開題報(bào)告ppt-功率分流式無級(jí)變速器的研究

1、功率分流式無級(jí)變速器的研究,開 題 報(bào) 告,,報(bào)告內(nèi)容,,4、關(guān)鍵問題和難點(diǎn)問題,3、本課題研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線,2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,1、課題研究背景及意義,5、研究進(jìn)程,6、參考文獻(xiàn),課題研究背景及意義,無級(jí)變速器是汽車傳動(dòng)的最理想的一種傳動(dòng)方式，金屬V帶式無級(jí)變速器傳動(dòng)作為20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的一種新型車輛傳動(dòng)方式，可確保發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳燃油經(jīng)濟(jì)線上運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)省燃料、降低廢氣排放的目的；同時(shí)，加速無需切斷動(dòng)力，使車輛不僅乘坐

2、舒適而且超車加速性能很好，并可減輕駕駛員的駕駛疲勞，提高行車的安全性，因此獲得了越來越廣泛地應(yīng)用。 然而，由于無級(jí)變速器傳動(dòng)屬于摩擦傳動(dòng)，與齒輪傳動(dòng)相比效率有較大差距，并且由于依靠金屬帶帶來傳遞，而金屬帶承載能力有限，因而，設(shè)法改變無級(jí)變速器的效率和承載能力較低的問題就引起了廣泛地研究。,1、課題研究背景及意義,因此，為了促進(jìn)無級(jí)變速器最為車輛傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展，有必要解決金屬V帶式無級(jí)變速器的這一缺點(diǎn)。 功率分流式無級(jí)變

3、速器是指在采用無級(jí)變速器的裝置上，通過配置行星齒輪機(jī)構(gòu)及其它組件，利用功率分流的方法，使一部分功率流經(jīng)效率較低的無級(jí)變速器，另一部分功率流經(jīng)行星齒輪機(jī)構(gòu)，這兩部分功率在輸出端匯合，由于行星齒輪的效率系數(shù)比無級(jí)變速器的傳動(dòng)系數(shù)高，從而在保證無級(jí)變速器本身傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，改善整個(gè)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率。,2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,2.1國外研究情況 對(duì)無級(jí)變速器的研究在一百多年前就已經(jīng)進(jìn)行，而對(duì)功率分 流式無級(jí)變速器的研究則出現(xiàn)的

4、較晚 Takayama于1989年提出由V帶無級(jí)變速器和兩路通的差分離合器組成的功率分流傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)可以增加功率和加速能力并且同時(shí)減少V帶所承受的負(fù)荷。Cowan于1992年提出了結(jié)合行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，此裝置中太陽輪和初級(jí)變速器安裝在輸入軸上，而行星架與輸出軸結(jié)合，通過分流輸入功率，導(dǎo)致通過無級(jí)變速器的功率降低從而提高系統(tǒng)效率。,Mucino提出了一個(gè)新型的無級(jí)變速器裝置，還做了力學(xué)分析和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，給出了設(shè)計(jì)功率分

5、流無級(jí)變速器需要注意的問題和解決方案。G..Mantriota提出了一個(gè)新穎的功率分流無級(jí)變速器裝置，并通過對(duì)功率分流的研究發(fā)現(xiàn)在此裝置中必須確定的情況，以便獲得一個(gè)沒有封閉循環(huán)的功率流；其次在此基礎(chǔ)上提出具有兩個(gè)分流的功率無級(jí)變速傳動(dòng)裝置并給出相關(guān)分析。,2.2國內(nèi)研究情況 國內(nèi)對(duì)功率分流式無級(jí)變速器的研究較少常思勤、張?zhí)m春等研究設(shè)計(jì)了一款適用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)經(jīng)濟(jì)型轎車的功率分流式無級(jí)變速系統(tǒng)，并對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，使

6、之與發(fā)動(dòng)機(jī)相匹配及裝車后獲得更好的性能。黃宏成、聞居博等推導(dǎo)出一適合并聯(lián)、串聯(lián)各種組合PS-CVT傳動(dòng)效率計(jì)算公式，并通過計(jì)算分析，各選出一種并聯(lián)、串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其傳動(dòng)效率最高。張慶功、李華等發(fā)明了一種雙腔半環(huán)面型功率分流無級(jí)變速器，該機(jī)構(gòu)具備傳遞大扭矩的能力，滿足工程機(jī)械的需求。,3.本課題研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線,圖3.1 并聯(lián)PS-CVT裝置簡(jiǎn)圖,3.1 并聯(lián)式和串聯(lián)式功率分流無級(jí)變速器的研究,圖3.2 串聯(lián)PS-CVT裝置簡(jiǎn)圖,,

7、Ⅰ型功率流,Ⅱ型功率流,Ⅲ型功率流,在不同的條件下，圖3.1所示的裝置可能產(chǎn)生三種形式的功率流，如圖所示,由于Ⅰ 、Ⅱ型的輸入功率出現(xiàn)功率回流的現(xiàn)象，導(dǎo)致傳動(dòng)效率損失。因此， Ⅲ型功率流是我們希望看到的，它保證只有一部分功率流過效率低的無級(jí)變速器，從而有利于整體機(jī)構(gòu)效率的提高。所以要研究并聯(lián)PS-CVT機(jī)構(gòu)產(chǎn)生Ⅲ型功率流時(shí)功率流的情況。,,Ⅲ型功率流出現(xiàn)的條件： 由以上得出這無疑限制了功率分流系統(tǒng)在大速比范圍下的應(yīng)用。,為了

8、進(jìn)一步探討功率分流的的效果，本文將研究具有兩個(gè)分流的功率分流無級(jí)變速傳動(dòng)裝置。,圖3.3 具有兩個(gè)分流的PS-CVT裝置簡(jiǎn)圖,第一分流：并聯(lián)PS-CVT裝置Ⅲ型功率流,第二分流：串聯(lián)PS-CVT裝置的Ⅲ型功率流,3.4多目標(biāo)數(shù)學(xué)模型的建立,3.5遺傳算法求解,遺傳算法多目標(biāo)數(shù)學(xué)模型描述為：其中 表示向量極小化； 為向量目標(biāo)函數(shù)； ， 表示

9、多目標(biāo)優(yōu)化模型的約束集。,1.位串變換的參數(shù)2.計(jì)算目標(biāo)函數(shù)3.函數(shù)值向適應(yīng)值映射4.適應(yīng)值調(diào)整,,三種基本遺傳算子： 選擇算子 交叉算子 變異算子,,,優(yōu) 化 結(jié) 果,,,無級(jí)變速單元的變速原理,4.關(guān)鍵問題和難點(diǎn)問題,4、研究任務(wù)及進(jìn)度情況,研究任務(wù)1.對(duì)并聯(lián)PS-CVT和串聯(lián)PS-CVT進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析并進(jìn)行比較選出效率最高的，并選取實(shí)例進(jìn)行分析。2.完成了PS-CVT優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立，并利用

10、遺傳算法進(jìn)行求解，得出優(yōu)化結(jié)構(gòu)。3.針對(duì)無級(jí)變速單元金屬帶的軸向偏移問題，分析現(xiàn)有各自方法的利弊，選取一種方法來徹底消除金屬帶的軸向偏移現(xiàn)象。,進(jìn)度安排：2012.10-2012.12：搜集資料，閱讀文檔,確定具體研究?jī)?nèi)容。 2013.1：熟悉課題要用到的各種開發(fā)工具。2013.3：查閱資料完成開題報(bào)告。2013.7-2013.9：PS-CVT的優(yōu)化設(shè)計(jì)。2013.12-2014.1：解決無級(jí)變速單元金屬帶存

11、在的軸向偏移問題。2014.1-2014.2：進(jìn)一步研究存在的問題。2014.3-2014.5：按要求撰寫論文。2014.6：準(zhǔn)備論文答辯。,參考文獻(xiàn)[1] 魏英俊，常思勤，王蜀.新型車用功率分流式自動(dòng)變速器的研究[J].中國機(jī)械工程，2004,15(22):2055-2058[2] 余志生.汽車?yán)碚揫M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.52-53.[3]葛安林.車輛自動(dòng)變速理論與設(shè)計(jì)[M].第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社

12、，1993.5.[4] 徐立友，周志立，張明柱，等.拖拉機(jī)液壓機(jī)械無級(jí)變速器設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2006,37（7）：5-8.[5] 王幼民，唐鈴風(fēng).金屬帶式無級(jí)變速器的研究綜述[J].機(jī)械傳動(dòng)，2007.31（6）：95—100.,[6] 程乃士，張德莀，劉溫等.金屬帶式車用無級(jí)變速器[J]. 中國機(jī)械工程，2000，11(12):1421-1423[7] 饒振綱.行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.1

13、4-15[8] 韓冬，黃宏成，褚旭陽等.可實(shí)現(xiàn)高扭矩傳遞的車用功率分流式無級(jí)變速器的設(shè)計(jì)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.2008.10(10):109-110[9] 張?zhí)m春，常思勤.功率分流式無級(jí)變速器的整車經(jīng)濟(jì)研究[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008.32（3）：346-349[10] 劉振軍，秦大同等.車輛雙離合器自動(dòng)變速傳動(dòng)技術(shù)研究進(jìn)展分析[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào).2005(11)[11] Toru Fujii,et

14、al.A Study of Metal Pushing V-Belt Type CVT-Part1:Relation Between Transmitted Torque and pulley Thrust [J].SAE930666[12] G Mantriota. Power split continuously variabletransmission systems with higf effiency [J].Proc In

15、stn Mech Engrs D 2001(215),[13] 許允峰.新型車用功率分流式無級(jí)變速器系統(tǒng)的控制與仿真[D].南京：南京理工大學(xué)，2002[14]魏英俊.新型車用功率分流式自動(dòng)變速器的研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2006[15]馬友軍．功率分流式自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)研究與工程化設(shè)計(jì)[D].南京：南京理工大學(xué)，2002[16] 高路，于海斌，王宏.汽車 無級(jí)變速器原理與控制[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù).2005,24(

16、4)[l7]楊勇，文丹，羅安等.基于多目標(biāo)優(yōu)化的模糊滑落變結(jié)構(gòu)控制及應(yīng)用[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006（12）：1149-1154[18]雷英杰，張善文，李續(xù)武.MATLAB遺傳算法工具箱及應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2005.4[19」Akehurst S,Parker D A,Vaughan N D.Potential for economy improverments reducing fricti