著非常重要的作用，是拖拉機行業(yè)技術(shù)進步和技術(shù)改造的排頭兵。如目前試制的1302R橡膠履帶拖拉機即采用了近幾年剛剛出現(xiàn)的機械液壓雙流傳動裝置。河南科技大學(xué)同中國一拖集團毗鄰，長期以來有著良好的合作，目前正合作研究履帶拖拉機自動變速器。所以，變速器試驗臺的研制，將為汽車拖拉機的新技術(shù)改造提供試驗平臺，有力推動農(nóng)業(yè)機械行業(yè)和學(xué)?？蒲兴降奶岣?。 第一章　變速器試驗臺總論 目前，國內(nèi)外做了很多試驗臺，常見的變速器試驗臺一般都由驅(qū)動裝置、加載裝置、測量裝置，被試裝置等四部分組成，其基本組成見圖1-1。試驗動力由驅(qū)動裝置發(fā)出，經(jīng)測量裝置、被試裝置傳遞到加載裝置。測量裝置用來測量出動力傳遞過程中的一些基本機械參量，主要有轉(zhuǎn)速、扭矩，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后可得到系統(tǒng)的功率、效率等。通常用作驅(qū)動裝置的有發(fā)動機、電動機等；用作測量裝置的為轉(zhuǎn)速-扭矩傳感器；用作加載裝置的有齒輪箱、發(fā)電機、液壓缸、磁粉制動器、電渦流測功機等。 圖1-1 傳動試驗臺的基本構(gòu)成 機械傳動試驗臺從工作原理上可以分為開放功率流式試驗臺和封閉功率流式試驗臺。下面分別對它們的組成及特點作簡要介紹。 　　　　　　 1.1　開式試驗臺　　 開式試驗臺結(jié)構(gòu)簡單開式試驗臺組成原理如圖1-2所示。試驗臺的輸入功率由原動機提供，經(jīng)過被試裝置傳遞至負載裝置。負載裝置采用耗能部件，如磁粉制動器、電渦流測功機、直流電機或電力測功機、水力測功機等，傳遞到負載裝置的功率被負載裝置完全消耗掉，同時給被試裝置施加了載荷。由于整個試驗臺的功率流向未形成回路，故稱其為開放功率流式簡稱開式試驗臺。 圖1-2 開式試驗臺組成原理圖 開式試驗臺的主要優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單、制造安裝方便、加載穩(wěn)定可靠、能夠方便地進行不同功率和各種形式的被試裝置的測試試驗，但是，由于功率流開放使得動力消耗大，造成能量的巨大浪費，試驗費用較高，這類試驗大多用于非長期運轉(zhuǎn)的試驗。 1.2 閉式試驗臺 閉式試驗臺根據(jù)能量循環(huán)形式可分為電封閉式試驗臺（如圖1-3所示）和機械封閉式試驗臺（如圖1-4所示）兩種：電封閉式試驗臺機械部分與開式試驗臺相似，但其負載裝置必須是電機，即負載電機成為發(fā)電機，所發(fā)電流經(jīng)過控制系統(tǒng)反饋到驅(qū)動電機或輸入電網(wǎng)，以達到能量循環(huán)的目的（所謂“閉式”即是指功率或能量封閉循環(huán)）。電封閉式試驗臺從原動機發(fā)出的功率可以部分地反饋回原動機，既達到了加載的目的，又實現(xiàn)了節(jié)能。機械封閉式試驗臺的能量主要在傳動箱、陪試裝置、被試裝置、加載裝置之間流動，原動機所消耗的功率主要用于克服系統(tǒng)中摩擦損失所消耗的功。該種形式的試驗臺是目前國內(nèi)汽車變速器及驅(qū)動橋齒輪實驗中應(yīng)用最多的試臺。 圖1-3電封閉式試驗臺組成原理圖 圖1-4 機械封閉式試驗臺基本組成 封閉功率流式試驗臺除了具有開放功率流式的優(yōu)點外，還具有節(jié)能的優(yōu)點，節(jié)能效果可達50%左右，因而它適用于較大功率的被試裝置進行長期的運轉(zhuǎn)試驗。 第二章　總體方案設(shè)計 2.1　設(shè)計內(nèi)容及要求 設(shè)計一液壓機械傳動變速箱開式試驗臺，使它能夠滿足對車輛整車性能、然油經(jīng)濟性、以及變速器的傳動效率、換檔規(guī)律、液壓機械雙流分流比的試驗研究。其中功率吸收裝置為電渦流測功機，其他組件在符合設(shè)計要求的前提下由自己選擇確定。 2.2　變速器試驗臺的基本功能 設(shè)計的試驗臺主要用于檢測拖拉機上的機械液壓無級變速器試驗臺能給變速器提供動力，模擬變速器在拖拉機上的輸入工況；能給變速器加載；能模擬車輛在實際行駛過程中的動態(tài)加速阻力；能檢測汽車拖拉機然油經(jīng)濟性；能測變速器傳動效率、換檔規(guī)律性和液壓機械雙功率流分流比；為診斷變速器故障提供參考數(shù)據(jù)。要求具有有一定的通用性，可以檢測不同型號的敗訴企，同時注意制造成本不宜過高。 2.3　變速器試驗臺基本方案 試驗臺主要由原動機、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、被試變速箱、升速箱、加載裝置、聯(lián)軸器、慣性飛輪組，信號采集與控制系統(tǒng)，本試驗臺組成形式采用框架式組合結(jié)構(gòu)，其試驗范圍具有很強的可伸縮性，試驗范圍較寬。圖中的被測變速器用支架固定在地面上，在動力源與變速器之間，安裝扭矩轉(zhuǎn)速傳感器1，該傳感器用于測量發(fā)動機輸出功率隨負載的變化而變化的情況,為變速器的輸入功率；變速器后面安裝扭矩轉(zhuǎn)速傳感器2，用于測量變速器輸出功率隨負載的變化而變化的情況；升速箱裝在變速器與加載裝置之間，以保證動力源輸出的功率全部被加載裝置吸收；在變速器上的變量泵之前安裝一個轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，從而可以測試變速器液壓功率分流比；慣性飛輪組連接在試驗臺的末端，用以模擬輛在實際行駛過程中的動態(tài)加速阻力；該試驗臺沒有制動器，原地制動，只限于單種工況。信號采集與控制系統(tǒng)在次不作介紹。 2.4 　試驗臺各組件的選擇 2.4.1　動力源選擇 開式試驗臺動力源用直流電動或發(fā)動機。 直流電動機機械特性硬，調(diào)速性能好，調(diào)速控制方便易實現(xiàn)，是一種較好的動力驅(qū)動源，但直流電機啟動電流較大，無專用供電設(shè)備會造成電網(wǎng)電壓的極大波動，影響其它用電設(shè)備的正常運行，有專用供電設(shè)備則需較大的經(jīng)濟投入。電動機對車輛原動機的運行只能是近似的模擬，不可能對具有機械特性的發(fā)動機狀態(tài)完全實現(xiàn)；發(fā)動機能夠直接將要與原變速器配套使用的單片機等控制系統(tǒng)用于變速傳動系統(tǒng)的性能測試；能夠準(zhǔn)確的模擬無級自動變速器在車上的真實使用工況；發(fā)動機的輸入轉(zhuǎn)矩，功率等隨轉(zhuǎn)速變化的特性同無級自動變速器實際在車上的特性相吻合，測試結(jié)果準(zhǔn)確?？傊l(fā)動機工作狀態(tài)的變化較電動機更能接近實際。但發(fā)動機本身的工作狀態(tài)將對整個測試系統(tǒng)的測試精度及測試的可重復(fù)性帶來極大的影響，發(fā)動機本身較電動機的可控性較差，噪聲高，對環(huán)境污染嚴重。 為了能更好地完成變速器的各種試驗，并綜合考慮經(jīng)濟及其它方面的條件，可以選用原履帶拖拉機的發(fā)動機，從而完成變速器的扭矩傳遞及全面特性的測試。發(fā)動機即選用東方紅1302R的變速器，型號為LR610ZT8，額定轉(zhuǎn)速2300rpm，對應(yīng)額定功率為106KW。 被試變速器額定功率為106KW，轉(zhuǎn)速在3～30Km/h，最大傳動比為6.91，最小傳動比為0.73。 額定功率下變速器最大輸出轉(zhuǎn)矩為: 2.4.2　加載裝置 設(shè)計內(nèi)容要求加載裝置為電渦流測功機。電渦流測功機控制容易，控制精度較高，為模擬車輛運行工況，在測功機和傳動裝置之間必須增加變速變扭裝置，電渦流測功機作為吸功設(shè)備，缺點是將機械能轉(zhuǎn)化為熱能而散失，對能源的浪費較大。電渦流測功機選DW160，主要性能指標(biāo)如下： 型號 額定吸收功率kw 額定扭矩N.m 最高轉(zhuǎn)速r/min 額定扭矩轉(zhuǎn)速范圍r/min DW160 160 160 6500 2000～2800 2.4.3　升速箱 2.4.4　慣性飛輪組 2.4.5　扭矩轉(zhuǎn)速傳感器 扭矩傳感器主要工作性能指標(biāo)包括：扭矩測量量程、工作轉(zhuǎn)速范圍、精度等級、靈敏度、重復(fù)性、線性、動態(tài)特性、過零特性、工作壽命、安裝及環(huán)境適應(yīng)性、抗干擾能力、外型尺寸、重量等。 扭矩轉(zhuǎn)速傳感器的選取根據(jù)扭矩和轉(zhuǎn)速的大小。發(fā)動機額定功率為106kw，額定轉(zhuǎn)速2300r/min，由2.4.1中的計算可M1max=491Nm,M2max=3487.5Nm, 最大轉(zhuǎn)速n1=2300r/min,n2=3150r/min,傳感器型號為誠邦科技生產(chǎn)的　NJ2；M3max=41,n3=4000r/min,傳感器型號為誠邦科技生產(chǎn)的NJG2。 第三章　升速箱設(shè)計及計算 3.1　齒輪基本參數(shù) 模數(shù)　由于整個傳動過程中，承受的扭矩比較大，經(jīng)考慮，模數(shù)取5，并選為直齒輪 壓力角a　壓力角取a＝20° 齒寬b　b=km，k取7.2，則b=36 3.2　齒輪齒數(shù)分配 3.3　齒輪強度計算 1)　齒輪1、2 1.彎曲疲勞強度 2.接觸疲勞強度 符合要求 2）　齒輪3、4 1.彎曲疲勞強度 2.接觸疲勞強度 符合要求 3）　齒輪5、6 1.彎曲疲勞強度 2.接觸疲勞強度 符合要求 3.4　軸的強度計算 1)　軸1 2)　軸2 3）　軸3 3.5　軸承的壽命計算 1)　軸承1 7214c d=70 D=125 B=24 a=22.4 c=56 c0=49.2 α=15° 滿足要求 2)　軸承2 7212c d=60 D=110 B=22 c=44.8 c0=37.8 α=15° 滿足要求 3)　軸承3 7212c 參數(shù)同2) 滿足要求 總　結(jié) 此次的設(shè)計任務(wù)液壓機械傳動變速箱開式試驗臺。該試驗臺主要用于拖拉機、工程機械和汽車等行星傳動效率、扭矩、轉(zhuǎn)速測量。它可以對各種自動變速箱、液壓機械雙功率流傳動等新型傳動的性能進行測試，探索其牽引性能、傳動效率、換檔規(guī)律、功率分流比，為我國的拖拉機、工程機械、汽車的新技術(shù)改造提供強有力的技術(shù)設(shè)備支撐。 對于我們即將要畢業(yè)的大學(xué)生來說，應(yīng)從最基本的設(shè)計做起。因此這次設(shè)計的主要目的就是理解和學(xué)習(xí)機新型變速箱試驗臺的一般設(shè)計理念和思路，為將來的學(xué)習(xí)和工作打好基礎(chǔ)。本次設(shè)計的變速箱試驗臺的主要特點是：操作簡便、工況單一、原地制動、外型尺寸大、消耗功率大。由于現(xiàn)有新型變速器試驗臺技術(shù)還不太成熟和自己能力的有限，本次畢業(yè)設(shè)計在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上沒有大的突破，只能在同類設(shè)計的基礎(chǔ)上進行小的修改。所以本次的設(shè)計只能是對一般設(shè)計過程和思路的熟悉；沒有太多的創(chuàng)新是這次設(shè)計的遺憾。 經(jīng)過這次的設(shè)計，自己的收獲也很多，不僅提高了自己的獨立思考和解決問題的能力，還掌握了許多獲得知識的途徑。這些寶貴的經(jīng)驗將對我在將來的學(xué)習(xí)和工作中起到了很大的幫助。也正是通過這次設(shè)計，才讓我認識到了自己知識的局限性，才明白只學(xué)習(xí)書本上的理論知識，沒有實際的應(yīng)用，不到實際的生產(chǎn)中去實踐，是不行的。這個對自己以后的工作會有很大的幫助。 參考文獻 [1]、郁錄平 工程機械地盤設(shè)計 人民交通出版社　 [2]、 廣西機械（2000） 廣西機械出版社 [3]、張興?！? 工程機械地盤構(gòu)造與設(shè)計 同濟大學(xué) [4]、吳宗澤 　機械設(shè)計實用手冊 　 化學(xué)工業(yè)出版社 [5]、 機械設(shè)計手冊 　 機械工業(yè)出版社 [6]、 拖拉機理論 　 中國農(nóng)業(yè)出版社 [7]、萬茂松 汽車自動變速器試驗臺的設(shè)計 　 南京林業(yè)大學(xué)機電學(xué)院 [8]、陳家瑞 汽車構(gòu)造（下冊） 　 機械工業(yè)出版社 [9]、王昆 機械設(shè)計基礎(chǔ) 　　 高等教育出版社 [10]、朱冬梅，胥北瀾. 畫法幾何及機械制圖 高等教育出版社 [11]、廖軍 汽車變速器系統(tǒng)綜合試驗臺的分析 廣西汽車拖拉機研究所 [12]、洛陽拖拉機研究所主編 拖拉機設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 [13]、 　 重慶大學(xué)學(xué)報（2000） 重慶大學(xué)出版社 [14]、王望予. 汽車設(shè)計（第4版） 機械工業(yè)出版社 [15]、濮良貴，紀(jì)名剛. 機械設(shè)計 高等教育出版社 致　謝 在四年的大學(xué)生活中，畢業(yè)設(shè)計無疑是對我最全面的考驗和檢驗，這次畢業(yè)設(shè)計在我四年大學(xué)學(xué)習(xí)生涯的重要性不言而喻。它無疑是對我四年所學(xué)知識和技能的一次綜合大檢閱。在這100多天的畢業(yè)設(shè)計工程中，顯然會遇到這樣那樣的困難和問題。張文春老師、曹青梅老師給予了我許多無私幫助和耐心指導(dǎo)，還不厭其煩的給我講解。我們組的張老師不僅給我們介紹了很多參考書，還為我們提供資料，曹老師通過郵箱發(fā)給了我們大量資料，并且?guī)覀內(nèi)ボ囇兴礄C械事物，在整個我們畢業(yè)設(shè)計過程中，他們嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、無私的奉獻精神、淵博的學(xué)識無一不深深的影響著我。 同時在設(shè)計過程中還得到了同學(xué)們的熱心幫助，這個也在我本次設(shè)計中起很大的作用，有時候一個問題想不通了，碰到難題了，大家商量一下，通過討論，讓自己又學(xué)到了很多東西。 在此向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示我最衷心和誠摯的感謝?。?！ 對自動變速器換檔規(guī)律提高汽車性能的研究 摘要 從節(jié)能角度出發(fā)為自動變速器提出了一種全新的換檔規(guī)律。自動換檔臺架試驗采用了此換檔規(guī)律，并在自動變速器的試驗臺上完成，試驗結(jié)果驗證了換檔規(guī)律的正確性，該換檔規(guī)律的研究結(jié)果豐富了車輛自動操作理論，提高工程車輛液力機械傳動系統(tǒng)的傳動效率，節(jié)能資源具有知道意義和應(yīng)用價值。 關(guān)鍵詞：　工程車輛　自動變速器　換檔規(guī)律　節(jié)能 引言 近些年來，國外全新裝載機已廣泛使用了自動變速器，這種全新機構(gòu)和技術(shù)的使用量在完善整個機械的性能，提高機械的自動化和智能化水平，這便其操作迅速，節(jié)能資源，為了提高工程車輛的自動化水平及其在世界上的競爭力，使用了多檔位變速器及電子控制技術(shù)，提高了工車輛傳動系統(tǒng)的傳動效率，實現(xiàn)了節(jié)能。 工程車輛的運作特點如速度低，負載重，負載改變劇烈，這是不同于汽車運作狀況的，因此，工程車輛不能使用汽車上的鎖止離合器解決變速器在低效區(qū)范圍內(nèi)工作的問題。改進后的這種傳動反案需要導(dǎo)求一種換檔規(guī)律使其根據(jù)動載荷情況確定當(dāng)前的檔位，以保證變矩器在高效區(qū)范圍內(nèi)工作，這就是檔位判定的問題了。 1.換檔規(guī)律 1.1　檔位判定 換檔規(guī)律以空話字液力變矩器的效率在某一理想直的范圍內(nèi)為目標(biāo)，即當(dāng)，自動變速器控制系統(tǒng)計算出變速器傳動比，進而確定變速器的檔位。 車輛模型如圖1所示，YJ355變矩器的原始特性如圖2所示，假設(shè)圖2　中的兩個點分別表示換檔前在低效區(qū)范圍內(nèi)的工況點和換檔后　時檔位點，Ttc和Ttc1分別表示兩個點的轉(zhuǎn)矩，另外，在換檔期間動載荷不變。發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩是節(jié)流閥和發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速的函數(shù)，即有 Te＝f(a,ne) (5) 式中　Te-發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩　a－發(fā)動機的節(jié)流閥 假設(shè)換檔期間動載荷不變，有(5)可知，節(jié)流閥不變，ne也不變，假設(shè)變速器的傳動比為it，要使工況點，從低效區(qū)范圍向高效區(qū)范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，變速器可以擴大或減小轉(zhuǎn)矩，即有　　 　　 由式(4)和(6)可得，　　 　 式中－分別為對應(yīng)于Ttc值的變矩比和泵輪力矩系數(shù) －分別對應(yīng)于Ttc1值的變矩器的變矩比和泵輪力矩系數(shù)，即　 由圖2曲線擬合的方法活得。 由于在車輛傳動系統(tǒng)中，變速器在換檔期間的功能為調(diào)整傳動系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩，上述推導(dǎo)的it是下一、刻變速器的輸出轉(zhuǎn)矩增大或減小的倍數(shù)，可是，在連續(xù)換檔過程中，變速器當(dāng)前已處于某個檔位，也就是變速器輸出轉(zhuǎn)矩當(dāng)前已經(jīng)增加一伙減少了一個倍數(shù)，這個倍數(shù)就是變速器的穿都怪比，因此，變速器下一刻的輸出轉(zhuǎn)矩當(dāng)前已經(jīng)增加（減小）多少倍數(shù)需要在當(dāng)前的輸出轉(zhuǎn)矩增加或減少倍數(shù)it的基礎(chǔ)上進行的，或者說，變速器的傳動比還需要在當(dāng)前檔位的傳動比的基礎(chǔ)上增大（減?。﹊t倍，即有 式中-----下一刻變速器的傳動比，j－當(dāng)前變速器的檔位 由式（7）和（8）可得如下變速器升降規(guī)律 　　 由于變速器理想傳動比是一連續(xù)值，而實際可供選擇的傳動比卻是有線的高效值，故在實際使用中需要根據(jù)變矩器工礦點處于（低速或高速區(qū)）不同情況確定應(yīng)選用傳動比的檔位，當(dāng)變矩器的工況處于低速區(qū)時，若所求的傳動比大于變速器各當(dāng)?shù)淖畲髠鲃颖?，則選擇最低檔，若所求的傳動比介于變速器兩檔傳動比之間，則選擇大傳動比的檔位，當(dāng)變矩器的工況點處于高速區(qū)時，若所求的傳動比小于變速器各檔的最小傳動比，則選擇最高檔；若所求的傳動比介于變速器的兩檔傳動比之間，則選擇小傳動比的檔位。 1.2　自動控制方案 通過以上對自動換檔規(guī)律的研究可知，只要測得發(fā)動機轉(zhuǎn)速，渦輪轉(zhuǎn)速，建立一個關(guān)于如圖2所示變速器原始特性的數(shù)據(jù)庫，把這些數(shù)據(jù)輸入到電子控制單元，就可以節(jié)能為目標(biāo)，由換檔規(guī)律公式（9）確定變速器當(dāng)前的最佳檔位了，整個自動控制方案如圖（3）所示，該方法避開車輛工程中一直存在準(zhǔn)以解決的轉(zhuǎn)矩信號準(zhǔn)測量的問題。 1.3　阻止檔位循環(huán)的方法 為了阻止變速器不規(guī)則擺動，采取了區(qū)別正常換檔和頻繁換檔的方法。 首先，根據(jù)工程車輛換檔頻率每小時換檔次數(shù)近千次，指定了如下規(guī)定：從這一檔位環(huán)島下一檔位的最小時間間隔為2秒，假設(shè)接收數(shù)據(jù)的時間為t分鐘，兩次換檔的檔位判定時間為2000t，因此，變速器進退檔的時間是檔位判定時間的一半，這樣的換檔成為頻繁換檔，當(dāng)變速器進退檔的時間是檔位判定時間時，這樣的換檔成為正常換檔。 當(dāng)自動變速器控制系統(tǒng)判斷是頻繁換檔，控制器就不需要操作換檔，直接作出下一個判斷，當(dāng)自動變速器控制系統(tǒng)判斷出是正常換檔，控制器就要作出換檔指令，滿足控制需要。 1.4　換檔規(guī)律的特點 （1）該換檔規(guī)律與變矩器的原始特性有關(guān)，是隨其原始特性而改變。 （2）與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制相比，其算法簡單，開發(fā)時軟件硬件都同時易于實現(xiàn)，故其成本低，易于推廣及應(yīng)用。 2　臺架試驗 2.1　自動變速器試驗臺的組成 圖4所示，自動變速器的組成和控制方法，可以看出，自動變速器是由發(fā)動機、變矩器、變速器、提檔和電渦路測功機構(gòu)成，發(fā)動機供應(yīng)能量，電渦流測功機是能量損耗的裝置，它模擬車輛傳動系統(tǒng)操作或運轉(zhuǎn)負荷，調(diào)整風(fēng)流來改變制動負荷，提檔設(shè)置在變速器和電渦流測功機之間，與電渦流測功機配合旋轉(zhuǎn)扭矩，在此試驗中，控制器測量和操縱發(fā)動機和變矩器的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，根據(jù)換檔規(guī)律，監(jiān)視器控制制動器電磁閥開關(guān)來執(zhí)行行換檔。 2.2　接收數(shù)據(jù)的方法 為了把電視監(jiān)視器，自動變速器試驗臺工況點應(yīng)用到實時上，利用虛擬裝置驅(qū)動程序，根據(jù)窗口技術(shù)確定時終端系統(tǒng)，接收數(shù)據(jù)的方法如圖5所示，VXD負責(zé)和應(yīng)用程序傳遞，管理對應(yīng)的硬件資源和反應(yīng)軟件中斷當(dāng)中斷發(fā)生時，VXD傳達于應(yīng)用程序來測量和操作發(fā)動機和變矩器的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，應(yīng)用程序控制制動器的電磁閥開關(guān)，根據(jù)換檔規(guī)律，通過處理加上的結(jié)果來執(zhí)行換檔。 2.3　試驗驗證和試驗結(jié)果 為了驗證換檔規(guī)律，以Miscrosoft visual C++為開發(fā)環(huán)境，開發(fā)了自動變速器控制系統(tǒng)的軟件，自動換檔試驗臺在作為211工程建立的自動變速器試驗臺上完成了，在此方案中，變矩器效率被控制在75％以上，試驗結(jié)果如圖6所示： 在此試驗中，接受數(shù)據(jù)的時間間隔設(shè)定為200分鐘，實驗結(jié)果連接數(shù)據(jù)點可得，如圖G所示，在土6b中，隨著負荷的增加，變速器到低速檔，隨著負荷的減少，變速器換到高速檔，圖6中那些效率低于75％的點是檔位判定點實驗結(jié)果證明了換檔規(guī)律根據(jù)車輛的動載荷情況，通過變速器換檔，能夠控制變矩器在高效區(qū)敢為內(nèi)的工作，除了變速器處于低檔時左邊低效區(qū)和變速器處于最高檔時右邊低效區(qū)以外，換檔規(guī)律公式將變矩器所有工況下的效率限定于某一理想值范圍內(nèi)。 結(jié)論 本文從節(jié)能角度出發(fā)，提出了一種全新的工程車輛自動變速器換檔規(guī)律，自動換檔臺架試驗采取了比換檔規(guī)律，并在作為211工程建立的自動變速器試驗臺上完成，試驗結(jié)構(gòu)驗證了換檔規(guī)律的正確性。除了變速器處于最低檔左邊低效區(qū)范圍內(nèi)和處于最高檔右邊的低效區(qū)范圍外（圖7），該換檔規(guī)律公式將變矩器所有工況下的效率限定于某一理想值范圍內(nèi)，該換檔規(guī)律的研究結(jié)果不僅豐富了車輛自動操縱理論，而且在提高我國工程車輛液力機械傳動系統(tǒng)的傳動效率，節(jié)約能源上也有重要的指導(dǎo)意義和應(yīng)用推廣價值。 參考文獻 1 趙丁選，馬鑄，楊力夫．工程車輛液力機械傳動系統(tǒng)的動力性分析． 中國機械工程，2001，12(8)：948～950 2 龔捷．以提高傳動效率為目的的工程車輛自動變速換檔規(guī)律研究：『博 士學(xué)位論文]．長春：吉林大學(xué)，2002 ‘ 3 朱經(jīng)昌．液力變矩器的設(shè)計與計算．北京：國防工業(yè)出版社，1991、250-253 4 龔捷，趙丁選．工程車輛自動變速器換檔規(guī)律研究及自動控制仿真． 西安交通大學(xué)學(xué)報，2001，35f9)：930--934 5 王康，黃宗益，詹永紅．裝載機變速器的換檔操縱． 工程機械，2000， 3lf2)：18-21 28 畢 業(yè) 設(shè) 計（ 論 文 ）任 務(wù) 書 （指導(dǎo)教師填表） 填表時間：2006年3月6日 學(xué)生姓名 才留偉 專業(yè)班級 汽車022 指導(dǎo)教師 張文春、 課題類型 工程設(shè)計 設(shè)計（論文）題目 液壓機械傳動變速箱開式試驗臺設(shè)計 主要研 究內(nèi)容 新型變速箱性能試驗；汽車、拖拉機燃油經(jīng)濟性的測試等。 試驗臺吸收功率：200KW ，轉(zhuǎn)速：200～3000轉(zhuǎn)/ 分 對試驗臺的試驗原理進行設(shè)計，選擇電渦流測功機為功率吸收裝置和其他組件；設(shè)計或選擇升速裝置； 數(shù)據(jù)采集和處理利用車輛研究所開發(fā)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 主要技 術(shù)指標(biāo)(或研究目標(biāo)) 繪制實驗臺的總體布置圖；對總體參數(shù)進行計算； 繪制總量不低于AO號的圖紙3張，其中計算機圖紙1張； 不低于12000字的設(shè)計計算說明書，10000外文字符資料翻譯。 設(shè)計步驟： ①課題調(diào)研，查閱文獻資料，明確設(shè)計任務(wù)；②選擇設(shè)計方案；＠總體設(shè)計；④詳細設(shè)計；⑤撰寫設(shè)計說明書；③畢業(yè)設(shè)計答辯。 進度計劃 ①調(diào)查研究，熟悉設(shè)計內(nèi)容，收集文獻資料，時間占20％～25％（約2.0~3周）； ②設(shè)計任務(wù)分析與實施方案的確定，寫出開題報告；時間占3％～5％（約1周）； ③實施設(shè)計、計算、繪圖，論文起草時間占45％～50％（約6周）； ④整理論文，時間占5％～8％（約1.5周）； ⑤畢業(yè)論文答辯，時間占3％～5％（約1.5周）。 主要參 考文獻 ①汽車拖拉機試驗學(xué)；②機械設(shè)計手冊；③汽車工程手冊（試驗篇）；④拖拉機設(shè)計手冊；⑤工程機械底盤設(shè)計,⑥廣西機械（2000）、拖拉機與農(nóng)用運輸車、重慶大學(xué)學(xué)報（2004）等相關(guān)雜志。 研究所（教研室）主任簽字： 2006年3月6 日