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    开题报告PPT-功率分流式无级变速器的研究.ppt

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    开题报告PPT-功率分流式无级变速器的研究.ppt

    功率分流式无级变速器的研究,开 题 报 告,,报告内容,,4、关键问题和难点问题,3、本课题研究内容和技术路线,2、国内外研究现状,1、课题研究背景及意义,5、研究进程,6、参考文献,课题研究背景及意义,无级变速器是汽车传动的最理想的一种传动方式,金属V带式无级变速器传动作为20世纪80年代末出现的一种新型车辆传动方式,可确保发动机在最佳燃油经济线上运行,从而达到节省燃料、降低废气排放的目的;同时,加速无需切断动力,使车辆不仅乘坐舒适而且超车加速性能很好,并可减轻驾驶员的驾驶疲劳,提高行车的安全性,因此获得了越来越广泛地应用。 然而,由于无级变速器传动属于摩擦传动,与齿轮传动相比效率有较大差距,并且由于依靠金属带带来传递,而金属带承载能力有限,因而,设法改变无级变速器的效率和承载能力较低的问题就引起了广泛地研究。,1、课题研究背景及意义,因此,为了促进无级变速器最为车辆传动机构的进一步发展,有必要解决金属V带式无级变速器的这一缺点。 功率分流式无级变速器是指在采用无级变速器的装置上,通过配置行星齿轮机构及其它组件,利用功率分流的方法,使一部分功率流经效率较低的无级变速器,另一部分功率流经行星齿轮机构,这两部分功率在输出端汇合,由于行星齿轮的效率系数比无级变速器的传动系数高,从而在保证无级变速器本身传动优点的基础上,改善整个机构的传动效率。,2.国内外研究现状,2.1国外研究情况 对无级变速器的研究在一百多年前就已经进行,而对功率分 流式无级变速器的研究则出现的较晚 Takayama于1989年提出由V带无级变速器和两路通的差分离合器组成的功率分流传动机构,这种机构可以增加功率和加速能力并且同时减少V带所承受的负荷。 Cowan于1992年提出了结合行星齿轮机构的变速传动机构,此装置中太阳轮和初级变速器安装在输入轴上,而行星架与输出轴结合,通过分流输入功率,导致通过无级变速器的功率降低从而提高系统效率。,Mucino提出了一个新型的无级变速器装置,还做了力学分析和运动学分析,给出了设计功率分流无级变速器需要注意的问题和解决方案。 G..Mantriota提出了一个新颖的功率分流无级变速器装置,并通过对功率分流的研究发现在此装置中必须确定的情况,以便获得一个没有封闭循环的功率流;其次在此基础上提出具有两个分流的功率无级变速传动装置并给出相关分析。,2.2国内研究情况 国内对功率分流式无级变速器的研究较少 常思勤、张兰春等研究设计了一款适用于发动机前置前驱经济型轿车的功率分流式无级变速系统,并对其中的关键技术进行研究,使之与发动机相匹配及装车后获得更好的性能。 黄宏成、闻居博等推导出一适合并联、串联各种组合PS-CVT传动效率计算公式,并通过计算分析,各选出一种并联、串联结构,其传动效率最高。 张庆功、李华等发明了一种双腔半环面型功率分流无级变速器,该机构具备传递大扭矩的能力,满足工程机械的需求。,3.本课题研究内容和技术路线,图3.1 并联PS-CVT装置简图,3.1 并联式和串联式功率分流无级变速器的研究,图3.2 串联PS-CVT装置简图,,Ⅰ型功率流,Ⅱ型功率流,Ⅲ型功率流,在不同的条件下,图3.1所示的装置可能产生三种形式的功率流,如图所示,由于Ⅰ 、Ⅱ型的输入功率出现功率回流的现象,导致传动效率损失。因此, Ⅲ型功率流是我们希望看到的,它保证只有一部分功率流过效率低的无级变速器,从而有利于整体机构效率的提高。所以要研究并联PS-CVT机构产生Ⅲ型功率流时功率流的情况。,,Ⅲ型功率流出现的条件 由以上得出这无疑限制了功率分流系统在大速比范围下的应用。,为了进一步探讨功率分流的的效果,本文将研究具有两个分流的功率分流无级变速传动装置。,图3.3 具有两个分流的PS-CVT装置简图,第一分流并联PS-CVT装置Ⅲ型功率流,第二分流串联PS-CVT装置的Ⅲ型功率流,3.4多目标数学模型的建立,3.5遗传算法求解,遗传算法多目标数学模型描述为 其中 表示向量极小化; 为向量目标函数; , 表示多目标优化模型的约束集。,1.位串变换的参数 2.计算目标函数 3.函数值向适应值映射 4.适应值调整,,三种基本遗传算子 选择算子 交叉算子 变异算子,,,优 化 结 果,,,无级变速单元的变速原理,4.关键问题和难点问题,4、研究任务及进度情况,研究任务 1.对并联PS-CVT和串联PS-CVT进行运动分析并进行比较选出效率最高的,并选取实例进行分析。 2.完成了PS-CVT优化数学模型的建立,并利用遗传算法进行求解,得出优化结构。 3.针对无级变速单元金属带的轴向偏移问题,分析现有各自方法的利弊,选取一种方法来彻底消除金属带的轴向偏移现象。,进度安排 2012.10-2012.12搜集资料,阅读文档,确定具体研究内容。 2013.1熟悉课题要用到的各种开发工具。 2013.3查阅资料完成开题报告。 2013.7-2013.9PS-CVT的优化设计。 2013.12-2014.1解决无级变速单元金属带存在的轴向偏移问题。 2014.1-2014.2进一步研究存在的问题。 2014.3-2014.5按要求撰写论文。 2014.6准备论文答辩。,参考文献 [1] 魏英俊,常思勤,王蜀.新型车用功率分流式自动变速器的研究[J].中国机械工程,2004,15222055-2058 [2] 余志生.汽车理论[M].北京机械工业出版社,2006.52-53. [3]葛安林.车辆自动变速理论与设计[M].第一版.北京机械工业出版社,1993.5. [4] 徐立友,周志立,张明柱,等.拖拉机液压机械无级变速器设计[J].农业机械学报,2006,37(7)5-8. [5] 王幼民,唐铃风.金属带式无级变速器的研究综述[J].机械传动,2007.31(6)95100.,[6] 程乃士,张德莀,刘温等.金属带式车用无级变速器[J]. 中国机械工程,2000,11121421-1423 [7] 饶振纲.行星齿轮传动设计[M].北京化学工业出版社,2003.14-15 [8] 韩冬,黄宏成,褚旭阳等.可实现高扭矩传递的车用功率分流式无级变速器的设计研究[J].机械设计与制造.2008.1010109-110 [9] 张兰春,常思勤.功率分流式无级变速器的整车经济研究[J].南京理工大学学报(自然科学版),2008.32(3)346-349 [10] 刘振军,秦大同等.车辆双离合器自动变速传动技术研究进展分析[J].农业机械学报.200511 [11] Toru Fujii,et al.A Study of Metal Pushing V-Belt Type CVT-Part1Relation Between Transmitted Torque and pulley Thrust [J].SAE930666 [12] G Mantriota. Power split continuously variabletransmission systems with higf effiency [J].Proc Instn Mech Engrs D 2001215,[13] 许允峰.新型车用功率分流式无级变速器系统的控制与仿真[D].南京南京理工大学,2002 [14]魏英俊.新型车用功率分流式自动变速器的研究[D].南京南京理工大学,2006 [15]马友军.功率分流式自动变速器电子控制系统研究与工程化设计[D].南京南京理工大学,2002 [16] 高路,于海斌,王宏.汽车 无级变速器原理与控制[J].机械科学与技术.2005,244 [l7]杨勇,文丹,罗安等.基于多目标优化的模糊滑落变结构控制及应用[J].中南大学学报自然科学版,2006(12)1149-1154 [18]雷英杰,张善文,李续武.MATLAB遗传算法工具箱及应用[M].西安西安电子科技大学出版社,2005.4 [19」Akehurst S,Parker D A,Vaughan N D.Potential for economy improverments reducing frictional losses in pushing metal V-belt [J].SAE Paper,2004-01-0481,感谢各位老师和同学的指导与帮助,THANK YOU,

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