变速器作为汽车动力

变速器作为汽车动力（精选4篇）

变速器作为汽车动力 篇1

矿用汽车变速器动力输出装置 (简称小PTO) 是现代矿用汽车十分重要的传递动力装置, 由这一装置实现转向油泵的驱动。

随着大吨位矿用汽车的快速发展, 对小PTO的需求也随之增长。公司为了适应市场发展的需要, 在充分消化吸收进口小PTO的基础上, 结合国情和厂情, 成功开发生产了小PTO, 先后从设计、制造、安装到使用维修的全过程, 进行了深入系统的研究和分析, 为生产出高质量的小PTO奠定了坚实的基础。

1 小PTO的构成和工作原理

1.1 构成

小PTO的构成如图1。

1.2 工作原理

图2为小PTO装配图, 其零件明细如表1。变扭器结构如图3。

从图3中的油泵驱动齿轮 (主动轮) 算起, 到图2中的从动齿轮为止, 齿轮的传动为增速传动, 其传动比等于1.2。当发动机的转速在2 100 r/min时, 油泵的转速为2 520 r/min。

由图2、图3可知:变扭器中的泵轮是输入元件, 为发动机所驱动。油泵驱动齿轮 (DP6α=25°z=59) 通过螺钉紧固在泵轮上, 随泵轮的转动而转动。油泵驱动齿轮和过桥齿轮 (DP6α=25°z=56) 相啮合。过桥齿轮和小PTO双联齿轮上的大齿轮 (DP6α=25°z=36) 相啮合;双联齿轮上的小齿轮 (DP6α=20°z=22) 和小PTO的从动齿轮 (DP6α=20°z=30) 相啮合。由于从动齿轮的转动, 通过内花键带动输出轴转动, 转向油泵的外花键和输出轴的内花键相连接, 于是通过齿轮传动, 最终带动油泵工作。

2 壳体的加工和注意事项

2.1 技术要求

(1) 壳体上两个轴承位孔的同轴度不大于Φ0.025 mm, 并且与壳体基面K (图2) 平行度不大于0.04 mm。

(2) 壳体上两个中间轴孔的同轴度不大于Φ0.015mm, 并且与壳体基面K平行度不大于0.04 mm。

(3) 壳体上轴承孔口端面与两轴承孔轴线的垂直度不大于0.012 7 mm;

(4) 加工中应确保啮合齿轮的中心距正确无误。

2.2 加工工艺

铸造毛坯→抛丸清砂→去应力→刷漆→钳工划线→粗、精铣壳体的下基准面K面, 保相关高度尺寸→按标准图以壳体下面K面为基准, 钳工划线→在数控立式铣床上按要求找正并紧固工件、镗孔及铣相关端面→钳工划线→钻孔、攻丝→钳、修锉毛刺飞边, 刷漆→综合检验→入库。

2.3 注意事项

(1) 在划线和加工中从始至终抓住设计基准、工艺基准、安装基准重合的原则。对基面K面的认定就符合这一原则。

(2) 两个轴承内孔和中间轴两个轴孔的加工, 上、下的两个孔应在一次装夹中加工完毕, 以保证同轴度的要求。

3 双联齿轮的加工和注意事项

3.1 技术要求

(1) 以两轴承内孔为基准, 双联齿轮对两轴承位的同轴度不得大于Φ0.02 mm。

(2) 两轴承的安装定位端面对两轴承位轴线的垂直度不得大于0.012 7 mm。

(3) 双联齿轮齿面硬度要求在640~680 HV。

3.2 加工工艺

锻打毛坯→等温正火→粗车→调质→半精车→滚齿+插齿→去毛刺、倒角→辉光离子氮化→磨内孔→人工打磨→综合检验→入库。

3.3 工艺分析

(1) 采用低碳合金钢渗碳淬火的工艺

渗碳淬火引起的热处理变形通过磨齿予以消除。但齿轮结构上只能磨双联齿轮中的大齿轮, 对小齿轮无法进行磨削。

(2) 采用热前剃齿的工艺

热前剃齿虽可提高齿轮的制造精度, 但对于齿轮热处理后的质量还无法全面控制, 因为渗碳淬火会造成齿轮变形, 对没有匀称结构的齿轮会有重大的影响, 质量得不到应有的保证。

公司这种齿轮的生产批量小, 同时受到热处理工艺手段的限制, 对热后齿面硬度高达58~62 HRC的齿轮, 已无法通过剃齿消除热处理的变形。

(3) 采用辉光离子氮化的工艺

a.辉光离子氮化的表面具有高硬度和高耐磨性。

b.辉光离子氮化与渗碳相比, 渗氮层能获得更大残余压应力。

c.经过辉光离子氮化, 齿轮的齿部和内、外花键仅需人工打磨就可直接使用, 工艺简单、易行。

d.辉光离子氮化工艺在低温下进行, 而且不发生相变, 所以工序少, 特别是热处理变形很小。

通过以上3种工艺的对比分析, 辉光离子氮化的工艺是最佳选择。

4 输出轴的加工和注意事项

4.1 技术要求

(1) 以两轴承位为基准, 内、外花键对轴承位的同轴度不得大于Φ0.015 mm。

(2) 轴承位的安装定位端面对两轴承位轴线的垂直度不得大于0.02 mm。

(3) 内、外花键表面硬度要求在540~600 HV。

4.2 加工工艺

锻打毛坯→等温正火→粗车→调质280~320HBS→半精车内孔及端面→拉花键→双顶专用花键心轴, 精车各部尺寸至图纸要求→滚外花键→钳工修锉毛刺及飞边→辉光离子氮化→人工打磨→磨轴承位外圆→检验入库。

5 辉光离子氮化的注意事项

5.1 齿轮调质工艺对离子氮化质量的影响

5.1.1 齿轮离子氮化前对调质工艺的要求 (表2)

渗氮前调质是为了获得均匀而致密的回火索氏体组织, 保证心部的力学性能, 并利于获得均匀一致的渗氮层。心部硬度对渗氮表面硬度有很大影响, 提高心部硬度可以弥补渗氮层偏浅而带来的过渡区强度不足。根据美国AGMA在渗氮工艺规范中的规定, SAE4340 (相当国产钢号40Cr Ni Mo A) 、SAE4140 (相当国产钢号42Cr Mo A) 系钢材心部调质的硬度不能低于300 HBS。

5.1.2 调质时淬火温度和保温时间的影响

调质温度太低或保温时间不够, 调质后有游离铁素体存在, 由于氮在铁素体中的扩散速度较大, 该处在渗氮后就会有较高的氮浓度, 而形成针状氮化物, 使渗氮层脆性增大, 容易剥落。因此, 调质后表层不允许出现游离铁素体。相反, 若淬火温度过高, 淬火后晶粒粗大, 氮化物优先沿晶界伸展, 渗氮层出现波纹状或网状组织, 也使渗氮层脆性增大。

5.1.3 回火温度的影响

回火温度的高低决定了基体中碳化物的弥散度。回火温度太高, 基体中碳化物弥散度减小, 渗碳件心部强度和硬度不足, 不能起支撑硬而脆的渗氮层作用;回火温度太低, 心部强度和硬度过高, 零件调质处理后切削加工困难, 还会直接降低渗氮速度。

5.2 粗滚齿或粗插齿后的稳定化处理是减小离子氮化畸变的质量保证

为了减小大模数齿轮离子氮化时的畸变, 离子氮化之前务必去除机械加工时的加工应力, 在齿轮粗滚齿或粗插齿后必须进行1~2次稳定化处理, 以释放和消除加工应力。稳定化处理的温度应比调质时的高温回火温度低20~30℃, 保温时间3~10 h (具体保温时间根据工件的形状和尺寸来确定) , 然后再进行精加工和精滚齿或精插齿。

稳定化处理的温度千万不要超过调质时的高温回火温度, 以免调质硬度下降, 影响氮化后的质量, 必须引起足够的重视。

5.3 矿用汽车重载齿轮离子氮化应用的模数范围

国际上公认的模数在10 mm以下。德国齿轮权威机构推荐的模数为8 mm以下。美国和英国推荐的工业渗氮齿轮模数为7 mm左右。公司的应用范围如表3。

对于模数大于8 mm的齿圈, 当载荷系数较大或存在较大的冲击载荷时, 选用离子氮化工艺时, 必须经过仔细的强度校核, 考虑足够的安全系数, 最好经过台架试验的验证。

5.4 离子氮化氮化层深度的确定

增加氮化硬化层深度, 可克服过渡区的强度薄弱问题。齿轮渗氮层深度可以根据模数的大小, 按表4推荐值选用。

一些工业发达的国家, 对于某些重载齿轮, 其渗氮层深度要求0.8~1.2 mm。如美国费城齿轮公司生产的高参数齿轮中有43%采用渗氮工艺。m=2~6mm时, 层深为0.64~0.76 mm;m>6~9 mm时, 层深为0.89~1.02 mm。

工业齿轮的渗氮层深度, 除参考表4进行选择外, 根据国内外相关资料, 建议采用>0.6 mm的渗氮层深度, 这时齿轮的承载能力、抗磨损、抗疲劳性及抗胶合等综合性能处于最好的组合状态, 具有较宽的工况适用性。

5.5 离子氮化之后, 对齿轮齿部表面的人工打磨。

离子氮化之后, 齿轮的齿部表面粗糙度有所上升, 用手触摸有较明显的粗糙感, 因此可人工用0~1号的金刚砂纸沿整个齿面打磨, 打磨时间以每个齿1~2 min即可。经过打磨后的齿部表面, 粗糙度得到显著的降低。这一人工打磨工艺不可省略。

6 小PTO安装中的技术要求及注意事项

6.1 技术要求

(1) 小PTO各齿轮应转动灵活、运转平稳, 不得有窜动、冲击、异常噪声和阻滞现象。

(2) 小PTO满载时的噪声不得大于85 d B (A) 。

(3) 小PTO润滑油不得有渗漏现象。

(4) 小PTO与发动机连接螺栓的强度等级不得低于8.8级。

(5) 小PTO在正常装配、使用和保养的条件下, 首次大修期的寿命应不低于5 000 h。

6.2 注意事项

(1) 滚动轴承的安装

a.确保作业场地以及所用的设备工具、擦拭和润滑材料、轴承本身及相配零件的清洁。

b.SKF轴承出厂前涂有防护油脂, 安装前不要清洗轴承。轴承在投入运行后, 防护油脂能充分和润滑油融为一体, 并参与正常的润滑, 没有任何负面的影响。同时在没有投入运行前, 在库房存放期间, 由于防护油脂的作用, 仍有可靠的防护作用。因此, 用户使用非常方便。

c.轴承安装前, 应对轴承及相配件进行仔细检查, 发现问题及时排除, 否则不能安装。

d.轴承安装时, 应根据轴承的配合性质, 合理选择装配方式:冷装或热装。

e.轴承安装时, 应尽量使用压力机和各种拉器等专用拆装工具, 尽量避免用铜棒或手锤直接敲击。加力时, 压力必须均匀分布在套圈四周, 方向与套圈端面垂直。

f.轴承安装时, 应加力于紧配合的套圈上。如果加力于非紧配合的套圈上, 压力就要通过滚动体传到紧配合的套圈上, 必然在轴承工作表面产生凹痕, 引起轴承的早期损坏。

g.轴承安装时必须仔细进行, 避免轴承损伤。保持架最容易变形, 注意安装中尽量不让保持架受力。

h.确保轴承的安装精度。要严格按照技术条件的要求, 保证轴承与相配件的配合精度和相互位置精度及轴承游隙, 安装后应进行检查和调整。

(2) O形密封圈的安装

a.安装前应检查O形密封圈规格、型号、配合尺寸, 并检查O形密封圈有无碰坏损伤、变形、裂纹等现象, 合格后方可使用。

b.检查中间轴上安装O形密封圈的表面和轴端导入角表面, 以及小PTO壳体上安装O形密封圈的内孔表面和导入倒角表面是否有毛刺、沟痕。如发现毛刺、飞边、沟痕等应彻底修复去除, 然后用汽油清洗, 不允许有灰尘、杂质附在零件表面。

c.安装与装配的过程中应保持清洁, 保证O形密封圈表面不被划伤碰坏或局部切边缺肉。

d.手动安装时不可使用尖锐工具, 但要尽量有效借助工具, 以保证O形密封圈不扭曲。

e.禁止过分拉伸O形密封圈。

f.安装与装配中, 可在O形密封圈上滴几滴10号机械油或透平油, 以便于装配。

7 小PTO常见故障及产生原因和防治措施

小PTO常见故障及产生原因和防治措施如表5。

摘要：通过对国内外矿用汽车变速器动力输出装置 (简称小PTO) 的研究与制造, 介绍了小PTO的构成和工作原理。结合国内外的制造技术并根据公司的生产实践, 论述了小PTO在加工制造和安装中的注意事项, 以及小PTO常见故障、故障原因和防治措施。

关键词：矿用汽车,变速器动力输出装置,制造,安装

参考文献

[1]杨钟胜.矿用自卸车驱动桥轮边减速器的研究与制造[J].汽车工艺与材料, 2011, (10) .

[2]杨钟胜.矿用汽车发动机动力输出 (PTO) 装置的研究与制造[J].汽车工艺与材料, 2012, (5) .

[3]杨钟胜.矿用汽车发动机动力输出PTO装置的常见故障及其防治措施[J].汽车工艺与材料, 2013, (1) .

变速器作为汽车动力 篇2

中国自主自动变速器产品与国际发达水平相比还相对落后, 尤其是在研发与制造领域。在国内已经举办了五届的“中国汽车自动变速器产业化国际研讨会”一直致力于促进国内的产业链企业交流与合作, 推动中国汽车自动变速器的产业化进程。会议聚集中国汽车生产企业、国内外自动变速器研发生产企业、汽车自动变速器加工装备测、试验装置和装配线生产企业、汽车四大类自动变速器 (AMT、AT、CVT、DCT) 产业链上的国内外相关企业和高等院校。围绕中国汽车自动变速器产业化这一主题进行产品和技术介绍, 目的就是联合自动变速器上下游企业, 共同探讨做强中国自主变速器产业化之路。

在CTI论坛顾问委员会主席、德国伦瑞克工业大学教授费里特·库曲凯看来, 中国汽车工业应该将合资政策扩展至汽车零部件供应商领域, 只有这样, 中国的汽车零部件供应商企业才能从合作厂商那里学到更多的技术。他说:“中国的变速器企业应进一步加强自主研发。中国政府已经开始制定自动变速器的一系列标准, 这项措施将极大地推动中国变速器企业的研发及生产。同时, 中国的企业应增进彼此间的合作。另外, 他们也应通过与西方变速器企业以及科研院校合作以提升自身的技术水平, 尽快将最新的技术转换为产品。”

适应中国市场的变速器:自动变速器

在中国, 绝大多数的汽车都集中在交通密集的大型城市中。因此, 对于油耗及驾驶安全来说, 自动换挡的变速器更加适合中国市场。自动换挡的变速器有4种:传统的自动变速器AT、双离合变速器DCT、无级变速器CVT以及自排挡变速器AMT。

(1) AMT。基于手动变速器原理, 对离合器和换挡机构的操作实现了自动化。根据汽车行驶情况, 控制器可以通过液力或电子执行机构对离合器实现开启或闭合, 同时对挡位进行控制。但是由于在换挡过程中汽车的牵引力需短暂中断, 导致汽车的加速度不连续, 由此, AMT变速器的舒适性相对偏低导致其不适应乘用车市场。但从另一方面来看, AMT变速器在效率及燃油经济性上有不小的优势, 因此对于商用车变速器来说是值得考虑的方案之一。

CTI论坛顾问委员会主席、德国伦瑞克工业大学教授费里特·库曲凯

(2) DCT。中国的变速器企业都有着非常丰富的研发和生产手动变速器的经验。由于双离合变速器与手动变速器的齿轮箱非常相似, 这些经验完全可以用在双离合变速器的研发和生产上, 而用于生产手动变速器的机床也可以用于双离合变速器的生产。基于这个原因, 中国变速器企业已经有能力自主研发和生产中国自己的双离合变速器。但在少数一些部件上, 例如离合器, 还需借助外国厂商的帮助。

AMT

DCT

(3) AT以及CVT。两者的结构都更加复杂, 研发中的挑战性更大, 所需的核心技术知识更深。这尤其涉及到齿轮组的结构、液力变矩器、自动变速器中的换挡装置以及无级变速器中的滚轮以及执行机构的研发。

从另一方面来说, AT对于中高级车极为重要, 因为这一级别的汽车对舒适性的要求很高, 恰恰在这一方面, 自动变速器能提供最佳的起步、换挡舒适性和起步动力性, 这也是为何自动变速器在全球所有自动换挡的变速器市场中占最多份额的原因。因此, 中国的变速器企业继续加大对自动变速器技术的研发是尤为必要的。

AT

CVT

无级变速器C V T在日本、美国及中国的重要性以及市场份额自2000年来一直在不断上升。而在欧洲市场上, 各大汽车厂商在近10年来将重点放在了双离合变速器上, 停止了无级变速器的业务。这里一个重要的原因是CVT变速器的“涡轮效应” (汽车加速时发动机转速和声音保持恒定) 。这个特性导致了装有CVT变速器的汽车不能被广大的欧洲客户所接受。此外, CVT变速器与其他变速器类型相比, 在传输效率、最大传输转矩、减速比率3个方面还有待提高。

基于中国客户的驾驶风格和中国的交通状况, 同时也由于CVT变速器在最近10年的长足发展, CVT变速器将在中国市场上扮演举足轻重的角色, 并将不断获得更大的市场份额。

提高燃油经济性和减少雾霾:变速器作用巨大

由交通所带来的雾霾实际上是与燃油经济性直接挂钩的, 所有能提高燃油经济性的措施都能间接地减少雾霾。这里必须提到的是, 城市中雾霾的绝大部分是由火力发电站和热电站煤的燃烧产生的。

降低燃油消耗、提高燃油经济性是当今全球汽车业界的核心主题, 而变速器在这里扮演着一个核心的角色。由于新能源汽车的发展还需要很长的一段时间, 因此, 在接下来的30年内, 燃油发动机仍然会被广泛使用。因此, 继续研发高效率的传统传动系统在长期来看依然尤其重要。实现这一目标的一个有效方案是在变速器内集成一到两个电动机, 从而实现所谓的“主动变速器”。

这类变速器有着以下的一些特征:

(1) 变速器内包含有电动机、功率电子装置、执行器、传感器、控制器。可以在变速器内将电能转换为机械能从而实现汽车驱动。

(2) 变速器的主要功能与传统变速器一样, 仍然是转速和转矩的转换。

(3) 为实现“主动变速”, 变速器可以与汽车内所有模块进行通信交流, 特别是与驱动系统、底盘系统、驾驶辅助系统以及车载资讯娱乐系统通信。

(4) 变速器内配备有一套先进的控制策略, 以实现各项性能的最优化。这其中包括驾驶性能、舒适性、动力性、燃油经济性、最大行程以及驾驶的安全性。为实现以上的目标, “主动变速器”中的执行装置除了有换挡的任务之外, 还可以根据驾驶情况将发动机或电动机与传动系统分开, 在适当的时候再将其闭合。

由于以上所述的特征, 主动变速器将在混合动力汽车 (HEV) 以及插电混动汽车 (PHEV, 最大电动行程20~50km) 中广泛使用。与传统汽车相比, 这类新能源汽车将提供更好的燃油经济性。在法定的测试循环中, 混合动力汽车的燃油经济性可以比传统汽车提升20%~30%, 插电混动汽车则可以最高提升70%。

结语

当前, 世界上每4辆轿车中就有1辆是在中国出售的, 作为汽车产销大国的中国汽车工业的动态已在影响着全球汽车工业的发展。由于汽车保有量不断增长所带来的环境、交通、能源压力越来越突出, 到2020年国内车辆总体要减少30%的燃油消耗量和乘用车平均油耗降至5L/百公里的目标并不是说说而已。变速器在其中起到的作用不仅是换挡那么简单, 还肩负着节能减排的重任。

变速器作为汽车动力 篇3

“创新汽车变速器、混合动力和电力驱动技术”

国际CTI第二届中国论坛和展会“创新汽车变速器、混合动力和电力驱动技术”将于2013年9月25日-27日在上海强势亮相。

变速器作为汽车动力 篇4

1 液力机械式自动变速器概述

当前, 液力机械式自动变速汽车发展较为迅速, 受到广泛的欢迎, 这与液力机械式自动变速器的应用是分不开的。液力机械式自动变速器包括液力变矩器、行星齿轮机构、液压操作及控制系统几个部分, 与传统手动变速器相比, 其具有较为显著的优点。例如, 液力机械式自动变速器操作非常简单, 而且省力, 有效的保证的行车的安全;在汽车行驶过程中, 能够在最合适的时间进行换挡, 避免发动机和传动系过载, 延长汽车其他零件的使用寿命;液力机械式自动变速器的适应性非常好, 降低了有害气体的排放, 减少换挡带来的冲击。但是, 液力机械式自动变速器也有一定的缺点, 复杂的结构使其造价成本较高, 而且后期维护修理不方便;汽车的传动效率较低, 液力变矩器的效率为80%左右, 降低了汽车的燃油经济性。

2 液力机械式自动变速汽车动力性计算数学模型分析

2.1 发动机和液力变矩器的匹配计算。

液力变矩器是液力机械式自动变速器的基本组成部分, 在进行发动机和液力变矩器的匹配计算之前, 需要了解发动机和液力变矩器的特性。首先, 发动机特性。发动机具有两个特性, 分别是万有特性、转速特性。发动机带有两级调速器的具有万有特性曲线, 公式为Ge=Pege/1000。发动机可以根据该公式进行计算, Pe代表发动机的功率, ge代表油耗率, 说明发动机的万有特性曲线与发动机功率和油耗率成正比。转速特性。转速特性是汽车在不同油门开度下发动机扭矩和油耗量关于转速的变化曲线, 通过将其进行一定间隔离散化通过矩阵的表现形式进行信息输入, 就可完成其特性模拟。当数据的间隔较小时, 可直接应用矩阵表示发动机转速特性, 当数据间隔较大时, 要通过二乘法进行数据拟合, 然后根据转速器特性线进行直线方程描述。其次, 变矩器特性。变矩器的特性曲线和速比、变矩比、泵轮扭矩系数和变矩器效率有关。在进行发动机和液力变矩器的匹配计算时, 除了要考虑发动机及液力变矩器的特性, 还要考虑发动机与变矩器共同工作的输出特性和输入特性。发动机与变矩器的输出特性公式为MT=KMp=KMe, 输入特性公式为Mp=λγD5n2p。[1]

2.2 汽车动力性能计算。

汽车动力性能计算主要考察一下几方面特性, 第一, 汽车的牵引特性。当辅助机械变速器处于一个挡位时, 发动机根据挡位的变化进行油门的调节, 进而产生涡轮转速, 其挡位与油门开度与汽车的涡轮转速成正比。第二, 汽车行驶阻力。汽车行驶阻力主要和车重、滚动阻力系数、坡度角、空气阻力系数、迎风面积及车速有关, 其公式为Fz=Gfcosθ+CDAv2/21.15+Gsinθ+δGdv/gdt。第三, 最高行驶速度。绘制最高行驶速度曲线主要是根据最高档的发动机油门开度和驱动力随车速进行的, 将坡度阻力和加速阻力忽略不计时, 可得到驱动力随车速变化曲线的公式, Fz=Gfcosθ+CDAv2/21.15。第四, 最大爬坡度。理论上, 汽车驱动力达到最大驱动力时能够爬上最大的坡度, 但此时车的速度为零, 没有实际意义, 所以, 要定义最低爬坡速度。在计算汽车的运输效率时, 主要考虑汽车的驱动功率。在进行最大爬坡度计算时要充分利用发动机功率, 保证最大程度的驱动功率, 控制变矩器在有效的范围里。在汽车驱动力—行驶阻力平衡图上绘制变矩器效率曲线, 根据公式F11=f3 (v11) 可知, 发动机的驱动力随着车速的变化而变化, 因此, 最大爬坡度也要根据车速进行计算。第五, 加速时间。加速时间包括原地起步加速时间和超车加速时间, 这部分时间的主要根据车速的换档点来计算。[2]

3 液力变矩器的数学模型建立

液力变矩器主要在汽车传动系中得到应用, 其与传统手动换挡机械变速器相比具有较大优势, 改变车辆行驶稳定性差的缺点, 延长了汽车部件的使用寿命, 充分的利用了发动机的功率, 体现了无极变速的优越性, 满足人们对汽车行驶方面的要求。液力变矩器的数学模型建立主要分为两方面, 分别是静力学模型和动力学模型。两种模型建立存在一定的联系, 主要是分析液力变矩器各个部件的工作特性, 根据各自的特性来建立静态的数学模型, 再根据静态模型建立动态模型。下面进行分别讨论:[3]

3.1 液力变矩器静态数学模型建立。

液力变矩器的静态数学模型主要是分析各部分部件的特性, 再根据部件的特性进行静态模型建立。首先, 泵轮的工作特性。泵轮在液力变矩器中具有较大作用, 泵轮旋转时, 叶片对液流具有较大作用, 使液体随着牵引力做圆周运动, 这样就会产生相对运动速度和绝对运动速度。根据液流进入和流出叶片的速度和方向上发生变化, 使液体的动量矩存在差异, 这也是泵轮的转矩通过叶片作用的结果。其次, 涡轮的工作特性。泵轮流出的高速液体冲击涡轮叶片, 这样将叶片将液体上的能量转化为涡轮上的机械能, 将液流速度降低时, 机械能也降低, 这样, 液流在速度和方向上就会发生一定大的变化。涡轮叶片改变液流的动量矩, 使涡轮轴获得液流作用的转矩。因为液流在涡轮流道内的运动与泵轮相同, 都是通过叶片与涡轮相对运动和牵连运动组成的, 这就使液流的动量矩随着液流的速度大小和方向发生改变。液力变矩器的静态模型主要依靠泵轮、涡轮等工作特性的分析来导出相关特性方程, η=-TTnT/TBnB=Ki。

3.2 液力变矩器动态特性数学模型建立。

液力变矩器在非稳定工作情况下, 也就是在加速、减速、制动等情况下, 其动态工作特性主要和泵轮、涡轮的动态转矩有关, 还与泵轮、涡轮的角速度以及转速比有关。在不考虑机械损失的情况下, 根据牛顿定律, 液力变矩器泵轮和涡轮的转矩和主要旋转元件的转动惯量相关, 而且还要根据泵轮及涡轮叶片间的流道的几何参数的形状因素有关。在不稳定的工作情况下, 液力变矩器的动态液力转矩是根据静态液力转矩的惯性力矩呈正比的, 该惯性力矩有工作液体沿工作腔方向循环流动的惯性力矩和随泵轮或涡轮一起旋转产生的惯性力矩组成。通过改变液力变矩器的进出口油压能够对变矩器的循环流量进行改变, 忽略工作液体沿工作腔方向的循环流动惯性力矩, 进而首先对动态模型建立的简化。

结束语

综上所述, 液力机械式自动变速汽车逐渐成为当今汽车市场的主流, 液力机械式变速器的使用提高了汽车的很多性能, 让汽车在各个方面条件满足用户的要求, 通过对液力机械式自动变速汽车动力性计算数学模型建立, 能够进一步提高汽车的动力性能, 为汽车进一步改进奠定基础。

参考文献

[1]国务院发展研究中心产业经济部, 中国汽车工程学会, 大众汽车集团 (中国) .中国汽车产业发展报告 (2009) , 社会科学文献出版社, 2011.

[2]徐佳曙.基于硬件在环控制的液力机械自动变速传动系统参数匹配与实验研究[D].重庆:重庆大学, 2012.