如何开展升降车机液复合无级传动系统的建模与仿真研究??   从化良口升降车出租,  升降车出租,  从化升降车出租   为了研究车辆在最佳动力性和最佳经济性状态下行驶时，车速、发动机转速以及变量泵控制斜盘的变化规律，建立了车辆整车的仿真模型。动力一路由发动机经离合器传递给无级变速器的内齿圈，一路由变量泵经液压马达传递给太阳轮。在建模的过程中，关心的部件为发动机、无级变速器、变量泵控制斜盘、整车模型。下面针对各子系统分别进行探讨，且假定离合器以及结合，即发动机的转速与无级变速器内齿圈的转速相同。

     发动机模型,   通过查询所选定的发动机的技术参数以及发动机台架实验数据可知，所得到的发动机转矩eT、发动机功率eP以及发动机燃油消耗率eb都是其油门开的和转速en的函数，通过这些数据可以构建本文在仿真中所需要的发动机模型。因为发动机是一个十分复杂的系统，发动机动态模型的建立，目前还存在着诸多困难，不仅缺乏足够实验基础的支撑，也缺乏实用的数学方法描述。在实际应用中，发动机模型主要的描述方法是使用其稳态试验时得到的数据，构造出发动机稳态状况下其输出转矩和油门开度以及转速之间的关系式，这样就可以将发动机从开始到结束全过程范围内的所有特性都描述出来，这被广泛应用于无级变速器的控制系统中。然而，在车辆工作时，其发动机通常是在非稳态情况下运行的。在非稳态工作情况下，油门瞬时变化时，其特征和稳态情况下差别很大，动态特性也较难描述，一般是用一个经过简化之后的一阶惯性环节来描述，此惯性环节表示为：sednTskeT，edT、eT—分别表示为非稳态情况下和稳态情况下，车辆发动机所向外传递的转矩；—为发动机油门的开度；66en—为发动机输出转速；—为滞后时间；s—为拉氏变换因子；k—为动态特性的拟合系数。

      因为本文所述的机液复合无级变速器模型十分复杂，全部建模比较复杂，故在进行无级变速器建模之前，首先需要对其模型进行简化，其简化模型的传动示意图。对整个系统进行分析，根据理论力学相关知识，可以得到如下的方程组：1J、2J、rJ—分别为发动机输出轴、液压马达输出轴、以及无级变速器输出轴的转动惯量；1、2、r—分别为发动机输出轴的角速度、液压马达输出轴的角速度、无级变速器输出轴的角速度；1T、2T、rT—分别为发动机、液压马达、无级变速器输出轴的扭矩；1R、3R、4R—分别为内齿圈1、太阳轮3、齿轮4的半径；F—为齿轮间的作用内力；对于既定的变速器，式中ba、为常数。即是系统的运动微分方程。

    整车模型由汽车动力学相关知识知，车辆的驱动力dF是其滚动阻力、坡度阻力、风动阻力以及加速阻力的合力。dtdFGfGCmAidd，G—车的重量；i—道路坡度；f—滚动阻力系数；—车速；dC—风阻系数；A—车辆的迎风面积.

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    整车行驶过程的仿真分析,   1）将发动机的初始转动速度设置为每分钟1000转，将车辆的初始车速设定为零，油门设置为固定值70%，仿真车辆从起步加速一直到最大车速的全过程中，发动机转速的变化规律以及变量泵控制斜盘摆角的变化规律。发动机以每分1000转的转速逐渐升高，因为发动机是按最佳动力性进行仿真的，所以可以将发动机的转速和在此油门开度下车辆最佳动力性目标转速进行比较，结果发现发动机的转速与目标转速吻合甚好，只用了几秒就迅速达到了目标转速。车辆的速度从零点迅速增加，只用了大约20秒就达到了将近30千米/小时，在大约60秒的时候，车辆的速度接近于最大车速65千米/小时。这与理论设计的结果十分符合，因此可以证明所建立的仿真模型是正确的。可以观察到车辆自起步到加速的全过程中，变量泵控制斜盘摆角的变化规律。从其仿真曲线中可以看出，在车辆起步的前几秒，变量泵控制斜盘摆角维持在负向最大值，然后开始摆动，在大约16秒后，控制斜盘摆角达到正向最大，在大约26秒之后，控制斜盘摆角摆动的速度开始变慢，一直持续到55秒时，车速达到最大值，控制斜盘摆角维持在正向最大值。

    2) 将发动机的初始转动速度设定为每分钟1000转，车速设定为零，然后让油门开度在30秒的时候，从40%突然阶跃增加至70%，制动力为零，可以得出发动机转速、车速以及变量泵控制斜盘摆角的变化规律:  当油门张开的度数增大的时候，发动机的转速增大的很快。在第11秒的时候，发动机的转动速度接近每分钟1550转，这与在此油门开度下想要的目标转速十分符合，由此可知，发动机的转动速度响应十分迅速，由于30秒的时候油门开度猛然增加到了70%，车辆的目标转速发生改变，发动机的转转动速度也迅速开始升高，而后的10秒内即又达到了目标转速，并且保持在了此转速下。车辆的速度增加的十分快，在30秒时就已经接近M每小时35千米了，因为此时车辆油门突然增大，故其加速度也突然开始增加，在图中表现为拐点。此后，大约在70秒的时候，车速达到了最大值。车辆整个起步加速过程中，当油门在30秒时发生阶跃变化时，变量泵控制斜盘摆角的变化规律。从仿真运算的结果容易看出，在起步的前几秒，变量泵控制斜盘摆角维持在负方向的最大之值，实现的是最大传动比，此后开始摆动，大概10秒钟之后，控制斜盘摆角转到正方向的最大值之处，而后开始朝负向摆动，在30秒时，因为发动机油门发生阶跃变化，故，发动机的转速以及车速都发生了改变，控制斜盘摆角也发生了变化，40秒之后，发动机和车速都趋于稳定，变量泵控制斜盘也开始稳定，直到70秒时，车辆的行驶速度接近最大值，变量泵控制斜盘摆角也保持在正方向的最大值，达到最小的传动比输出。

     3）假设车辆以恒定车速65km/h的速度行驶，而后驾驶员稍微松松油门踏板进行减速，仿真所得的发动机以及无级变速器效率随着时间变化的情况.   当车辆以某个给定的车速行驶，然后松开油门踏板进行减速时，可以通过减小变量泵的输出功率而稳定发动机的输出功率，最后稳定时，发动机的工作效率可以保持在86.5%以上，而变速器的效率虽然有一些降低，但最后仍然能够保持在98%以上。

      研究车辆以最佳动力性行驶时，车速、发动机转速、发动机效率、变量泵控制斜盘摆角以及无级变速器效率的变化规律。主要工作包括以下几点：1）建立了仿真所需要的发动机的模型；2）建立了基于差动轮系的机液复合无级变速器以及工程车辆整车系统的73SIMULINK模型，并根据建立的模型对车辆整个行驶过程进行了仿真分析，以找到发动机转速、发动机效率、整车、变量泵控制斜盘摆角以及无级变速器效率的变化规律。

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