金屬帶無級變速傳動系統(tǒng)電控電動執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計方法.pdf

1、金屬帶式無級變速器（CVT）存在三種調(diào)節(jié)方式：機械調(diào)節(jié)式、電控液動式和電控電動式，其中電控電動式無級變速器又分為單電機式和雙電機式。本文的研究對象是雙電機式的電控電動式無級變速器，兩個電機分別負責(zé)調(diào)節(jié)速比和夾緊力，簡稱為夾緊力主動可調(diào)的電控電動式無級變速器，即 EMCC-CVT（Electro-mechanical Clamping force Controllable CVT）。本文通過對傳統(tǒng)電控液動式CVT(EH-CVT)、單電機式

2、電控電動式CVT（夾緊力不可主動調(diào)節(jié)，簡稱EM-CVT）和EMCC-CVT結(jié)構(gòu)原理和控制機理的對比分析，提出了EH-CVT、EM-CVT和EMCC-CVT的基本異同；通過對電控電動執(zhí)行機構(gòu)結(jié)構(gòu)原理的分析，建立了EMCC-CVT模型，并為執(zhí)行機構(gòu)部件匹配合理的參數(shù)使其滿足CVT實際工作的需要；基于遺傳算法對EM-CVT和EMCC-CVT結(jié)構(gòu)中的碟簧進行參數(shù)優(yōu)化，以滿足單電機和雙電機式EM-CVT中的電機負載最小，降低其功率損耗；根據(jù)EMC

3、C-CVT的模型及優(yōu)化后的碟簧參數(shù)，對比了EH-CVT、EM-CVT和EMCC-CVT執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計功率大小及EM-CVT和EMCC-CVT在速比變化過程中的系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩損失大小；最后，基于Matlab/Simulink搭建了EMCC-CVT的仿真模型，依據(jù)變速器夾緊力和速比的跟隨情況對EMCC-CVT仿真模型進行了校驗，對比了EMCC-CVT、EM-CVT系統(tǒng)的效率損失，計算了考慮EM-CVT和EMCC-CVT效率的整車模型的等速百公里油

4、耗及十五工況折合百公里油耗，校驗了考慮EMCC-CVT效率的整車是否能夠滿足動力性需求。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴設(shè)計了金屬帶無級變速電控電動執(zhí)行機構(gòu)及EMCC-CVT的計算模型，并為執(zhí)行機構(gòu)各部件匹配了合理的參數(shù)；基于遺傳算法完成了 EM-CVT和EMCC-CVT系統(tǒng)中的碟簧參數(shù)優(yōu)化匹配。⑵對比了EH-CVT、EM-CVT和EMCC-CVT執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計功率及EM-CVT和EMCC-CVT在速比變化過程中整個CVT系統(tǒng)及帶與帶

5、輪間的轉(zhuǎn)矩損失大小。通過定量的分析，可以看出雙電機式電控電動執(zhí)行機構(gòu)相比液壓式執(zhí)行機構(gòu)，其設(shè)計功率下降了50%以上；雖然雙電機式電控電動執(zhí)行機構(gòu)相比單電機式執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計功率大，但由于EM-CVT從動帶輪夾緊力由碟簧提供且不可主動調(diào)節(jié)，實際工作中，金屬帶與帶輪之間存在較大的富余力，大大提高了EM-CVT系統(tǒng)的能量損失，通過對比仿真得出EMCC-CVT相比EM-CVT，其富余力的減小值較大，根據(jù)富余力的差值可估算出EMCC-CVT相比EM

6、-CVT，其金屬帶與帶輪之間減小的功率損失值約占發(fā)動機輸出功率的5%~8%。⑶利用Matlab/Simulink搭建了EMCC-CVT及搭載EMCC-CVT的整車控制系統(tǒng)模型，通過變速器夾緊力和速比的良好跟隨驗證了EMCC-CVT執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計方法、結(jié)構(gòu)參數(shù)及仿真模型的合理性；對比分析了EM-CVT和EMCC-CVT執(zhí)行機構(gòu)的效率，結(jié)果證明EMCC-CVT效率優(yōu)于EM-CVT；計算了考慮EM-CVT和EMCC-CVT效率的整車模型的等速