文摘

小说dual-belt一家的连续变量传输(DBVCVT)系统,适用于重型车辆,先前提出的作者为了改善传统single-belt CVT的低扭矩能力。这个DBVCVT是一个连续变量传输和新颖的设计是需要原型试验研究,和分析动态模型DBVCVT也需要实验验证。这工作最初DBVCVT捏造一个原型,并集成了此原型的轻载半实物试验装置更换发动机和负载设备与交流电动机和磁粉测功机。此外,使用这种新开发的试验装置,这项工作实现了首次DBVCVT的实验研究。实验和仿真结果的比较验证DBVCVT先前提出的分析模型,和一些基本特征的DBVCVT的可靠性、速度比,和传动效率也实验研究。,这个测试平台开发与分析模型奠定了基础为进一步研究这本小说DBVCVT。

1。介绍

连续变量传输(CVT)是一种自动变速器正越来越多地用于汽车应用。除了自动变速器,CVT也越来越多地用于操作动能回收系统和混合动力汽车的操作(1- - - - - -5]。事实上,CVT是理想的设计和其他传输相比,具有很多优点,如无限齿轮比率,平滑的变化速度比,简单的机制,更轻的重量。通常,一家的CVT基于单一金属推三角皮带是目前最受欢迎的类型的CVT由于其良好的可靠性,耐久性,和效率6- - - - - -10]。鉴于它的受欢迎程度,本研究着重于一家的CVT。图1显示了一家的CVT的模型和金属三角皮带。尽管有这些优点,一家的CVT仍有相当大的潜力提高传输效率。不足的主要原因传输效率的现代一家CVT变速器中过多的夹紧力是防止金属腰带。更高的锁模力会导致额外的系统中摩擦损失,因为额外的机械负载应用到所有变速器部分。过度的夹紧力也会降低钢的生活元素,因为挤压力量大于几乎不需要发动机功率的传播力量。此外,三角皮带和滑轮之间的接触压力高于最低要求的压力,进一步增加了穿。在下滑的风险,许多研究集中在减少夹紧力,以提高传输效率(9,11]。

同样,转矩能力也是现代cvt的主要局限性,目前有限的钢带的强度和承受转矩之间的摩擦磨损的能力来源和传输介质(12,13]。目前,single-belt一家的CVT了3500 cc类的车辆,如日产最大值,可以处理大约350 N·m在4400 RPM扭矩;这是一家运输的最大扭矩能力的CVT迄今为止(14]。简而言之,一家的CVT目前只适用于小转矩轿车,因为转矩能力有限。

在所有现有的研究在CVT系统中,很少人关注一家的CVT扭矩能力增强;大多数现有的文献研究了影响皮带和皮带轮之间的摩擦特性的最大转矩稳定和瞬态状态(15- - - - - -22]。

大功率和扭矩传输与传统的皮带轮和皮带传动系统,dual-belt或multiple-belt系统通常会用来代替single-belt系统。2009年,作者表明,dual-rubber带的使用可以提高扭矩能力的离心式CVT摩托车(23]。因此,它极大的兴趣这一概念扩展到一家的CVT系统。在现有的文献中,没有一家运输dual-belt CVT可用,但高效的动力传动系统、公司开发了一个类似的CVT原型如图2,这是针对轻型和中型申请前或后轮驱动,可以支持更高的扭矩范围和更高层次的效率比其他任何CVT变速器市场上今天21]。这个CVT也被称为内联链CVT及其详细设计了(24]。内联CVT实际上是一个连锁CVT系统,但它连接两个单一链系列。图2显示了系列配置两个链传递的扭矩从第一第二链链。相比普通CVT相同比例范围,第一个CVT的比例乘以第二CVT的比例来达到相同的常规CVT的比率;因此,两个阶段的内联CVT的个体比要小得多。因此,可以操作这个内联CVT接近,它可以提高效率(25]。然而,这种内联CVT也有一些缺点:内联CVT略大的垂直方向:一旦用于重型车辆,必须有一个非常大的地面间隙(25];它需要两个分离的速度比例控制系统控制的速度比例两组轮链传动,导致高成本和复杂性;它实际上是一个两级single-belt /链CVT系统:传统single-belt /链的最大转矩限制CVT系统仍然存在;因为它继承自single-belt /链CVT系统的属性,两种CVT仍需要overclamped;夹紧力可以减少传输效率高和组件的寿命。除此之外,这是非常必要的,内联CVT设计使用两个链代替腰带。不同于一家的CVT带、链的缺点如下。链产生更多的噪音和振动比一家金属推动汽车三角带。这是由于连续运行的相对较少的针轮。一个更复杂的结构链意味着昂贵的维护和修理工具。它是高成本。针是有效地减少了一半的数量,降低链刚度和强度(26,27]。

克服上述局限当前single-belt一家的CVT和内联CVT,本文提出了一种新颖的并行无级变速传动。传输命名dual-belt一家(DBVCVT)无级变速传动系统,可实现对重型车辆和在最大转矩和效率显著提高。平行配置的双皮带,跨越两个皮带和皮带轮集是相同的,因此只有一个速度比控制器与内联CVT相比是必需的。此外,扭矩能力的两个相同的single-belt cvt可以添加。此外,夹紧力可以共享两个腰带,增加耐久性的腰带。尽管作者以前提出的想法dual-belt CVT在[29日),当时的设计和模型很简单的考虑异步带运动等等。此外,在以前的工作没有实质性的实验研究。

自动变速器,由于传导机制是非常复杂和困难的发展中一个精确的分析模型,半技术作为一种有效的工具一直是广泛用于分析自动变速箱的传动性能。有一些作品结构通常被认为是低成本的半实物仿真实际的传输控制单元(TCU)与一个虚拟被控对象,采用实时硬件平台来模拟TCU的外部环境,如传感器信号和通信接口(30.- - - - - -32]。Hagiwara等人认为CVT的传动非线性,然后建立了一个实时仿真模型的速度比变化来验证TCU速度比例控制算法。白等人使用SimDriveline仿真软件工具箱建立实时自动传输系统的仿真模型,包括液压系统模型、变矩器模型,车辆动力学模型(33]。Matsumura等人建立了一套完整的TCU半实物试验系统,包括软件和硬件平台。软件平台包括离合器控制、转移控制,压力控制系统,故障诊断系统,和其他组件,而硬件平台包括控制单元、传动装置、接口模块、故障模拟,和其他传感器(34]。Brendecke和Kucukay dSPACE实时平台用于测试的真正TCU (35]。燕等人使用一个实时车辆模型仿真平台传输信号和与TCU,通信连接的实际执行机构与TCU构成半实物测试系统(36- - - - - -38]。哦等人使用一个实时仿真平台建立CVT的传动模型并进行了TCU半实物试验,包括速度比率变化模型,变矩器锁定控制模型和系统压力控制模式39]。事实上,关键是建立一个精确控制的半实物仿真对象模型,但是这个问题已经很少在上面讨论的文献;特别是当致动器的控制对象模型更复杂,它可以直接影响试验结果的可靠性。目前,半实物试验的cvt的传动机构模型尚未报道。

此外,快速控制原型是一个有效的方法来验证控制算法的合理性通过连接一个虚拟控制器与一个真正的控制对象。Steiber等人建立了一个电化传动试验台,驱动电动机模拟引擎,负载电机模拟车辆行驶阻力和惯性,他们使用GT-power传输和AMESim建立传输模型(40,41]。损害使用CarSim建立车辆模型,开发一种半实物测试平台基于实时的传输RT-LAB平台和QNX实时操作系统(42]。太阳等人采用dSPACE实时平台上的实验研究TCU快速控制原型的CVT43]。杨和赵xPC目标实时仿真平台和Dymola建模建立传输模型的快速控制原型(44]。总之,当前快速控制原型测试结构通常可以分为两类:一是建立一个完整的传输系统来模拟实际的驾驶条件。然而,这种类型的结构是一个复杂和高成本,功耗大。另一个是仅设计将特定的致动器的控制回路结构简单,但它不反映各个组件之间的耦合和整个传动系统的工作特性。结合两种结构的优点,提出了一种新的结构良好的意义。

另外,上面的快速控制原型的目的是模拟对象或控制器控制。然而,控制对象通常有许多组件,控制器通常有多种功能。所以它是合理的考虑,一些部件和控制功能可以被实时硬件所取代。Turbett等人建立了一个电化传动试验台,研究发动机仿真、惯量模拟,行驶阻力模拟,建立semiphysical仿真平台的传播45]。高等人建立了一个电化CVT的试验台,测试控制软件可以实现驱动程序模拟和负载模拟,和试验台使用真实TCU (46]。除了运行阻力模型基于道路试验数据,作者考虑了扰动力矩补偿提高准确性和处理后获得的道路测试数据;他们实现这一目标在测试台上。在某种程度上,这可以成为一个有效的替代道路测试,降低测试成本,提高测试效率。Katsu和Matsumura构成了TCU CVT由主机的测试平台,实时硬件平台、传动装置、和信号接口电路(47]。Delphi的基础上车辆半实物虚拟测试平台,郑等人使用OPAL-RT试驾构造半实物实时仿真系统的控制策略和算法模型,研究在传播48,49]。

,根据不同的目的和对象的测试、半实物系统的结构可以是不同的因此,但结构的核心始终是相同的,即模拟控制器和控制对象。为新提议DBVCVT,根据作者的研究最好的知识,没有任何DBVCVT的试验台系统的开发开放的文学。这工作首次开发了半实物试验装置的制造新的DBVCVT原型,为进一步的研究提供一个测试平台的传输性能和DBVCVT的控制系统。在这个发展,克服缺点的常规试验装置的CVT等复杂结构,成本高,能耗大,这工作取代发动机和负载设备与交流电动机和磁粉测功机试验台的DBVCVT为一个更简单的结构和较低的成本和功耗。验证可行性分析的传输性能DBVCVT系统更准确地说,这项工作也验证分析模型DBVCVT作者以前提出的。这个新验证分析模型还可以用于设计一个先进DBVCVT控制系统在未来的研究中,旨在提高系统的可靠性,耐久性,和效率。此外,进一步的实验研究与分析模型相比,集体分析DBVCVT的传输性能,并提供进一步的基础造型、仿真和控制。

2。提出DBVCVT设计和实现

图3描绘DBVCVT提议的方案设计,其原理类似于single-belt一家的CVT (SBVCVT),因为它由两个相同的single-belt一家的CVT系统和同步机制。图4显示了实验装置的原型DBVCVT及其试验装置。每一家运输single-belt CVT的人物4用于660 cc的汽车类的最大输入扭矩88 N·m [50]。显然,有四个变量组滑轮和两个钢汽车三角带。在输入轴,滑轮3、4、7、8和输入轴同步旋转。滑轮可以横向移动4和8主同步拨叉,而滑轮3和7与输入轴是固定轴和耦合。除此之外,有一个直流伺服电机和电源螺丝机制推或拉的主要同步拨叉,改变主滑轮的工作半径。极端的重型应用,直流电机驱动系统可以取代电动液压驱动系统。在输出端,滑轮1、2、5和6的两个输入轴旋转一个逆差动齿轮箱,分别。同样,滑轮1和5也可以由二级同步拨叉轴向移动。滑轮2和6固定轴向,加上两个逆差动齿轮箱的输入轴,分别,然后最终的输出是逆差动齿轮箱的输出轴。

从理论上讲,中小滑轮和皮带同时旋转,因为两组主滑轮与相同的输入轴连接,但皮带的速度可能不是由于制造公差穿着问题,一致。因此,可以产生更多的功率损耗如果所有二级滑轮与相同的输出轴连接。因此,提出了一种逆差动齿轮箱安装在DBVCVT异步为了解决这个问题,可以进入两个不同的速度和平均速度的输入输出。负载细胞在图3是用来测量弹簧力提供初级和二级滑轮的轴向夹紧力。事实上,不宜在CVT系统[51),所以这个弹簧力是美联储DBVCVT控制器作为反馈信号,避免滑倒。关于DBVCVT控制的详细的研究将在未来的研究论文。

为了改变二级滑轮的工作半径,直流伺服电动机与电源螺丝机制还用于推或拉二级同步拨叉。中小学同步转变叉用于不同宽度的滑轮始终确保两个SBVCVT系统的同步运动。如果宽度的两个主要或次要滑轮在同一轴可以是相同的,相同的带位置。换句话说,相同的夹紧力对初级或中级滑轮可以保证。此外,春天是一个非常强大的力量之间的安装螺丝机制,第二拨叉。春天不仅是用来防止金属汽车三角带伤害但也提供了滑轮的轴向夹紧力。

在图3电子控制单元(ECU)接收所有的信号包括发动机负载和车速信号,然后发送控制信号驱动直流伺服电机。例如,当发动机负荷的增加被认为是常数和车辆速度检测ECU,伺服电机可以开动中小学同步转变叉子,迫使主要滑轮推而迫使二级滑轮被释放或举行,不仅实现更高的传动比或超速模式还保持一个最佳的发动机转速操作线实现燃油经济性。轮宽度的变化,金属汽车三角带被迫向外移动在主滑轮和进口在二级滑轮由于楔滑轮的表面。自两个汽车三角带的长度不变,主滑轮的工作直径增加而二级滑轮的相应减少。同样,当车辆运行在高传动比,开始爬上斜坡,司机通常会抑制踩油门加速车辆。当车辆速度趋于减少,ECU促动中小学同步叉子改变传动比转向较低水平。因此,主要的滑轮的工作直径变小,相应的二级滑轮的变得更大。所有控制操作依赖ECU中存储一个查找表,但它没有给出细节,因为有限长度的纸。

,DBVCVT由作者开发的试验装置可以用来测量速度比,滑,DBVCVT的传输效率。在下一节中考虑的基本性能测试DBVCVT基于这个测试平台。

3所示。实验研究DBVCVT

自DBVCVT是一个新的概念,建立上述试验台的原因是证明DBVCVT的工作原理。之前,作者开发了一个分析模型的DBVCVT [29日];自然实验研究这项工作的目的是验证分析模型,进一步分析了传输性能由以下的基本性能测试DBVCVT:致动器性能测试,速度比改变测试和传动效率测试。至于致动器性能,DBVCVT由相同的执行机构用于电子控制系统夹紧力和速度比,分别。因此,本文研究的特点,致动器的速度比值判别法。此外,在CVT速比变化是一个重要的问题。为了达到良好的速度比的变化,有必要研究速度比率变化的特点。DBVCVT,如果改变的速度比的经验公式表达的测试数据,有很多实验需要推导公式。有可能是不可靠的和普遍由于特定的试验条件。因此,本文认为基于DBVCVT的复杂机制的分析模型来描述速度比改变(29日)和速度比值判别法的实现能够可靠地与该分析模型分析速度比变化。此外,传输效率是最重要的整体性能指标,然而,传统的cvt的明显缺点是传输效率越低。在速度比值判别法,本文还分析了传动效率分析模型和试验装置为了提高传输效率和改善DBVCVT的设计提供参考。

值得一提的是,DBVCVT在这个工作的基本性能测试包括可靠性测试。通常,DBVCVT的完整可靠性测试应该包括驱动交流电动机的可靠性,能量吸收测功器的可靠性,致动器系统的可靠性。事实上,由于直流伺服电机是机电系统的重要组成部分,其可靠性测试应该包括寿命试验和运行可靠性测试。此外,整个DBVCVT应该确保可靠性,设计寿命期间,该系统能满足最大转矩的要求适用于正常操作。此外,一个参数滑率直接相关,可以反映稳定的摩擦系数和磨损的问题。然而,这个完整的可靠性测试需要很长时间多次运行,是一种破坏性测试。所以,这项工作是限于实验条件,因此简化了可靠性测试。同样,对于驾驶循环测试,综合传输性能测试方法应与驾驶循环测试。本文试验装置包括在模拟循环,以交流电动机和测功器而不是小发动机和负载设备。为了实现这个实验的目的,这项工作并不包括驾驶循环测试因为驱动周期的仿真需要建立整车的传播模型。

3.1。可靠性测试

DBVCVT的试验装置是由作者数小时,油温传感器显示约44°C在整个测试中,并没有明显的损伤和划痕在整个系统中,这表明DBVCVT具有良好的操作可靠性和稳定的摩擦系数。

3.2。速度比值判别法

的工作原理DBVCVT,速度比变化取决于中小学滑轮的轴向运动,这是通过两个直流伺服电机的旋转度。直流伺服电机的转动滑轮的轴向位置变化通过螺杆机制的力量。速度比测试,本文旨在发展直流伺服电动机的旋转程度之间的关系和滑轮的轴向位置。

的考虑滑,速度比负载下也叫几何比例可以被定义为

速度比在任何负荷可以被定义为

可以被定义为滑动的比例

输入和输出速度,分别由两个速度传感器测量,是60-toothed磁传感器;然后可以获得速度比在任何负荷(2)。从(3),它是测量滑指出,关键是确定几何比率。在本文中,通过测量中小学滑轮的轴向位移,相应的几何比例可以计算。这是通过安装两个线性可变差动变压器(线性)。自特殊的传导机制DBVCVT决定带沿滑轮移动向内或向外转移时,皮带的激进和轴向运动可引起的轴向偏差带由于固定长度的皮带,如图5。这带的轴向偏差会影响传输效率和速度比(29日),有必要开发速度的分析模型比基于带的轴向偏差。

作者在开发测试平台时,需要确保没有带的轴向偏差。同时,对称中心主轮和第二轮之间的一致,所以主轮的工作半径可以显示为

相应的工作半径下的二级皮带轮可以显示为

在图5(一个),当皮带在主轮向内移动,移动主轮左移和相应的滑轮的轴向移动的位移主要由主要的线性图4可以被视为

然后,主轮的工作半径可以显示为

同时,二级皮带轮上的带向外移动,移动二级滑轮,移动和相应的辅助轮的轴向移动的位移测量二次线性图4可以被视为

然后,第二轮的工作半径可以显示为

速度比增加,可以定义为

在图5 (b),当皮带在主轮向外移动,移动主轮移动正确的滑轮和相应的轴向移动的位移主要由主要的线性图4可以被视为

然后,主轮的工作半径可以显示为

同时,二级皮带轮上的皮带向内移动,移动二级皮带轮左移动,和相应的辅助轮的轴向移动的位移测量二次线性图4可以被视为

然后,第二轮的工作半径可以显示为

速度比减少,可以定义为

从图5的轴向偏差带可以被定义为

使用(10)和(15),(16)可以显示为

由于滑轮的轴向运动是由直流伺服电机,主轮的轴向运动之间的关系和直流伺服电机的旋转程度可以被定义为(52] 在哪里是螺纹的螺距,齿轮箱的速度比,是主要的直流伺服电动机的旋转程度。

同样,第二轮的轴向运动之间的关系和直流伺服电机的旋转程度可以被定义为 在哪里二次直流伺服电动机的旋转程度。

的主锁模力DBVCVT调整直流伺服电动机和测量的测压元件主要滑轮如图4。总主要夹紧力之间的关系一家运输带的连续变量传输(VCVT)系统和直流伺服电机 在哪里是主要的直流伺服电机的驱动转矩,是螺纹的平均直径,是螺纹的螺纹升角,相当于摩擦角(52]。

DBVCVT的辅助夹紧力调整直流伺服电动机和测量的负载细胞次生滑轮如图4。总辅助夹紧力之间的关系带VCVT系统和直流伺服电机 在哪里是二次直流伺服电机的驱动转矩,是弹簧刚度,预加载弹簧力。如前所述,DBVCVT由两个人SBVCVT系统相结合,可以设置为2的DBVCVT SBVCVT系统和为1。

此外,钢带的工作长度可以计算

基于(1)~ (22),比速度可以获得。的分析模型DBVCVT一直在作者以前提出的一个会议文献[29日),所需的轴向夹紧力下的中小学滑轮高传动比和较低的传动比可以获得。由于有限的页面,DBVCVT不是提到的分析模型。此外,仿真测试中使用的参数如表所示1的几何和力学参数来自原型DBVCVT节2、实验、手册、和制造商目录。原型设计是基于现有的600 cc的汽车的组件。关于参数的来源,,,,,,他们提出了部分3所示。3和DBVCVT的分析模型29日]。值得一提的是,滑动角的值在表1被假定为90°,因为金正日和李实验发现,接触角,钢铁元素和滑轮之间的径向运动大约10只发生了变化⁻⁴~ 10⁻³毫米,可以被忽视而切向运动(12]。

事实上,传输效率和比精度降低时带的轴向偏差增加(53]。DBVCVT,滑轮的轴向移动的位移和由两个致动器控制系统。可以提供系统所需的夹紧力;其他可以旋转没有加载系统推或拉。虽然两个直流伺服电机的同步控制简单,DBVCVT在增加轴向错位的风险。所以,使用独立的控制比前者好。为了实现精确的速度比例控制,速度之间的关系比和主直流伺服电动机的旋转程度是必要的保证。在测试中,作者首先设置DBVCVT的初始位置,然后改变主直流伺服电动机的旋转程度。通过测量轴向位移移动的滑轮和和计算的速度比(15),速度之间的关系比和主直流伺服电动机的旋转程度图6。通过比较使用分析模型的仿真结果与实验结果在试验台的基础上,他们是在良好的协议,该分析模型是有效的。一个结论是,使用分析模型可以调整速度比通过控制主直流伺服电动机的旋转程度。

事实上,DBVCVT的控制本质上是夹紧力的控制。DBVCVT,主轮的轴向夹紧力控制速度比在第二轮的轴向夹紧力控制滑动。DBVCVT的分析模型,速度比变化是派生的输入扭矩、输入速度、目标速度比和中小学夹紧力。本文实现了下面的速度比值判别法来研究上述主夹紧力和速度比之间的关系。

的分析模型DBVCVT一直在作者以前提出的一个会议文献[29日),众所周知,一个轴向夹紧力带VCVT系统输入转矩和速度比的函数。换句话说,不同的轴向夹紧力所需的各种组合输入扭矩和速度。结合实验非常复杂。减少的数量组合的变量在实验中,整个测试过程的DBVCVT设置如下。首先,作者设定一个固定的输入扭矩加上四个不同的输入速度,分别。然后,当原型DBVCVT运行在最大输入速度和最大速度比下,作者设定一个固定的过度这个固定的输入扭矩辅助夹紧力。因此在大多数情况下,这种过度的选择辅助夹紧力可以最小化原型的滑移DBVCVT这个固定的输入转矩下,不同的输入速度,和速度比率。在图4,这种过度的辅助夹紧力可以通过负载细胞在二级滑轮。在这个固定过度辅助夹紧力和输入扭矩,当输入速度变化时,作者只调整主夹紧力变化的速度比最大速度比和最小速度之间的比率。最后,作者测量速度比率变化以及相应的主锁模力在不同过度辅助夹紧力,输入速度和输入扭矩。表2显示了测试条件。为了考试DBVCVT系统的性能,仿真DBVCVT系统在相同过度辅助夹紧力,输入扭矩,全程速度比、输入速度和参数表1也进行了。确保公平的比较在相同的条件下,过度辅助夹紧力表2被应用到原型DBVCVT和模拟在同一时间。

此外,DBVCVT和SBVCVT也表现的比较。确保公平的比较,SBVCVT的维度和其他参数是一样的DBVCVT single-belt CVT系统之一,除了皮带的数量。由于DBVCVT的最大转矩是由两个结合个人SBVCVT系统共享(29日),有必要提到相当比较SBVCVT和DBVCVT下相同的输入扭矩、输入速度,全程速度比率,原型SBVCVT过度辅助夹紧力应等于设置过多的二次原型DBVCVT夹紧力,这意味着。同样,SBVCVT系统的模拟在相同过度辅助夹紧力,输入扭矩,全程速度比,输入速度和参数表1也进行了。此外,过度的辅助夹紧力在表2也应用于原型SBVCVT和模拟在同一时间。

为了演示DBVCVT的出色表现,作者设定一个固定的过度辅助夹紧力N固定高驱动转矩N·m在表2。正如前面提到过的部分2,每一家运输single-belt CVT在图4用于660 cc的汽车类的最大输入扭矩88 N·m [50),所以这个测试条件不适用SBVCVT。本文只有DBVCVT原型和模拟在这种过度辅助夹紧力N,输入转矩N·m、全程速度比和输入速度。

数据7(一)- - - - - -7 (c)显示速度比率反应的实验结果DBVCVT和SBVCVT基于试验台及其仿真结果的基础上,分析模型RPM和54.3 N·m, N·m,分别和78.8 N·m。图7 (d)显示了模拟和实验的对比下的DBVCVT速度比率反应的结果RPM和N·m。数据8(一个)- - - - - -8 (c)显示速度比率反应的实验结果DBVCVT和SBVCVT基于试验台及其仿真结果的基础上,分析模型RPM和54.3 N·m, N·m,分别和78.8 N·m。图7 (d)显示了模拟和实验的对比下的DBVCVT速度比率反应的结果RPM和N·m。数据9(一个)- - - - - -9 (c)显示速度比率反应的实验结果DBVCVT和SBVCVT基于试验台及其仿真结果的基础上,分析模型RPM和54.3 N·m, N·m,分别和78.8 N·m。图9 (d)显示了模拟和实验的对比下的DBVCVT速度比率反应的结果RPM和N·m。他们有一个很好的协议在不同的测试条件下,分别,这意味着分析模型可以有效地预测动态特性和传输性能的正确描述提出DBVCVT在不同传播条件。此外,实验和仿真结果的评价会导致下列对小说DBVCVT有用的结论。

通过比较使用分析模型的仿真结果与实验结果在试验台的基础上,有一些细微的区别。因为开发的分析模型是忽略一些因素,如滑轮同步拨叉的变形和摩擦,从而导致模拟小错误。结果,主要所需夹紧力达到相同的速度比在实验中高于主夹紧力的模拟。此外,还观察到的实验结果很分散,因为某些因素,如传感器噪声和振动试验台由于制造误差。尽管有这些小错误,数据7- - - - - -9整个仿真结果表明,在良好的协议与实验结果,这意味着工作原理在分析模型进行了验证分析模型可以用于分析的传输性能的试验台DBVCVT在不同传播条件。

为了分析主夹紧力的影响比反应速度,数字7- - - - - -9显示速度的模拟和实验结果的比较比率DBVCVT在不同的测试条件下的反应。时指出,速度比增加或减少,有一些明显的差异的相应的仿真或实验结果主要的夹紧力。主夹紧力的变化过程,当比率下降速度高于主夹紧力的变化过程,当速度比率减少。相信这种差异是由磁滞引起的带式cvt的主锁模力。当速度比变化时,DBVCVT实际上从一个稳定状态转移到动态,然后转移到另一个稳定状态。显然,在这个特殊的转型,改变的速度比不能同步跟随主夹紧力的变化速率。确切地说,背后的变化的速度比变化的主锁模力。这是因为皮带和滑轮之间的动态相互作用在高传播率不同和较低的传播率。事实上,整个转移机制是相同的,但径向摩擦钢铁元素的方向和主轮和径向摩擦钢铁元素和次要的滑轮下是不同的和。速度比增加时,增加但实际上仍然是静态摩擦和皮带不能沿径向方向移动。一旦成为滑动摩擦,带开始向内沿径向方向移动和变化,而向外移动。同样的,当速度比率减少,增加但实际上仍然是静态摩擦和皮带不能沿径向方向移动。一旦成为滑动摩擦,皮带开始沿径向向外移动的方向转变,而向内移动。此外,它也可以解释为实际带DBVCVT的操作位置,如图10。通过考虑径向滑动的钢带旅行或滑轮的时,存在于主轮的条目;然后钢铁元素往往离开主轮的楔子,但这里的钢带的综合力量太小向内提供一个必要的组件来克服径向摩擦。因此,有效半径大于工作半径。然而,在出口处的主要滑轮,钢铁元素往往呆在主轮的楔形,直到系统提供了足够的外部组件的组合力量克服径向摩擦的钢带,因此拿出钢铁元素。然而,由于恒钢带长度的原则,有效半径的条目二级皮带轮是滑轮的中心向外转移,因此有效半径大于工作半径。在第二轮的退出,皮带是转向轮的中心,因此它的有效半径小于工作半径。因此,在DBVCVT的分析模型,有效半径被认为是取代传统的工作半径。本文试验研究显示主夹紧力的滞后和评价之间的关系中的主夹紧力和速度比分析模型,这是非常重要的准确的速度比例控制。

值得一提的是,在DBVCVT的分析模型,速度比变化是派生的输入扭矩、输入速度、目标速度比,第一和第二夹紧力。只在这工作,作者设计和实现全程速度比率变化在不同输入速度和扭矩,因为主要的夹紧力是直接改变速度比率。事实上,过度二级锁模力加上输入转矩设置不仅消除皮带打滑,还显示测试的合理性在全程速度比率。可以考虑二级锁模力作为一个个体,全程速度比率的变化,分析其影响,但测试可以在任何负载。同样,可以考虑输入速度或输入转矩作为个体全程速度比率的变化,分析其影响,但测试设计和实现不可避免的局限,不能反映车辆的实际情况。,第二夹紧力的影响,输入速度和输入转矩比反应速度可以忽略。

3.3。传输效率测试

当测试速度比,传输效率的DBVCVT也是衡量作者。分析模型的基础上DBVCVT之前开发的(29日),DBVCVT的传输效率可以通过考虑一些功率损耗。由于径向功率损耗之间的摩擦轮是由钢铁元素

由于切向摩擦功率损耗之间的钢铁元素和滑轮被认为是

摘要过度的夹紧力是最小化原型的滑移DBVCVT全程速度在不同的输入速度和比例。因此,的价值选为0。此外,由于内层之间的摩擦功率损耗的钢圈和钢铁元素被定义为接触表面

钢的动能损失元素被定义为

功率损耗由于speed-dependent轴承摩擦力矩的输入轴下面:

功率损耗由于speed-dependent轴承摩擦转矩的输出轴给出如下: 在哪里和分别是主轮的输入速度和输出第二轮的速度每分钟的转数(RPM)。

此外,逆差动齿轮箱的传动效率也被认为是通过引用(54]。图11显示的速度关系逆DBVCVT差动齿轮箱。 和分别是次要的滑轮1和2的输出速度每分钟的转数(RPM)。在图11之间的区别是和。事实上,在逆差动轮系的效率变速箱结构本身有关。中使用的锥齿轮是逆差动齿轮箱,通常被选为0.9 (55]。应该注意的是,较低意味着更大的差动齿轮箱摩擦损失。然而,摩擦损失发生的只有两个轴之间的速度差。一般来说,如果这个速度不同不是非常大,摩擦损失是不明显的。当两个轴的速度是相同的,摩擦损失为零。否则,逆差动齿轮箱的传动效率可以得到如下基于汽车微分理论: 在哪里转矩分配系数和选为0.52 (55]。是钢带的中心线之间的距离和差动齿轮箱的中心线和是距离如图11。很明显,是由,,。DBVCVT的价值可以通过计算

本文的近似通过逆差动齿轮箱的实验结果如表所示3。表3也揭示了平均值是38.56米。通过设置作为以及使用(29日)和表10.96获得。如前所述,两套直流伺服电动机和电力螺丝机制是用来调整中小学夹紧力。当换挡杆的直流电机驱动系统的工作原理,它必须克服摩擦功率螺丝机制。指出,将功率主要取决于功率螺钉效率,速度,和直流伺服电机的驱动转矩。然而在(29日),DBVCVT的分析模型是两个不同的稳态情况下。实际上,没有改变电力消耗,因为直流伺服电动机在稳态情况下停了下来。所以,只有原动机的输入功率和输出负载被认为考试DBVCVT的传输效率。参照DBVCVT和上面部分的设计,基于输入功率的电力传输效率从主滑轮到辅助滑轮被定义为

确定DBVCVT输电效率,皮带的数量在(31日)设置为2,而在(31日SBVCVT)被设置为1。此外,没有逆SBVCVT差动齿轮,在(31日SBVCVT)被设置为1。方程(23)~ (31日对于系统仿真)是有用的。在这部小说DBVCVT力钢环和钢元素是非常复杂的,所以只有上面的功率损耗。事实上,额外的功率损耗是将来需要深入调查,如带滑动损失和滑轮偏转的损失。

数据12(一个)- - - - - -12 (c)DBVCVT显示传输效率的实验结果和SBVCVT基于试验台及其仿真结果的基础上,分析模型RPM和54.3 N·m, N·m,分别和78.8 N·m。图12 (d)显示了仿真和实验结果的对比下DBVCVT的传输效率RPM和N·m。数据(13日)- - - - - -13 (c)DBVCVT显示传输效率的实验结果和SBVCVT基于试验台及其仿真结果的基础上,分析模型RPM和54.3 N·m, N·m,分别和78.8 N·m。图13 (d)显示了仿真和实验结果的对比下DBVCVT的传输效率RPM和N·m。数据(14日)- - - - - -14 (c)DBVCVT显示传输效率的实验结果和SBVCVT基于试验台及其仿真结果的基础上,分析模型RPM和54.3 N·m, N·m,分别和78.8 N·m。图14 (d)显示了仿真和实验结果的对比下DBVCVT的传输效率RPM和N·m。在不同的测试条件下,它们之间的通用协议证明DBVCVT的分析模型的正确性。然而,它们之间的轻微差异描述实验结果比仿真结果略低。因为开发的分析模型是忽略一些因素,如滑轮同步拨叉的变形和摩擦,从而占这一细微的差异。此外,尽管DBVCVT的噪音在测试平台是由几个方面预防实际上不能完全避免在整个测试过程中,制造误差和试验台振动也会引起噪音,甚至一些传感器用于测试平台。因此,分散实验结果被认为是可接受的,才能真正显示DBVCVT的传输性能。从曲线数据12- - - - - -14,它可以观察到,速度比是否增加或减少,实验和仿真结果没有明显的区别在所有测试条件下,所以这项工作只显示实验结果的比较在不同的测试条件下的传输效率。数据12- - - - - -14也显示的比较实验结果DBVCVT在不同输入扭矩的传动效率和输入速度。表4显示的平均传输效率DBVCVT在不同的测试条件下的实验结果。这些实验的详细比较和仿真结果数据12- - - - - -14和表4会导致以下讨论小说DBVCVT的传输性能。

首先,原型所示DBVCVT数据的传输效率12- - - - - -14低于70%。此外,数据12(一个)- - - - - -12 (c),(13日)- - - - - -13 (c)和(14日)- - - - - -14 (c)也描绘的功率效率原型SBVCVT SBVCVT低于80%低于90%(报道51]。相信测试的一些因素,如传感器噪声,振动,由于制造误差和组件失调传输效率低的原因,但不是唯一的原因。由于过度第二夹紧力为原型DBVCVT DBVCVT应用于分析模型,相信过度辅助夹紧力增加原型的穿DBVCVT和降低电力传输效率。数据12- - - - - -14说明,仿真结果与实验结果一致,因此可以得出结论,传输效率低的原型DBVCVT主要是由过度引起的二次夹紧力。事实上,过度辅助夹紧力表2在最大限度可以防止皮带打滑。过度的夹紧力的策略通常采用许多现有汽车cvt [51]。此外,数据12(一个)- - - - - -12 (c),(13日)- - - - - -13 (c)和(14日)- - - - - -14 (c)显示的平均功率效率高于DBVCVT SBVCVT大约是10%。它可以从能量守恒的角度解释说,更多的组件DBVCVT肯定导致高内摩擦损失。然而,这10%的低效率是只适用于低驱动转矩。当驱动转矩测试超过88 N·m, SBVCVT不能传输能量,所以数据12 (d),13 (d),14 (d)只显示实验和仿真结果DBVCVT下的传输效率= 107.6 N·m和不同的输入速度。表4也显示了这种情况下意味着DBVCVT的传输效率。它可以得出结论,输入扭矩超过88 N·m,拟议中的DBVCVT如图12 (d),13 (d),14 (d)和表4仍然可以运行稳定和保持的最大传输效率超过70%。换句话说,该DBVCVT可以改善转矩能力相比SBVCVT,重型车辆传输潜力。

数据12- - - - - -14和表4的实验结果的比较不同的输入扭矩下的传输效率。它可以描述,在相同的输入扭矩,下的传输效率= 500 RPM,如图12下的传输效率普遍高于= 800 RPM或= 1200 RPM如图13和14。这是因为随着输入速度的增加,拉伸力的共同作用的钢环和钢的挤压力量元素相应增加,提高电力传输。但是,输入速度对传输效率的影响是有限的,因为曲线下的传输效率= 800 RPM和= 1200 RPM在数据大幅重合13和14。

数据12- - - - - -14和表4也显示实验结果的比较不同的输入速度下的传输效率。速度比值判别法,从上面的分析可以得出结论,滞后的主要锁模力会导致不同的速度比反应速度比增加或减少。从表4,实验结果的平均传输效率DBVCVT速度比增加时略低于平均传输效率的实验结果DBVCVT速度比率减少。事实上,当速度比率减少,夹紧力越高更倾向于发挥充分作用的传输功率比相对较低的速度比增加。

从曲线数据12- - - - - -14,可以看出,在相同的输入扭矩和输入速度、整体传动效率低于下吗。随着速度比降低,传输效率明显下降。因为传输扭矩张力的共同作用的钢环和挤压钢铁元素的力量。下,部队的联合行动阻碍力传播,导致更多的功率损耗在同样的输入功率时带向内或向外移动的滑轮。下,力量的共同作用促进了扭矩传输,导致更少的功率损耗在相同输入功率时带向内或向外移动的滑轮。在所有,这是相关的不同动态DBVCVT当传输高传播率下的转矩和较低的传播率。

在这部作品中,作者设计和实现一些基本性能测试的基础上,提出了试验装置。通过比较实验结果与仿真结果的基础上,开发了分析模型,一些特点DBVCVT的分析模型是由这些基本性能测试验证。试验装置的可行性,分析模型的正确性可以耦合为控制奠定基础DBVCVT为了实现精确的速度比,低滑,传输效率高。

4所示。结论

到目前为止,很少有研究对DBVCVT试验台的发展。为了证明DBVCVT的工作原理,分析其传输性能,本文最初建立空载半实物试验装置DBVCVT新制作的原型。通过更换发动机和负载设备交流电动机和磁粉测功机试验台的DBVCVT旨在在空载条件下运行简单的结构和较低的成本和能耗比传统SBVCVT试验台。这个新建的试验台的试验研究DBVCVT然后实施这项工作,可以得出一些结论如下:(1)的试验台DBVCVT非常耐用和可靠的实验研究。(2)速度比值判别法,实验结果和仿真结果吻合良好的关系在不同的测试条件下验证主夹紧力和速度比变化,指定主夹紧力的滞后时总是存在于DBVCVT发生转变。工作原理是按照作者以前提出的分析模型。因此,该分析模型已通过实验验证,可用于DBVCVT的模拟研究。(3)在传输效率测试中,一些对传输效率的影响进行了分析,实验和仿真结果的比较验证了分析模型。虽然下的传输效率较低的输入速度略高于下的传输效率更高的输入速度,输入速度对传输效率的影响非常小。此外,主锁模力的滞后会导致平均速度比增加时传输效率低于一个速度比率减少。除此之外,整个传输效率低于下吗由于不同速度下DBVCVT比率的不同动态传输电力。

上面的有前途的结果表明,新开发的试验台DBVCVT可以提供一个好的平台,分析DBVCVT的传输性能。更复杂的测试可以完成自工作原理已被证明。耦合分析模型,该试验装置可以用来分析和实验奠定了进一步控制小说DBVCVT为了实现精确的速度比,低带滑,传输效率高。

命名法

	中心到中心的距离
:	钢带的中心线之间的距离和逆差动齿轮箱的中心线
:	轴向错位的皮带
:	钢铁元素单位长度的质量
:	钢圈单位长度的质量
:	轴承平均直径
:	平均直径螺纹
:	张力在出口处的主轮或张力的第二轮
:	轴承扭矩损耗系数
	张力在进入主轮或张力的退出二级皮带轮
:	钢环的张力分布主轮
:	预加载弹簧力
:	径向分布之间的摩擦钢铁元素和主轮
:	径向分布之间的摩擦钢铁元素和次要的滑轮
:	钢环的张力分布在第二轮
:	钢环之间的径向距离接触表面和钢铁元素钢元素的重心
:	厚度的钢元素
:	每一层的厚度在钢圈
:	传动比
:	几何比率
:	速度比在任何负载时没有带的轴向偏差
:	最大传动比
:	最小传动比
:	速度比变速箱
:	实验常数的有效半径
:	弹簧刚度
:	力矩分配系数的逆差动齿轮箱
:	工作长度的钢带
:	每个钢元素的质量
:	数量的金属腰带
:	输入速度
:	角速度基本直流伺服电机
:	角速率的二次直流伺服电机
:	输出速度
:	输出速度的二次轮1
:	二次轮2的输出速度
:	钢圈的层数
:	由于径向功率损耗之间的摩擦钢铁元素和滑轮
:	由于切向摩擦功率损耗钢铁元素和滑轮
:	功率损耗由于内层钢环之间的摩擦和接触表面的钢铁元素
:	钢铁元素的动能损失
:	功率损耗由于speed-dependent输入轴的轴承摩擦力矩
:	功率损耗由于speed-dependent轴承摩擦力矩输出轴
:	总轴向夹紧力主要滑轮带VCVT系统
:	分布的轴向夹紧力基本个人SBVCVT滑轮
:	二次轮总轴向夹紧力带VCVT系统
:	分布的轴向夹紧力的个人SBVCVT二级皮带轮
:	滑轮的工作半径下的轴向偏差
:	主轮的工作半径
:	入口的有效半径主要滑轮
:	主轮的有效半径在出口处
:	二次轮的工作半径
:	入口的有效半径二级皮带轮
:	有效的辅助轮半径在出口处
:	螺距的螺纹
:	输入转矩带VCVT系统
:	基本直流伺服电机驱动转矩
:	二次直流伺服电机驱动转矩
:	运动粘度的润滑剂
:	基于有效半径的切向速度的钢铁元素
:	切向速度的主轮
:	切向速度的辅助轮
:	轴的垂直中心线夹角和钢带的切点
:	以初级滑轮包角的皮带
:	包角的带辅助轮
:	滑动角
:	速度的区别和
:	轴向位移基本滑轮移动
:	轴向位移的二次轮移动
:	滑率
:	在逆差动轮系变速箱的效率
:	逆差动齿轮箱的传动效率
:	意味着实际的传输效率
:	电力传输效率
:	旋转主直流伺服电机
:	旋转程度的二次直流伺服电机
:	滑轮槽角的主要
:	滑轮槽角的二次
:	螺纹导程角
:	钢铁元素和皮带轮之间的摩擦系数
:	钢环之间的摩擦系数和钢铁元素
:	当量摩擦角
:	主轮的角速度
:	二次轮的角速度。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

承认

支持的项目是澳门大学研究基金号,浮置板轨道和MYRG077 myrg2014 - 000058 (Y1-L2) -FST13-WPK。