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克维斯传动:虚拟样机加速摹拟剖析
作者:无锡市克维斯传动机械有限公司    发布于:2013-04-09 08:27:00    文字:【】【】【
摘要:克维斯传动:虚拟样机加速摹拟剖析

  1液压机械无级变速器组成及协同仿真模型建立本文介绍的液压机械无级变速器的结构简图。主要由两个部分组成:机械流传动机构和液压流传动机构。行星排K1,K2和K3,固定轴齿轮对i1和i2,制动器Z1和Z2,离合器L0,L1和L2共同组成了机械流传动机构,其中i1为分流机构,K1和K2为汇流机构,K3为一个高低档位切换装置。液压流传递机构由一个双向变量泵和一个双向变量马达组成的液压容积调速回路。该液压机械无级传动系统具有纯液压段,液压机械低档段和液压机械高档段组成。

  首先使用Pro/E建立各个传动轴,齿轮以及轴上其它零件的三维实体模型,求得各零件的转动惯量,质量等物理参数。利用Pro/E与ADAMS的专业接口Mechanical/Pro,将模型送入ADAMS,经过对系统各运动部件的连接,组成可以进行仿真分析的机械系统虚拟样机模型。利用EASY5软件建立液压机械无级传动系统液压子系统,控制子系统以及发动机,车辆和负载等动力学模型。然后采用ADAMS软件提供的ADAMS/Controls模块,将机械系统仿真分析工具同控制系统设计仿真软件EASY5有机地连接起来,建立整个液压机械无级传动系统的协同仿真虚拟样机仿真模型,设置仿真参数,包括仿真的起止时间,积分步长以及允许误差等。选择合适的仿真方法,包括常用的BCSGear以及StiffGear等仿真方法,然后在EASY5环境中对机液一体化系统进行协同仿真分析。

  2液压机械段低档加速性协同仿真分析。

  本文对液压机械段低档车辆的加速性进行协同仿真分析,研究液压机械段低档液压元件变化速率对车辆加速性的影响,寻找液压元件最佳的变化速率,为控制策略的制定提供参考依据。

  仿真过程中,发动机油门全开,最大功率点对应转速为2200r/min,扭矩为1500Nm.道路阻力系数=006.马达排量保持-94mL/r不变,开始时泵排量为180mL/r,改变泵排量由180mL/r变为-180mL/r所用时间(如图3(a)所示),对系统进行3次仿真分析。

  将三种仿真结果总结如下,在该路面条件下。

  (1)在用相同时间完成液压机械段低档的情况下,前后半段泵排量的变化速率不同,会影响车辆的加速性。前半段泵排量变化用时比后半段用时少的情况下,车辆的加速性更好些。

  (2)前半段泵排量变化用时2s,泵马达已经发出了最大扭矩,受马达的限制,系统不能再提供更大的扭矩用于车辆加速。建议液压机械段低档前半段,泵排量变化时间控制在2s左右。

  (3)在用相同时间完成液压机械段低档的情况下,液压机械段低档前后半段泵排量变化速率相差较大时,马达的压力和扭矩以及发动机的扭矩在前后半段衔接时有很大的波动,对系统的冲击很大。前后半段泵排量的变化速率相差1倍,与泵排量匀速变化相比,发动机扭矩波动幅值之比为27左右。建议前后半段泵排量的变化速率应尽量接近,防止对系统造成较大的冲击。

  (4)液压机械段低档后半段时,当泵排量变化时间为21s时,发动机为系统的加速提供了最大的扭矩,继续提高泵排量的变化时间,发动机不再提供更大的扭矩用于系统加速,即液压机械段低档后半段时泵排量变化时间适宜控制在21s左右。

  3结论。

  综上所述可知,液压元件排量变化速率控制方式影响车辆的加速性,应根据外界条件的不同制定相应的控制策略。目前,该变速器已经完成了结构设计,进入了样机加工和试验阶段,本文的研究结论为其控制策略的制定和工程应用提供了重要的理论依据。

脚注信息
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