液力變矩器閉鎖離合器

1、液力變矩器閉鎖離合器山東理工大學(xué)目錄液力變矩器閉鎖離合器 .1目錄 .2一、緒論.3二、發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器的匹配.42.1 發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器的共同工作.42.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)特性.42.1.2 液力變矩器的原始特性.5三、液力變矩器閉鎖參數(shù)的選擇及閉鎖控制總體方案.113.1 液力變矩器閉鎖控制的意義.113.2 汽車閉鎖點(diǎn)的選擇.113.3 整車行駛參數(shù)的檢測(cè).143.4 閉鎖規(guī)律應(yīng)滿足的要求及分類.153.5、履帶車輛中閉鎖參數(shù)的選擇.163.6、閉鎖點(diǎn)的選擇.183.7 按照傳統(tǒng)閉鎖點(diǎn)的求法，以 SD23 為例進(jìn)行閉鎖點(diǎn)的確定：.203.8 、閉鎖點(diǎn)優(yōu)化的原則：.333.9 液力變矩器多

2、種閉鎖方式及對(duì)比.373.10 對(duì)于閉鎖總體控制方案的選取設(shè)計(jì).41四、液力變矩器閉鎖點(diǎn)的優(yōu)化研究及控制器控制策.424.1 第四章、閉鎖離合器閉鎖過程動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立：.424.2、充油特性的設(shè)計(jì)：.444.3、離合器集合參數(shù)的分析：.454.4 閉鎖控制策略的特例分析.464.5 已有控制方法及其特點(diǎn).504.6 對(duì)于控制策略的設(shè)計(jì).56五、液力變矩器的閉鎖動(dòng)態(tài)過程的仿真研究及控制算法與控制程序.565.4 控制算法基本流程.565.5 控制程序.57六、液力變矩器閉鎖離合器控制器的使用.606.1 控制器分類.606.2 控制器的選取及優(yōu)化.61第一章：緒論第一章：緒論我國(guó)幅員遼闊、河

3、流湖泊沼澤眾多、履帶式車輛在我國(guó)有著廣泛的使用，坦克，推土機(jī)、履帶式裝載機(jī)等在履帶式車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)中主要有機(jī)械傳動(dòng)和液力機(jī)械傳動(dòng)兩種，機(jī)械傳動(dòng)是發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱通過離合器直接相連，這種傳遞形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高，但是適應(yīng)外負(fù)荷變化的能力差。液力機(jī)械式傳動(dòng)是發(fā)動(dòng)機(jī)通過變矩器與變速箱相連，液力變矩器有良好的自動(dòng)適應(yīng)性，可以提高車輛的動(dòng)力性能，但是液力變矩器的效率較低。使車輛的經(jīng)濟(jì)性能變差，這個(gè)缺點(diǎn)大大影響了液力傳動(dòng)在車輛的廣泛使用。為了提高液力變矩器的效率出現(xiàn)了閉鎖式液力變矩器。近代汽車、坦克和其他軍用車輛廣泛應(yīng)用了閉鎖是液力變矩器，在高轉(zhuǎn)速比時(shí)用閉鎖離合器將泵輪和渦輪閉鎖，成為整體旋轉(zhuǎn)，變?yōu)闄C(jī)

4、械傳動(dòng)，效率接近于 1 以提高車輛的經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)某些車輛的試驗(yàn)證明采用閉鎖式液力變矩器較不閉鎖式油耗可降低 5%-10%。但是閉鎖以后成為機(jī)械傳動(dòng)，失去了液力傳動(dòng)的一些性能和特點(diǎn)，如減震性能等。液力變矩器閉鎖后失去了液力傳動(dòng)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，不能吸收發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩波動(dòng)所引起的沖擊和振動(dòng)，造成車輛振動(dòng)和噪聲的增大。乘員可明顯地感覺到變矩器不閉鎖和閉鎖時(shí)振動(dòng)和噪聲的差別。在高檔高速、小油門開度的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)比較穩(wěn)定，扭矩波動(dòng)較小，變矩器的閉鎖對(duì)車輛的行駛平順性影響較小。所以在最初，變矩器的閉鎖區(qū)域僅限于高檔高速、小油門開度這樣一個(gè)很狹窄的區(qū)域，一般只在直接檔和超速檔才采用變矩器閉鎖技術(shù)。閉鎖離合器控制技術(shù)

5、是今后發(fā)展的一個(gè)重要方向?，F(xiàn)在，隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)閉鎖離合器滑磨過程進(jìn)行的控制上了一個(gè)新臺(tái)階。國(guó)內(nèi)的一些大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)也開展了一些相應(yīng)的研究，如北京理工大學(xué)、重慶大學(xué)、吉林大學(xué)等。其中，北京理工大學(xué)的鄭慕僑、馬彪等教授對(duì)閉鎖離合器和換擋離合器進(jìn)行了深入研究，對(duì)液力變矩器閉鎖離合器的動(dòng)態(tài)特性、閉鎖點(diǎn)的選取以及滑磨功和滑磨功率的動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算進(jìn)行了研究6,7,8。重慶大學(xué)的秦大同教授進(jìn)行了滑差控制方面的研究，對(duì)于滑差控制的摩擦材料、傳動(dòng)油進(jìn)行了分析研究9,10,11。吉林大學(xué)液力傳動(dòng)研究所葛安林教授對(duì)車輛自動(dòng)變速理論進(jìn)行了深入的分析研究，并對(duì)液力式自動(dòng)變速器進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)12,13,14。北

6、京理工大學(xué)曾進(jìn)行過某重型車輛液力變矩器的閉、解鎖控制研究，并提出閉鎖控制和自動(dòng)換擋控制是傳動(dòng)系控制中聯(lián)系緊密的兩項(xiàng)主要內(nèi)容。液力變矩器的閉鎖控制實(shí)質(zhì)上也是一種換擋控制，即機(jī)械擋和液力擋之間的切換，所以換擋控制和閉鎖控制之間具有相似性。閉鎖控制系統(tǒng)采用了油門開度、渦輪轉(zhuǎn)速兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行控制，試驗(yàn)驗(yàn)證該控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)閉、解鎖控制。吉林大學(xué)針對(duì)公共汽車液力傳動(dòng)裝置做了自動(dòng)閉、解鎖的研究3，在對(duì)閉鎖的研究中借鑒了車輛換擋理論，設(shè)計(jì)了閉鎖規(guī)律，其控制方案主要是采用變矩器泵輪轉(zhuǎn)速和渦輪轉(zhuǎn)速作為閉鎖依據(jù)，并兼顧油門開度的影響，設(shè)計(jì)了變矩器閉鎖自動(dòng)控制裝置。 重慶大學(xué)的秦大同教授國(guó)內(nèi)對(duì)于工程車輛，特別是履帶車

7、輛所使用的閉鎖式液力變矩器的研究還比較少，因此，對(duì)于履帶車輛變矩器的閉鎖控制研究的內(nèi)容還需要進(jìn)一步加以充實(shí)，尤其在控制策略和改善閉鎖品質(zhì)等方面還有一些問題需要解決。本課題所選用的是變矩器渦輪轉(zhuǎn)速和變速箱油壓作為閉鎖參數(shù)，一方面變矩器渦輪轉(zhuǎn)速反映了推土機(jī)的負(fù)荷情況，變速箱油壓的大小反映檔位的情況？ 想法：首先要根據(jù)傳統(tǒng)閉鎖點(diǎn)的選擇方法得到閉鎖點(diǎn)，其次要考慮在此點(diǎn)閉鎖時(shí)帶來的問題，從而進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)第二章：發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器的匹配第二章：發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器的匹配2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器的共同工作發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器的共同工作 （吉林大學(xué) 黃心順）閉鎖控制規(guī)律的設(shè)計(jì)需要了解動(dòng)力裝置的特性，然后根據(jù)需要

8、考慮的若干因素進(jìn)行設(shè)計(jì)。在液力傳動(dòng)系統(tǒng)中，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器的組合看作一種新的動(dòng)力裝置，二者的共同工作性能直接影響到整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的各方面性能。一臺(tái)性能良好的發(fā)動(dòng)機(jī)和一臺(tái)性能良好的液力變矩器，如果匹配不當(dāng)，就不能使車輛獲得良好的牽引性能和燃料經(jīng)濟(jì)性。因此研究發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器的共同工作是研究變矩器的閉鎖控制規(guī)律的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上對(duì)閉鎖規(guī)律進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)較好的閉鎖控制效果。研究發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器的共同工作，就是研究共同工作的輸入特性。在研究發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器的共同工作時(shí)，首先要知道有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)的特性和液力變矩器的特性。 2.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)特性發(fā)動(dòng)機(jī)特性 在研究液力變矩器和發(fā)動(dòng)機(jī)的共同工作

9、時(shí)，最常用的是發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性。根據(jù)油門開度和供油情況的不同，可將發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性分為外特性和部分特性。在最大供油（柴油機(jī)）或油門開度最大（汽油機(jī)）情況下所得到的速度特性叫做外特性；在部分供油和油門部分開啟情況下的速度特性叫做部分特性。在設(shè)計(jì)閉鎖規(guī)律的時(shí)候必須提供發(fā)動(dòng)機(jī)的部分特性，否則無法設(shè)計(jì)部分油門開度的閉鎖點(diǎn)。 發(fā)動(dòng)機(jī)特性一般通過臺(tái)架試驗(yàn)獲得離散的數(shù)據(jù)，當(dāng)缺乏這些數(shù)據(jù)時(shí)，可以用下面的經(jīng)驗(yàn)公式近似的繪制發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩外特性曲線。 )nnc(nnba nnNN2NeNeNeNe )nn( cnnba MM2NeNeNe式中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 n e 時(shí)的功率和扭矩； eeMN 、額定工況下，發(fā)

10、動(dòng)機(jī)的功率、扭矩和轉(zhuǎn)速； NNNnMN、a、b、c計(jì)算系數(shù)，它們是發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)系數(shù)和穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速比的函數(shù)。 eKed 2eeee2e)d1 (KK2dda 2eee)d1 () 1K(2db 2ee)d1 (1Kc在研究發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器的共同工作時(shí)，需要扣除輔助設(shè)備消耗的功率后的凈功率和凈扭矩。在某些液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器之間有中間傳動(dòng)，則應(yīng)該考慮中間傳動(dòng)的效率和傳動(dòng)比的影響。那么，實(shí)際傳遞至液力變矩器泵輪的凈功率和凈扭矩為：eiNeiM )n(f)NN-N(NeeBBseseei )n(fi)MM-M(MeeBeBBseseei （28）BeeBnni式中：發(fā)動(dòng)機(jī)本身附件消耗

11、的功率和扭矩；esesMN 和驅(qū)動(dòng)液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)各輔助油泵損失的功率和扭矩；BsBsMN 和發(fā)動(dòng)機(jī)至液力變矩器泵輪之間的傳動(dòng)比；eBi發(fā)動(dòng)機(jī)至液力變矩器泵輪之間的傳動(dòng)效率。eB我們將實(shí)際傳遞至液力變矩器泵輪的凈功率和凈扭矩作為研究發(fā)動(dòng)機(jī)和液eiNeiM力變矩器共同工作問題的基本原始依據(jù)。 2.1.2 液力變矩器的原始特性液力變矩器的原始特性目前對(duì)液力變矩器的工作分析多在穩(wěn)態(tài)工況下進(jìn)行，它在對(duì)變矩器內(nèi)部復(fù)雜的流場(chǎng)做出一系列的簡(jiǎn)化假設(shè)后進(jìn)行分析，以一元束理論為基礎(chǔ)，從而得到起原始特性。由于同一類型而幾何相似的液力變矩器，在尺寸不同的情況下有相同的泵輪與渦輪轉(zhuǎn)矩系數(shù) p =f (i)和-T =f

12、(i)曲線。這些曲線能夠本質(zhì)地反映某系列液力變矩器的性能。據(jù)此可以派生出兩個(gè)表示液力變矩器性能的重要無因次特性，即變矩比 K =f (i)和效率 =f (i)。它們統(tǒng)稱為液力變矩器的原始特性。目前廣泛采用原始特性曲線來表示液力變矩器性能，它能確切的表示一系列不同轉(zhuǎn)速、不同尺寸而力學(xué)相似的變矩器的基本性能，而且根據(jù)原始特性，可以通過計(jì)算獲得此系列中任一液力變矩器的外特性或通用特性。為了簡(jiǎn)化液力變矩器的性能表示方法，實(shí)際只應(yīng)用 p =f (i)，K =f (i)和 =f (i)三條特性曲線，因?yàn)?T =f (i)可以通過?T =Kp 計(jì)算求得，所以可以省略。原始特性曲線包括的泵輪轉(zhuǎn)矩系 p、變矩系

13、數(shù) K 和效率 ，它們都是速比 i 函數(shù)，分別定義如下：)(fDgnT52pPpi)(fDngDngTT52pp52ppPTiKpT)(fKinTnTPPpPTTPTi式中，nT 、n p渦輪、泵輪轉(zhuǎn)速；i速比（n T/n p）TT、Tp渦輪、泵輪扭矩；Pp泵輪的輸入功率PT渦輪的輸出功率；D變矩器的有效直徑。1、發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器的共同工作的輸入特性發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器的共同工作的輸入特性是指不同的液力變矩器的轉(zhuǎn)速比 i 時(shí)，液力變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作的扭矩與轉(zhuǎn)速的變化特性。它是研究發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器的共同工作輸出特性的基礎(chǔ)。下面簡(jiǎn)述獲得液力變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作輸入特性的過程及方法：（1）獲

14、得發(fā)動(dòng)機(jī)的凈扭矩外特性特性曲線及部分特性曲線，這里為 NJ2045 的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)；（2）獲得液力變矩器的原始特性，循環(huán)圓有效直徑 D。按任務(wù)要求，ZFW305 為初定目標(biāo)；（3）在液力變矩器原始特性上，選擇典型工況點(diǎn)（轉(zhuǎn)速比 i0、iM、i*） ；（4）根據(jù)選定的工況點(diǎn)，在原始特性曲線的 p =f (i)上，找出對(duì)應(yīng)的各 P值；（5）作泵輪的負(fù)荷拋物線，中，、g、D 均為常數(shù)，在某一工況下52ppPDngTp 也是確定的值，于是，式中 c=，在工況 i 不同時(shí)，所對(duì)應(yīng)的 c 值也2ppcnT 5pDg不同，液力變矩器的透穿性不同時(shí)，形成一條或一組泵輪負(fù)荷拋物線；（6） 將發(fā)動(dòng)機(jī)的凈扭矩曲線 T

15、e =f (n e)與變矩器泵輪負(fù)荷曲線以相同的坐標(biāo)比例畫在一起，即得到發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器的共同工作輸入特性。圖2-1 液力變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作輸入特圖2-1 即為發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器的共同工作輸入特性。最理想的匹配就是希望共同工作所利用的發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)段，應(yīng)能滿足車輛的工作需要，同時(shí)還能兼顧到下列幾個(gè)方面：（1）在液力變矩器的整個(gè)工作范圍內(nèi)，應(yīng)能充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的最大有效功率，因?yàn)楣β世寐矢?，就能保證車輛有較高的平均速度和較高的作業(yè)生產(chǎn)率。為此，要求最高效率時(shí)的負(fù)荷拋物線通過發(fā)動(dòng)機(jī)最大靜功率的扭矩點(diǎn)。但如單考慮一點(diǎn)的情況，還不能說明變負(fù)荷下工作時(shí)的功率利用，所以希望高效區(qū)的共同工作點(diǎn)在最大功率

16、點(diǎn)附近，即i1 和i2兩負(fù)荷拋物線應(yīng)在最大功率點(diǎn)的兩側(cè)。從圖3-2 看，匹配有些偏左，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大有效功率未被完全覆蓋，但因我們應(yīng)用了閉鎖控制，此問題不大。（2）為使車輛具有良好的燃料經(jīng)濟(jì)性，希望共同工作的整個(gè)范圍能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)的比燃料消耗量最低值g e min 的工況附近。這樣就可以使車輛的燃料消耗量較小。從圖2-2看， ge 基本上滿足要求。（3）為使車輛起步情況和最大載荷的作業(yè)情況下能夠獲得最大的輸出扭矩，希望液力變矩器在轉(zhuǎn)速比i = 0 時(shí)的負(fù)荷拋物線能通過發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩點(diǎn)。從圖3-2 看，此點(diǎn)并不滿足該條件，應(yīng)改變此ZFW305 的原始特性，使P 0 下降，以使轉(zhuǎn)速比i = 0 時(shí)的

17、負(fù)荷拋物線能通過發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩點(diǎn)?？傊瑫r(shí)滿足上述要求是困難的，特別不可透穿的液力變矩器，由于負(fù)荷拋物線的分布很窄，甚至是一條線，因而只能滿足上述要求得一種，對(duì)于可透穿的液力變矩器，則由于負(fù)荷拋物線的分布較廣，同時(shí)滿足上述三項(xiàng)要求存在一定的可能性。在液力變矩器的型式一定的情況下，改變共同工作輸入特性的位置，可通過采用不同有效直徑D來達(dá)到；在發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器間安裝中間傳動(dòng)后，也可以調(diào)整共同工作輸入特性的位置；采用具有不同泵輪扭矩系數(shù)P 的液力變矩器，也可以達(dá)到類似的目的。2 輸出特性發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器的共同工作的輸入特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器共同工作時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩T T 、輸出功率T P 等

18、與渦輪轉(zhuǎn)速nT 之間的關(guān)系。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器圖 2-2 發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器共同工作后 T TnT關(guān)系組合后，其輸出特性與發(fā)動(dòng)機(jī)特性完全不同了，如同形成一種新的動(dòng)力裝置。下面簡(jiǎn)述獲得液力變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作輸出特性的方法與步驟：(1) 首先獲得液力變矩器的原始特性及發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器共同工作的輸入特性（圖2-2） ；(2) 根據(jù)共同工作的輸入特性，確定在不同轉(zhuǎn)速比 i（必須含有特殊點(diǎn)轉(zhuǎn)速比 i0、i*、i M 等）時(shí)，液力變矩器負(fù)荷拋物線與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩外特性相交點(diǎn)的扭矩和轉(zhuǎn)速；(3) 根據(jù)選定的 i ，由液力變矩器的原始特性曲線，分別求取對(duì)應(yīng)的 K 值和效率 值；(4) 根據(jù)選定的速比 i

19、以及此轉(zhuǎn)速比時(shí)負(fù)荷拋物線與發(fā)動(dòng)機(jī)外特性的交點(diǎn)轉(zhuǎn)速值，計(jì)算渦輪轉(zhuǎn)速值 nT = i n P ；(5) 根據(jù)有關(guān)公式，分別計(jì)算在上述渦輪轉(zhuǎn)速下的有關(guān)參數(shù)：T T 、T P、GT、g eT等；(6) 將上述所得數(shù)據(jù)列表，以 nT為橫坐標(biāo)，其它參數(shù)為坐標(biāo)，進(jìn)行繪圖，即得發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器共同工作的輸出特性。圖 2-3 發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器共同工作后 P TnT關(guān)系圖 2-3 和 2-4 分別為發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器共同工作的 T T、PT輸出特性。共同工作的輸出特性是進(jìn)行車輛牽引計(jì)算的基礎(chǔ)。為使車輛獲得良好的牽引性能和經(jīng)濟(jì)性，通常從以下幾個(gè)方面來考查：(1) 在發(fā)動(dòng)機(jī)外特性時(shí)，共同工作輸出特性在高效區(qū)工作范

20、圍或整個(gè)工作范圍內(nèi)，應(yīng)保證獲得最高的平均輸出功率。(2) 在共同工作的高效區(qū)范圍或整個(gè)工作范圍，應(yīng)有較低的平均油耗量。(3) 高效區(qū)工作范圍應(yīng)較寬，即希望越大越好。1T2TTnnd(4) 在起動(dòng)工況下（n T = 0）的起動(dòng)扭矩 TT max越大越好。共同工作輸出特性的好壞，也就是上述指標(biāo)的大小，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的型式、變矩器的尺寸和原始特性以及共同工作的輸入特性。吉林大學(xué)單凱凌閉、解鎖控制規(guī)律常用的有單參數(shù)、兩參數(shù)等。對(duì)越野車主要矛盾是車輛的越野性能，為了充分利用液力變矩器的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)揮液力變矩器優(yōu)良的通過性能，在1、2 擋不閉鎖；為提高在良好路面上行駛的燃料經(jīng)濟(jì)性，在3、4、5 擋達(dá)到一定車速與

21、油門開度時(shí)變矩器離合器閉鎖。而用兩參數(shù)控制在各個(gè)油門下都能得到合理閉鎖點(diǎn)。故對(duì)NJ2045 確定為車速v 、油門 兩參數(shù)控制。在閉鎖行駛過程，如遇到爬坡、壞路，則應(yīng)解鎖，恢復(fù)液力變矩器工況?；謴?fù)液力變矩器工況.為保證閉、解鎖過程穩(wěn)定，取換擋延遲v 3 5km / h 。表4-1 為輸入ECU 的離合器閉、解鎖規(guī)律數(shù)據(jù)表格，圖4-5 為變矩器閉、解鎖的兩參數(shù)控制的換擋規(guī)律。閉鎖策略：通過比較 AT 轎車在不同油門、不同檔位下機(jī)械傳動(dòng)和液力傳動(dòng)的牽引能力，考慮到汽車在城市道路行駛的最高車速一般在 40km/h 左右，制定了該車的閉鎖規(guī)律。當(dāng)油門開度小于 40%時(shí)，在任何情況下均不閉鎖；當(dāng)油門開度大

22、于 40%時(shí)：一檔閉鎖車速為42Km/h，解鎖車速為 37Km/h；二檔閉鎖車速為 75Km/h，解鎖車速為 70Km/h；一檔向二檔升檔曲線同時(shí)也是液力變矩器解鎖曲線；二檔向一檔降檔曲線同時(shí)也是液力變矩器閉鎖曲線；三檔下液力變矩器始終閉鎖。三、三、液力變矩器閉鎖參數(shù)的選擇及閉鎖控制總體方案3.1 液力變矩器閉鎖控制的意義液力變矩器閉鎖控制的意義：傳動(dòng)系的性能對(duì)車輛的動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性、壽命等技術(shù)指標(biāo)以及乘坐舒適性等都有重大影響。較機(jī)械傳動(dòng)來說，液力傳動(dòng)具有許多獨(dú)特的優(yōu)良性能，液力變矩器的應(yīng)用使得對(duì)車輛傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋和一定范圍內(nèi)的無級(jí)變速提供了便利條件。它的優(yōu)點(diǎn)是：自適應(yīng)能力強(qiáng)；功率利用率好

23、；減振性能好。但是從燃油經(jīng)濟(jì)性的角度來看，液力傳動(dòng)最高效率低，高效范圍不大，相比之下其平均效率比機(jī)械傳動(dòng)低 10%12%，這導(dǎo)致車輛燃料經(jīng)濟(jì)性下降。為解決這一矛盾通常在液力變矩器中加裝閉鎖離合器，當(dāng)車輛以小負(fù)荷、較高的車速行駛時(shí)閉鎖離合器將泵輪和渦輪閉鎖為一體，從而使傳動(dòng)系成為機(jī)械傳動(dòng)，提高傳動(dòng)效率和車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性。3.2 汽車閉鎖點(diǎn)的選擇汽車閉鎖點(diǎn)的選擇：閉鎖控制的實(shí)質(zhì)是也力檔與機(jī)械檔之間的和轉(zhuǎn)化，故有在和點(diǎn)閉鎖為最佳的問題，從理論上講，閉鎖點(diǎn)定在輸入耦合器工況比較好，在該點(diǎn)處的變矩系數(shù) K=1，既保證充分利用便利器的自適應(yīng)的長(zhǎng)處沒有減少了因閉鎖造成的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的突變。但也有為了擴(kuò)大高效范

24、圍在變矩器在高效率點(diǎn)，還有將閉鎖點(diǎn)設(shè)在之間；另閉鎖對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速比*im*ii 與外也有少數(shù)將閉鎖點(diǎn)定在大于的以縮小閉鎖時(shí)的轉(zhuǎn)速差（） 。mi）（cPTPi1nnnn對(duì)于提高效率為主的要目的的城市大客車、載貨汽車、軍用汽車等，可將閉鎖點(diǎn)定在附*i近，而轎車則需要兼顧舒適性，則以附近為宜。mi一、汽車中的控制規(guī)律（一） 、單參數(shù)控制： 1、渦輪轉(zhuǎn)速控制：根據(jù)閉鎖點(diǎn)，再由液力變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作的轉(zhuǎn)速Tnci。為保證車輛加速、爬坡或在壞路行駛的狀態(tài)，還有為了提高計(jì)算出,nPPcTCnin換擋品質(zhì)，要在其需要時(shí)能迅速解鎖。為了避免頻繁閉鎖、解鎖，必須設(shè)定解鎖的轉(zhuǎn)速小于，這稱為閉鎖解鎖的轉(zhuǎn)速差（） ，該

25、類型多用皮托TnTCnTTCTnnn管控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，但是沒有油門的參與，致使合理的只能按某一油門的開讀ci來獲取，不能保證其他油門開度都有較好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。Pn2、 車速控制。這也屬于檔位控制方案。這屬于高速檔時(shí)閉鎖方案，可以避免低速檔內(nèi)頻繁閉鎖，減少由此引起的籌集與磨損，它在城市客車上應(yīng)用較多。3、 檔位控制 1-1（b） 。高速檔時(shí)閉鎖，例如在一、二檔時(shí)不閉鎖，在三檔及以上時(shí)閉鎖。這也為了避免低檔范圍內(nèi)頻繁的閉鎖?？刂品奖悖粔蚓_。（二） 、多參數(shù)控制1） 按速比 i 控制 如圖 1-1（c） ，實(shí)質(zhì)是由泵輪轉(zhuǎn)速 與渦輪轉(zhuǎn)速兩個(gè)參數(shù)同時(shí)控制，當(dāng) i 達(dá)到預(yù)BnTn定值時(shí)實(shí)

26、現(xiàn)閉鎖，它可克服單參數(shù)控制的缺陷，使各油門開度下都在合理要求閉鎖點(diǎn)閉鎖?？刂葡到y(tǒng)相對(duì)復(fù)雜一些。 2） 渦輪轉(zhuǎn)速與油門開度控制 Tn如圖 1-1（d） ，該方案由渦輪轉(zhuǎn)速與油門開度兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行閉鎖控制，不同油門開度下閉鎖點(diǎn)的不同，比較全面的反映了車輛的具體情況，有利于達(dá)到較高的動(dòng)力性或者經(jīng)Tn濟(jì)性等閉鎖要求，使得閉鎖點(diǎn)合理，而且結(jié)構(gòu)上也較易于實(shí)現(xiàn)。目前采用這種方案進(jìn)行閉鎖控制比較普遍。 3） 車速 與油門開度控制如圖 1-1（e） ，該方案與方案（2）相似，而它與（2）的區(qū)別在于油門開度一定時(shí)，只有當(dāng)車速到達(dá)一定值才閉鎖；并可以根據(jù)擋位實(shí)現(xiàn)高擋閉鎖而低擋不閉鎖，是目前轎車常用的控制。 4） 渦輪

27、轉(zhuǎn)速、油門開度和加速度 a 三參數(shù)控制Tn引入了加速度作為控制參數(shù)，考慮了車輛在行駛過程中加速，上、下坡路以及在壞路上行駛的影響因素，利用三參數(shù)進(jìn)行閉鎖控制可以設(shè)計(jì)出更加合理的閉鎖控制規(guī)律。一般來說加速度大，閉鎖點(diǎn)提前，其意義是地面阻力小時(shí)，應(yīng)盡快進(jìn)入機(jī)械工況。采用三參數(shù)進(jìn)行控制使得控制策略非常復(fù)雜，并且加速度的測(cè)量也比較復(fù)雜，該方案在理論上仍在探討。（三） 、實(shí)際控制策略分析3.1 克萊斯勒汽車公司的閉鎖離合器閉鎖至于 ECU 所賴以決定是否鎖止的信號(hào)來源,則分別是冷卻水溫傳感器、真空傳感器、車速傳感器和節(jié)氣門閉合開關(guān)。2、福特汽車公司的鎖止離合器對(duì)福特汽車公司的鎖止離合器控制策略，以其 A

28、XOD 型變速驅(qū)動(dòng)橋?yàn)槔归_分析。該控制系統(tǒng)所采用的鎖止輸入信號(hào),分別來自發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、大氣壓力傳感器、制動(dòng)開關(guān)以及 3-2 擋壓力開關(guān)、4-3 擋壓力開關(guān)和空擋壓力開關(guān)。 1.4 閉鎖控制研究的歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)內(nèi)對(duì)閉鎖控制的研究比較少。相比之下國(guó)外在這個(gè)領(lǐng)域的研究已經(jīng)比較成熟。比如美國(guó)通用汽車公司阿里遜分部生產(chǎn)的變速器（簡(jiǎn)稱阿里遜變速器）以其優(yōu)良的性能得到了廣泛的應(yīng)用。早期的液力機(jī)械自動(dòng)變速箱的換擋和閉鎖均采用全液壓控制系統(tǒng)。阿里遜傳動(dòng)裝置的基本組成是單級(jí)三元件變矩器、閉鎖離合器、液力減速器和自動(dòng)變速箱。液壓部分包括：供油調(diào)壓部分和液力制動(dòng)器控制

29、部分。其閉鎖控制部分包括鎖止閥和解鎖閥。在液力變矩器中，應(yīng)用皮托管將渦輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為壓力信號(hào) P b,通過 P b來控制變矩器的鎖止離合器自動(dòng)鎖止和分離，皮托管輸出的壓力信號(hào) P b與渦輪轉(zhuǎn)速 n t成正比。后來又出現(xiàn)了通過發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度 和車速 雙參數(shù)控制，油門信號(hào)油壓和渦輪轉(zhuǎn)速信號(hào)油壓的作用合力達(dá)到一定值時(shí)滑閥移動(dòng)使鎖止離合器閉鎖。并且利用斷流閥組實(shí)現(xiàn)了換擋時(shí)閉鎖離合器的解鎖延時(shí)控制，改善了換擋品質(zhì)。 1969 年，法國(guó)雷諾 R16TA 轎車首先裝用了電子控制的液壓閉鎖、換擋系統(tǒng)。它與純液壓控制的不同在于控制信號(hào)和控制系統(tǒng)均是由微機(jī)完成，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)仍然是液壓的。 九十年代，多數(shù)液力機(jī)械傳

30、動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電液控制。美國(guó)的通用公司以及日本的日產(chǎn)、馬自達(dá)公司在該領(lǐng)域的研究處于領(lǐng)先水平10。較早的電控液力變矩器閉鎖離合器多為開關(guān)式電磁閥來控制，要么閉鎖，要么斷開。由于液力變矩器的閉鎖對(duì)提高燃油經(jīng)濟(jì)性很有效，所以其閉鎖范圍在不斷擴(kuò)大。但另一方面，由于完全閉鎖實(shí)際上相當(dāng)于機(jī)械連接，失去了其吸收振動(dòng)和沖擊能量的作用，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的壽命和乘座舒適性都有很大影響；而且如果在較低的速比下閉鎖，泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差很大，引起車輛快速制動(dòng)，極有可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)熄火?，F(xiàn)在逐漸采用了脈沖式電磁閥，對(duì)閉鎖離合器采用滑轉(zhuǎn)控制的方式，極大地提高了變矩器的效率，改善了車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。電液控制鎖止離合器控制系統(tǒng)方

31、框圖如圖 1-2 示11。它把變矩器渦輪轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)油門開度作為控制參數(shù)，由鎖止離合器電子控制單元根據(jù)輸入信號(hào)作出相應(yīng)的反應(yīng)，發(fā)出控制信號(hào)，使作用于鎖止離合器油路控制的電磁閥關(guān)閉或打開。液力變矩器的閉鎖控制有許多方式,有液壓閉鎖式、離心閉鎖式、粘性閉鎖式等,最常用的是液壓閉鎖式。液壓閉鎖式液力變矩器是利用液壓系統(tǒng)中的壓力來使閉鎖離合器接合,從而使渦輪和泵輪閉鎖在一起,提高動(dòng)力傳遞效率。液壓閉鎖式又可根據(jù)控制方式不同分為純液壓控制閉鎖和電液控制閉鎖兩種，前一種用滑動(dòng)柱塞閥提供油壓來控制，后一種采用電磁閥來控制閉鎖油壓3.3 整車行駛參數(shù)的檢測(cè)整車行駛參數(shù)的檢測(cè)3.3.1 車輛行駛狀態(tài)參數(shù)確定液力

32、變矩器閉鎖，首先要準(zhǔn)確的確定出車輛的運(yùn)行狀況，找出合理的參數(shù)，確定閉鎖點(diǎn)。對(duì)于履帶式車輛，為了使傳動(dòng)系統(tǒng)在車輛行駛時(shí)發(fā)揮最優(yōu)異的性能，應(yīng)該獲取車輛行駛狀態(tài)參數(shù)，并通過閉鎖控制使傳動(dòng)系統(tǒng)保持這種最優(yōu)異的性能。在實(shí)際應(yīng)用中，一般主要有如下車輛行駛狀態(tài)參數(shù)用作閉鎖控制參數(shù)：1發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是確定發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的主要參數(shù)之一。在液力機(jī)械傳動(dòng)的車輛中，該值又等于變矩器泵輪的轉(zhuǎn)速，故也是判斷變矩器的工作狀態(tài)的參數(shù)之一。2油門開度由于行駛中的車輛是一個(gè)由駕駛員車輛環(huán)境構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中駕駛員通過感覺器官來感知車輛的行駛狀態(tài)和外界環(huán)境，然后依據(jù)其駕駛經(jīng)驗(yàn)來判斷需要采取的操縱方式。也即是說，車輛在

33、行駛時(shí)要引入駕駛員的干預(yù)。而油門開度在控制車輛的行駛速度方面反應(yīng)最為靈敏，此外，它還反映了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。因此它是駕駛員意圖的主要識(shí)別參數(shù)。3變矩器渦輪轉(zhuǎn)速變矩器渦輪轉(zhuǎn)速是判斷變矩器的工作狀態(tài)的參數(shù)之一。由于渦輪轉(zhuǎn)速是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中對(duì)外界負(fù)載變化反應(yīng)最為敏感的參數(shù)，因此獲得了渦輪轉(zhuǎn)速的變化量，也就獲知了外界負(fù)載的變化情況。4發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩是發(fā)動(dòng)機(jī)控制及傳動(dòng)系統(tǒng)控制的重要參數(shù)。在線測(cè)量比較困難，可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)特性，通過油門開度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速查表來間接獲得。5變矩器輸出轉(zhuǎn)矩變矩器輸出轉(zhuǎn)矩是通過變速器換擋來控制傳動(dòng)效率的重要參數(shù)之一。在線測(cè)量比較困難，可以利用發(fā)動(dòng)機(jī)特性和變矩器特性，通

34、過查表來間接獲得。6其它信號(hào)如擋位、換擋操縱手柄位置、方向盤轉(zhuǎn)角、制動(dòng)信號(hào)等用于判斷車輛的行駛狀態(tài)。對(duì)于履帶車輛而言，操縱手柄的位置可以用來判斷車輛是否處于作業(yè)工況3.3.23.3.2 作業(yè)工況與環(huán)境信息作業(yè)工況與環(huán)境信息工程車輛人機(jī)系統(tǒng)在工作時(shí)受外界環(huán)境、工況等影響因素，車輛的運(yùn)行環(huán)境、工況條件會(huì)直接影響作業(yè)任務(wù)的完成。外界的工況、環(huán)境因素有如下幾種情況：1作業(yè)工況：工程車輛如推土機(jī)處于推土、松土的工況時(shí)，推土機(jī)的負(fù)載阻力變化較大且不平穩(wěn)，動(dòng)力學(xué)特性很不確定。一般情況下，只要發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器匹配得當(dāng)，這樣波動(dòng)的外負(fù)載對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，駕駛員通常選用低擋。2坡道：工程車輛在持續(xù)坡道

35、上帶載或空載行駛時(shí)所受阻力可以以附加負(fù)載的形式折算到傳動(dòng)系上，也就是說坡道阻力可以轉(zhuǎn)換成負(fù)載的一部分。另一方面，車輛在短坡道時(shí)，阻力變化較快，情況與前者有所不同。車輛在上坡時(shí)，車重表現(xiàn)為阻力，下坡時(shí)，車重表現(xiàn)為動(dòng)力。3作業(yè)強(qiáng)度：它包括作業(yè)任務(wù)難度、強(qiáng)度等因素，其中也包括由于駕駛員的技術(shù)水平低而導(dǎo)致的操作難度。有了車輛行駛狀態(tài)參數(shù)、駕駛員意圖、作業(yè)工況等信息，變矩器閉鎖控制系統(tǒng)根據(jù)這些信息給出變矩器閉鎖的合理的閉鎖點(diǎn)。 3.4 閉鎖規(guī)律應(yīng)滿足的要求及分類閉鎖規(guī)律應(yīng)滿足的要求及分類 （北京理工大學(xué)馬超）3.4.13.4.1 閉鎖離合器的控制規(guī)律應(yīng)該滿足以下要求：閉鎖離合器的控制規(guī)律應(yīng)該滿足以下要求

36、： 選擇閉鎖離合器的最佳時(shí)刻閉鎖和解鎖，即設(shè)計(jì)最優(yōu)閉鎖點(diǎn)和解鎖點(diǎn)。使得車輛具有良好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。 具有良好的閉鎖品質(zhì)，閉鎖過程平穩(wěn)無劇烈沖擊，提高行車舒適性，延長(zhǎng)傳動(dòng)系統(tǒng)的壽命。 閉鎖時(shí)間應(yīng)合理，閉鎖時(shí)間長(zhǎng)，離合器結(jié)合平穩(wěn)，但對(duì)摩擦元件壽命有不良影響，閉鎖時(shí)間短則閉鎖沖擊大，閉鎖品質(zhì)不好，應(yīng)合理控制離合器打滑時(shí)間。 駕駛員應(yīng)能夠根據(jù)車輛行駛條件強(qiáng)制干預(yù)閉鎖或解鎖，增強(qiáng)車輛的可駕駛性。通常，車輛的行駛條件不同對(duì)車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)性能的要求也不同。比如，在超車或者低速通過困難路面時(shí)，希望車輛具有很好的動(dòng)力性能；在阻力較小的平坦路面長(zhǎng)時(shí)間行駛時(shí)，為了節(jié)省燃料，希望車輛具有良好的經(jīng)濟(jì)性能；以及車輛在

37、低檔起步、轉(zhuǎn)向或制動(dòng)等非穩(wěn)定工況時(shí)，希望在液力工況下工作等等。因此可以根據(jù)車輛的行駛要求，將閉鎖規(guī)律分為以下類型： 1）動(dòng)力型閉鎖規(guī)律 就是以車輛獲得良好的動(dòng)力性為主要目的的閉鎖規(guī)律，最佳動(dòng)力型閉鎖規(guī)律的控制目標(biāo)就是保證車輛具有很好的起步、越野以及加速性能。對(duì)于液力機(jī)械傳動(dòng)而言，適當(dāng)擴(kuò)大變矩器液力工況的使用范圍，充分利用變矩器的變矩能力，可以增加車輛的驅(qū)動(dòng)力。體現(xiàn)車輛動(dòng)力性能的指標(biāo)有：加速時(shí)間、爬坡度、最高車速。其中爬坡度和最高車速由車輛自身參數(shù)所決定，只有加速時(shí)間受閉鎖控制影響。 2）經(jīng)濟(jì)型閉鎖規(guī)律 就是使車輛以最小的燃油消耗為目的的閉鎖控制規(guī)律。一定工況下一般動(dòng)力型閉鎖規(guī)律優(yōu)先采用液力工況

38、，而經(jīng)濟(jì)型閉鎖規(guī)律優(yōu)先采用機(jī)械工況，由于液力工況的效率比機(jī)械工況低，所以液力工況的燃油消耗比機(jī)械工況較高。因此純粹的經(jīng)濟(jì)型閉鎖規(guī)律是不存在的，經(jīng)濟(jì)型閉鎖規(guī)律是指保證車輛動(dòng)力性能的基礎(chǔ)上盡量減小油耗的閉鎖規(guī)律，在這個(gè)前提下需要設(shè)計(jì)合理的閉鎖規(guī)律來權(quán)衡二者間的矛盾。3）轉(zhuǎn)向型閉鎖規(guī)律 就是車輛處于轉(zhuǎn)向狀態(tài)時(shí)的閉鎖規(guī)律。當(dāng)油門在一定開度時(shí)，方向盤轉(zhuǎn)角超過預(yù)定值則認(rèn)為車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)向。此時(shí)，車輛所受阻力增大，進(jìn)入液力工況可以利用變矩器增矩功能獲得較大的驅(qū)動(dòng)力矩。 4）改善閉鎖品質(zhì)的閉鎖規(guī)律 就是為改善閉鎖品質(zhì)采用的閉鎖規(guī)律，車輛閉鎖會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速突降，由此發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)釋放出慣性能量，以轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)的形式傳給傳動(dòng)系

39、統(tǒng)，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)造成較大的沖擊。設(shè)計(jì)合理的閉鎖規(guī)律可以降低由閉鎖帶來的沖擊，改善閉鎖品質(zhì)。在設(shè)計(jì)閉鎖規(guī)律時(shí)通常根據(jù)車輛要求的性能，綜合考慮多方面因素的影響，在不同的閉鎖規(guī)律中協(xié)調(diào)以期得到更為合理的閉鎖控制規(guī)律。本課題的研究考慮到軍用車輛一般對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求較低而充分強(qiáng)調(diào)動(dòng)力性的特點(diǎn)，以及考慮到改善閉鎖品質(zhì)提高傳動(dòng)系統(tǒng)壽命的要求，對(duì) 1、4 兩種閉鎖規(guī)律進(jìn)行了綜合，并應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)了較為合理的閉鎖規(guī)律。液力變機(jī)械傳動(dòng)裝置中的閉鎖離合器結(jié)合，使液力變矩器泵輪、渦輪整體回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了閉鎖，此種工況成為變矩器閉鎖工礦，離合器結(jié)合的時(shí)刻成為閉鎖點(diǎn)。3.5、履帶車輛中閉鎖參數(shù)的選擇、履帶車輛中閉鎖參數(shù)的選擇

40、：3.5.13.5.1 參數(shù)的選擇參數(shù)的選擇 （一） 、單參數(shù)控制：1、車速控制。如原鄭州鄭工機(jī)械廠的 TL180 型輪式推土機(jī)當(dāng)車速達(dá)到 40Km/h 且路面狀況良好時(shí)才能閉鎖，但這種閉鎖方式為手動(dòng)操作，以駕駛員的主觀感覺位依據(jù)。2、以兩種渦輪的轉(zhuǎn)速來控制，即低檔位用較高的，高檔時(shí)用較低的。這樣可以是高TnTn檔的機(jī)械工況范圍相對(duì)的擴(kuò)大了，效率性能提高，但是也帶來也一個(gè)問題，即為適應(yīng)外界負(fù)荷的變化，不能靠變矩器而主要靠發(fā)動(dòng)機(jī)來調(diào)節(jié)了。（二） 、雙參數(shù)閉鎖1、 根據(jù)泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速比 i來控制，當(dāng)泵輪轉(zhuǎn)速與渦輪轉(zhuǎn)速比達(dá)到預(yù)定值時(shí)，閉TPbi鎖離合器結(jié)合。它能克服單參數(shù)的缺陷，使不同油門開度下都

41、能在合理要求的閉TCn鎖點(diǎn)閉鎖。在此種情況下，已知設(shè)置的閉鎖點(diǎn)，即當(dāng)有門開度為 100%時(shí)，相對(duì)應(yīng)的泵輪TPbi轉(zhuǎn)速為，渦輪轉(zhuǎn)速為；當(dāng)油門開度為 90%、80%時(shí)，又都有一定1PnTPb1P1Tinn的與之相對(duì)應(yīng)，說明控制泵輪轉(zhuǎn)速與控制發(fā)動(dòng)機(jī)的油門開度T33PT22Pnnnn和是等效的。法國(guó)為改進(jìn) AMX-30 型履帶坦克，液力變矩器它位于前傳動(dòng)裝置之后，在 1 個(gè)專用殼體內(nèi)，有泵輪、渦輪和導(dǎo)輪 3 個(gè)工作輪，變矩器最大變矩系數(shù)為 2.23，變矩工況最高效率為 0.9(i=0.75)，偶合器工況點(diǎn)為 i=0.89，偶合器工況最大轉(zhuǎn)速比為 0.95。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為 19002400r/min。

42、變矩器的閉鎖點(diǎn)選在速比 i=0.742 處，此時(shí)渦輪轉(zhuǎn)速為 1988r/min。另外，變矩器的閉鎖是由電路控制閉鎖電控閥進(jìn)行的，邏輯電路保證在正常工作情況下，一、二、三檔時(shí)不閉鎖，為液力傳動(dòng)工況；四檔和五檔時(shí)閉鎖，為機(jī)械傳動(dòng)工況。在三檔利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)車輛時(shí)，變矩器閉鎖。換檔時(shí)變矩器自動(dòng)解鎖；換檔過程完成后可自動(dòng)閉鎖。2、 小松閉鎖是液力變矩器閉鎖條件為：選擇渦輪的轉(zhuǎn)速和變速箱油壓的大小雙參數(shù)，D275 中變矩器輸出軸轉(zhuǎn)速=1170rpm，并且變速箱油壓大于 1.95MPa 時(shí)，閉鎖；當(dāng)變矩器輸出軸轉(zhuǎn)速n*M 。因此閉鎖前后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)突然降低，例如某國(guó)產(chǎn)綜合傳動(dòng)系統(tǒng)在渦輪轉(zhuǎn)速約 1300r/m

43、in 時(shí)閉鎖，閉鎖后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低約 400r/min，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩上升的同時(shí)伴有巨大的慣性能量釋放出來，這種慣性能量的釋放會(huì)以轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)形式傳給傳動(dòng)系統(tǒng)，產(chǎn)生閉鎖沖擊。 閉鎖時(shí)機(jī)的選擇可以為閉鎖過渡過程的研究提供初始條件，閉鎖過程需要考慮閉鎖離合器操縱油壓特性的影響，這方面可以采用仿真計(jì)算得方法進(jìn)行研究，本文應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，綜合考慮閉鎖前后輸出轉(zhuǎn)矩大小盡量變化不大以及發(fā)動(dòng)機(jī)釋放出的慣性能量?jī)煞矫嬉蛩?，建立目?biāo)函數(shù)對(duì)最佳閉鎖點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 3.7 按照傳統(tǒng)閉鎖點(diǎn)的求法，以按照傳統(tǒng)閉鎖點(diǎn)的求法，以 SD23 為例進(jìn)行閉鎖點(diǎn)的確定：為例進(jìn)行閉鎖點(diǎn)的確定：.1 發(fā)動(dòng)機(jī)：169kw/2000rpm；1

44、036N.m/1400rpm ；在液力工況下變矩器數(shù)據(jù)I00.10.20.30.40.4410.50.60.70.7190.80.90.9531K2.4252.2712.121.9491.7641.691.5811.4121.2181.2181.0870.9070.7860.594(%)022.8242.3758.4770.547579.0584.6887.5587.6186.9481.627559.37Mbg(nm)335.1335.3329.3320.9313.2311.5310298.4275.3269.7242.5183136.177.52、各檔位的傳動(dòng)比：變速箱中央傳動(dòng)終傳動(dòng)總傳動(dòng)比

45、前進(jìn)I2.332.3317.17593.2413575II1.2742.3317.17550.9826135III0.732.3317.17529.2129575后退I1.792.3317.17571.6317725II0.982.3317.17539.217395III0.562.3317.17522.409943、整機(jī)重量：25.4T4、滾動(dòng)阻力估計(jì)值：滾動(dòng)阻力系數(shù)：I 檔：0.08；II 檔：0.1；III 檔：0.12f即 12. 0, 1 . 0,08. 0321fff各擋滾動(dòng)阻力為： )(4 .298708 . 90025412. 0)(248928 . 9002541 . 0)(

46、6 .199138 . 92540008. 0333231321NGfPNGfPNGfPfff5、推土機(jī)各油泵參數(shù)：類型油壓(MPa)排量(ml/r)工作轉(zhuǎn)速(r/min)工作泵2.1116.51700變速泵3.940.21952轉(zhuǎn)向泵3631696可以算出泵運(yùn)行時(shí)的阻力矩為：？)(351.1849 . 02103mNMPQMbmbm6，驅(qū)動(dòng)輪半徑：r=0.43427m。根據(jù)要求的行駛速度確定變矩器的傳動(dòng)比，7. 發(fā)動(dòng)機(jī)的特性曲線： 1400rpm 2000rpm對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線中的轉(zhuǎn)矩曲線進(jìn)行擬合：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)外特性數(shù)學(xué)模型為：-0.00063516 1.7778 -208.66 .20

47、81.7778n00063516n. 0Me2eTe柴油發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速特性數(shù)學(xué)模型為： p1 = -8.0697 p2 = 1694616946n0697. 8MeTe所以發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型為： （700n2000rpm）6 .2081.7778n00063516n. 0Me2eTe （2000rpmn）16946n0697. 8MeTe8. 根據(jù)標(biāo)出變矩器在不同輸入轉(zhuǎn)速時(shí)的公稱扭矩 見下表52DgnMbBb)(mN n I00.10.20.30.40.4410.5650141.57975141.66425139.12925135.58025132.327131.60875130.975700164.

48、199164.297161.357157.241153.468152.635151.9800214.464214.592210.752205.376200.448199.36198.4900271.431271.593266.733259.929253.692252.315251.11000335.1335.3329.3320.9313.2311.53101100405.471405.713398.453388.289378.972376.915375.1807Nm1036Nm725Nm1200482.544482.832474.192462.096451.008448.56446.41300

49、566.319566.657556.517542.321529.308526.435523.91400656.796657.188645.428628.964613.872610.54607.61500753.975754.425740.925722.025704.7700.875697.51600857.856858.368843.008821.504801.792797.44793.61700968.439969.017951.677927.401905.148900.235895.918001085.7241086.3721066.9321039.7161014.7681009.2610

50、04.419001209.7111210.4331188.7731158.4491130.6521124.5151119.120001340.41341.21317.21283.61252.81246124021001477.7911478.6731452.2131415.1691381.2121373.7151367.1n I0.60.70.7190.80.90.9531650126.074116.31425113.94825102.4562577.317557.5022532.74375700146.216134.897132.153118.82589.6766.68937.9758001

51、90.976176.192172.608155.2117.1287.10449.6900241.704222.993218.457196.425148.23110.24162.7751000298.4275.3269.7242.5183136.177.51100361.064333.113326.337293.425221.43164.68193.7751200429.696396.432388.368349.2263.52195.984111.61300504.296465.257455.793409.825309.27230.009130.9751400584.864539.588528.

52、612475.3358.68266.756151.91500671.4619.425606.825545.625411.75306.225174.3751600763.904704.768690.432620.8468.48348.416198.41700862.376795.617779.433700.825528.87393.329223.9751800966.816891.972873.828785.7592.92440.964251.119001077.224993.833973.617875.425660.63491.321279.77520001193.61101.21078.89

53、70732544.431021001315.9441214.0731189.3771069.425807.03600.201341.775由以上數(shù)據(jù)可以得出：發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線與變矩器匹配曲線如下圖所示：發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線與變矩器的匹配由上圖可得，發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器共同工作點(diǎn)為：IK01706976.3174.405012367.527502.4250.11707976174.453612216.496170.72.2710.21718971.5174.768272059.58343.62.120.31734964.9175.197551880.5901520.21.949en)(rpm)(mNMe)

54、(kWPe)(mNMwwn)(rpm0.41749958.3175.504371690.4412699.61.7640.4411753956.9175.648761617.161773.0731.690.51756955.5175.691941510.64558781.5810.61779944.5175.944031333.6341067.41.4120.71828919.7176.04311120.19461279.61.2180.7191840912.8175.869321111.79041322.961.2180.81901876.3174.43417952.53811520.81.0

55、870.92009738.4155.33462669.72881808.10.9070.9532031560.8119.26542440.78881935.5430.78612060328.770.902827195.247820600.594輸出特性曲線：對(duì)共同工作的輸出點(diǎn)進(jìn)行擬合得到： p1 = -3.1482e-010; p2 = 1.1463e-006; p3 = -0.0012809; p4 = -0.51832; p5 = 2355.22 .2355n51832. 0n0012809. 0n101463. 1n101482. 3MT2T3T64T10TC按照傳統(tǒng)閉鎖點(diǎn)選擇的理論，從

56、圖形中可以看出在變矩器輸出曲線與機(jī)械工況時(shí)的交點(diǎn)為 1036n.m/1411rpm，此點(diǎn)作為發(fā)動(dòng)機(jī)油門全開時(shí)的閉鎖點(diǎn)。在此時(shí)閉鎖，則存在在發(fā)動(dòng)機(jī)中的管性能量就要釋放出來，閉鎖前成液力變矩工況，在閉鎖點(diǎn)時(shí)渦輪轉(zhuǎn)速為 1411rpm，按插值法進(jìn)行插值計(jì)算，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為，0.71918401322.96912.8175.869321111.79041.2180.819011520.8876.3174.43417952.53811.087rpm1 .1867n96.1322141114118 .15201840nn-19011e11ee此時(shí)的轉(zhuǎn)速差為：1867.1-1411=456.1 rpm傳

57、動(dòng)比 i：755. 0i96.1322141114118 .1520719. 0ii -0.811渦輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為：96.1322141114118 .152079.1111MM54.95211ww）（mn9 .1040M1w發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為：96.1322141114118 .15208 .912MM3 .8761e1e538.896M1e傳遞扭矩差為：1040.9-896.538=144.362 N.m因此必須進(jìn)行優(yōu)化要利用根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型？9 、對(duì)變矩器原始特性進(jìn)行曲線擬合（1） 、按照下表對(duì)轉(zhuǎn)變矩比 K 進(jìn)行曲線擬合（i-K）I00.10.20.30.40.4410.50.60.70

58、.7190.80.90.9531K2.4252.2712.121.9491.7641.691.5811.4121.2181.2181.0870.9070.7860.594四次曲線擬合414. 2i*883. 0i*938. 3i*412. 6i*38. 3ifk234）（2） 、對(duì)泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)進(jìn)行擬合：B因?yàn)樽兙仄鞯难h(huán)圓 D:=0.409m,使用 8 號(hào)液力傳動(dòng)油，密度3m/kg860由公式：可得：52DgnMbBb296.4586bBbnM可得不同轉(zhuǎn)速比下的液力變矩器的泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)（min2/（r2.m） ）BI00.10.20.30.40.4410.50.60.70.7190.80.90

59、.9531*10-B63.4743.47613.41393.32683.2473.22943.21383.09362.8542.7962.5141.8971.411 0.8035四次曲線擬合：473. 3i*569. 0i*723. 6i*14174i*663.10if234B）（一）機(jī)械和液力工況下，渦輪輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩方法尋求閉鎖點(diǎn)，應(yīng)在一定的油門開度下，以渦輪轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，轉(zhuǎn)矩為縱坐標(biāo)，機(jī)械工況和液力工況下的轉(zhuǎn)矩的交點(diǎn)作為閉鎖點(diǎn)，從而進(jìn)一步得出不同油門開度下的一系列的閉鎖點(diǎn)。？1、機(jī)械工況下，渦輪與泵輪相連，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩直接傳遞到渦輪上，因此，此時(shí)的渦輪轉(zhuǎn)速為：；eTeWinn輸出轉(zhuǎn)矩為：

60、。TeTWeTTeeTTWMM1iMiM時(shí)，當(dāng)其中：。為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，；渦輪輸出轉(zhuǎn)矩，的傳動(dòng)比，為發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器之間；為渦輪轉(zhuǎn)速，；為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，N.mM m.NM i rpmn rpmn TeTWeTWeSD23 發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型為：（700n2000rpm）6 .2081.7778n00063516n. 0Me2eTe （2000rpmn）16946n0697. 8MeTe由于TeTWeTMM1i ，所以2、液力工況下：發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩，與變矩器轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩的關(guān)系變矩器輸出轉(zhuǎn)矩為： TM（218）BTKMMK 為變矩比，是 i 的函數(shù)，由變矩器原始特性給出：) i (fKK為變矩器泵輪轉(zhuǎn)矩：B