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本科学生毕业规划重型车AMT液压驱动体系规划系部称号： 轿车与交通工程学院 专业班级： 车辆工程07-7班 学生名字： 杜继霖 辅导教师： 安永东 职 称： 副教授 黑 龙 江 工 程 学 院二一一年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeHeavy vehicle AMT Hydraulic drive System DesignCandidate：Du JilinSpecialty：Vehicle EngineeringClass： 07-7Supervisor：Associate Professor. An YongdongHeilongjiang Institute of Technology2011-06Harbin黑龙江工程学院本科生毕业规划摘 要 AMT是一种经济型的主动变速器，在重型载货车上具有宽广的运用空间。现在，我国重型车辆装用的都是手动机械式变速器，而且构成了相当规模的出产才能。与AT比较，AMT更适宜我国轿车工业的实践，国内重型车选用AMT主动变速技能既能够保存原有的手动变速器出产线，又可大大节约用于重建专业出产线及设备的出资，具有重要的实践含义。在电控机械式主动变速器规划开发中，离合器和选换档履行组织的规划及优化是AMT规划的要点和难点之一，其功用直接影响AMT体系的功用，本文以法士特12JS200TA变速器为根底，进行AMT体系液压驱动履行组织的规划。本文的首要作业内容如下:1.剖析了国内外重型车主动变速技能的展开，对重型车AMT的要害技能问题及操作体系结构进行了论述。2.剖析了AMT液压驱动体系的规划要求及结构，并针对法士特12JS200TA 12挡带同步器的手动变速器，在原有离合器和变速器操作组织的根底上规划了新式的液压驱动主动操作组织。3.进行了AMT液压驱动组织的元件核算、选型及体系仿真、剖析。对液压回路重要元件进行了选型并对动态呼应速度进行了动态剖析。要害词：AMT；液压驱动；换挡履行组织；离合器履行组织；节气门履行器ABSTRACT AMT is an economical automatic transmission; therefore it has extensive，this paper, the main contents are showed as follows:1.The development of automatic transmission technique for heavy truck both home and abroad is introduced. The key technique of automatic transmission for heavy truck and operation system configuration are illustrated.2. Analysis of the AMT hydraulic drive system and structural design requirements, and file for Fast 12JS200TA 12 manual transmission with a synchronizer, the original clutch and transmission control mechanism based on the design of a new type of hydraulic-driven auto-control mechanism.3. For the AMT calculation of the hydraulic drive mechanism of the components, selection and system simulation and analysis. Important components of the hydraulic circuit and the dynamic response of the selection of the dynamic analysis.Keywords: Atotomatic manual transmission（AMT）；Hydraulic drive；Shift executing agency；Clutch executing agency；Air damper actuatorII目 录摘要IAbstractII第1章 序言11.1 AMT展开及研讨现状11.1.1 AMT技能国外研讨11.2 AMT主动变速体系的要害技能31.3 AMT体系履行组织51.3.1 AMT的体系组织51.3.2 AMT的液压驱动操作组织51.4 首要研讨内容61.4.1研讨含义61.4.2 研讨的首要作业7第2章 液压驱动体系规划82.1 拟定液压驱动体系图82.1.1 拟定液压回路计划82.1.2 液压体系的组合规划82.2 液压元件的选取92.2.1 液压泵选型92.2.2 电机选型102.2.3辅佐元件的挑选102.3 液压回路动态剖析112.3.1 液压油粘度112.4 液压体系的影响122.5 本章小结12第3章 离合器履行组织规划133.1 离合器履行组织规划133.2 液压缸的规划133.2.1 液压缸杆的规划143.2.2 活塞杆的强度核算153.2.3 缸壁的核算与选取153.2.4 电机选型153.3 组织作业原理163.4 离合器履行组织仿线.2 液压缸规划194.2.1液压缸活塞杆的规划204.2.2缸壁厚度规划204.2.3活塞杆强度校核214.2.4举例阐明214.3组织作业原理224.4 本章小结23第5章 节气门履行器规划245.1 概述245.1.1展开的限制要素245.2 电液式节气门履行器的组成结构275.2.1液压缸规划275.2.2液压缸杆的规划285.2.3活塞杆的强度核算285.2.4缸壁的核算与选取295.3本章小结29定论30参阅文献31称谢32附录33第1章 绪 论1.1 AMT展开及研讨现状1.1.1 AMT技能国外研讨电控机械式主动变速器(AMT)是在本来干式离合器和定轴齿轮式有级机械变速器所组成的手动变速体系根底上选用电子操控和液压(电动、气动)操作设备组成的体系。与液力机械主动变速器AT (AutomaticTransmission)比较，AMT具有如下一些特色：传动功率髙，燃油经济性好；结构简略，本钱相对低价，适宜各种车型。归纳比较，能够看到：AMT具有较高的功用价格比，代表了重型车主动变速技能新的展开方向，国外各大重型车厂商均把AMT技能列为研讨的要点。微机操控技能的飞速展开，成为传统的手动变速器获得重生的重要根底。纵观AMT的展开进程，可分为三个阶段：半主动阶段、全主动阶段及智能阶段。西欧、美国在这一范畴占有主导地位。AMT展开的第一个阶段是半主动阶段(SAMT),这一阶段首要是半主动变速器的展开和老练阶段。标志性的是瑞典Scannia公司的CAG体系和德国DaimlerBenz公司的EPS体系，以及美国Eaton公司开发的SAMT体系。第二阶段是全主动阶段。首要有五十铃公司于1984年首要投放市场NAVI-5,一起期呈现的还有日本Nissan、Hino、美国的Ford、Eaton、意大利的FIAT、法国的 Renault 等。第三阶段是智能化阶段（IAMT)。含糊推理、神经网络办法及GPS等新技能新办法引进到AMT的档位决议计划和操控中，极大地进步了 AMT的智能化水平。重型车一般指装载质量在8t以上(含8t)的各类轿车，其具有总质量大、品种多、运用工况杂乱等特色。关于重型车变速器来说，要求具有足够大的速比规模，足够多的档位数。现在各种重型轿车机械变速器的档位数一般为518档，而且越来越多地釆用带副变速器的多档位变速器。根据重型车变速器的结构特色，致使变速器负载大，选换档操作沉重，使驾驭员劳动强度大，简略疲惫，内行进进程中带来了不安全要素。主动变速技能的运用可确保发动机安稳地在高扭矩的经济转速下作业，换档操作简略，大大减轻了驾驭员的劳动强度，使驾驭变得愈加简洁，而且使轿车零部件寿数延伸，车辆运用率进步，动力性、经济性均较好。根据核算调查显现重型车辆装备主动变速器的份额逐年添加，如美国的肯沃思公司和弗莱特林那公司出产的重型牵引车中釆用主动变速器的份额已抵达15%以上。世界上首要出产主动变速箱的厂家在欧美，美国艾里逊和德国ZF两家的市场占有率达95%以上。归纳比较，AMT技能正在成为重型车辆主动变速展开的重要方向，其装车率呈逐年上升趋势，用户的认同度也在不断上升，一起杂乱工况下作业的车辆的换挡质量和起步功用也在不断得到进步。从20世纪90年代开端，美国、德国出产的重型车开端选用AMT主动变速器。瑞典沃尔沃公司、美国伊顿公司、日本铃木公司、德国奔驰公司等闻名重型车辆出产商均出产了 AMT载重轿车，构成了自己的产品系列。现在各大公司正着手AMT的智能化研讨以进一步进步AMT主动变速技能。据欧洲用户核算，运用AS-Tronic均匀节约燃油3%,对驾驭员技能要求低，一起延伸了传动体系部件的寿数。该变速器首要由六部分组成：12速或16速机械变速器、气动换档操作组织、气动离合器操作缸、档位挑选器、显现器和电控单元。离合器操作设备在变速器壳体上，以机械方法与离合器衔接，气动履行器活塞推进离合器结合或别离，并由电子设备操控。行程传感器检测离合器方位并向电控体系传递信号。气动换档操作组织以很小的体积设备在变速器壳体上部，包括气动换档to、电控气压阀、传感器、限压阀等，集成操控变速器一切功用。传感器检测档位，变速器输入、输出轴转速与油温等参数。变速器电子操控单元与电控柴油机的电控单元通讯，完结发动机与离合器的协同动作，完结换档的舒适性和换档的高速度，具有手动和主动两种操作方法。德国ZF公司在2004年推出了两款新式主动变速器，As-Tronic系列中的mid和lite产品。其间As-Tronic mid的技能是根据重型轿车用带有段位和插档式副箱三级12速主变速器的结构原理,专为中重型货车或许远程运输车而规划。As-Troniclite用于最大扭矩5001050NM的轻型货车。该主动变速器的技能根底是6S850手动换档变速器。它同mid的底子区别是，它不是气动操作而是电液操作。首要是在尺度上，液压操控的尺度愈加紧凑，因而它易于装在一个结构空间有限的变速器之中，其次，液压操作不受制于紧缩空气，因为并不是一切的轻型载货车都装备紧缩空气供气体系。1.1.2 AMT技能国内研讨我国在AMT研讨作业方面起步较晚，始于上世纪八十年代中期。已展开这方面研讨作业的首要有吉林大学、北京理工大学、上海交通大学、重庆大学、哈尔滨埃姆特轿车电子有限公司以及烟台欣源蔑有限公司等等，获得的研讨效果多是把AMT换档技能运用在轿车上。国内重型车辆装用的都是手动机械式变速器，主动变速传动体系的幵宣布产尚处于起步阶段。归纳评价AT和AMT这两种主动变速技能，在结构上,显着AMT的结构比AT更简略，其制作技能要求也低得多；在经济性上，建一条AMT出产线所需资金是建一条液力主动变速器出产线左右，显着AMT具有更高的性价比。现在，国内大型轿车企业及各高校都在展开重型车主动变速技能的研讨作业。2004年8月装备主动变速器的重庆红岩“新大康”闪亮上台，这意味着：重型轿车变速器产品升级换代的髙科技化趋势已显着，主动变速器产业化的进程已加快。北京理工大学适用于大功率柴油机为动力的重型车辆的电控机械式主动变速器技能现已构成了自己的特色。吉林省轿车产业2005-2010年展开规划中已将AMT产品列为要点研发项目。2006年北京齿轮总厂自行研发幵发成功具有独立知识产权的电控机械式主动变速器（AMT)。其具有手动换档与主动换档交换的长处，可运用于货车、公交车、大客车和其他车辆。现在设备中青旅公司进行车辆试验，己完结2万公里的路试。尽管国内涵AMT研讨方面投入了许多力气，也获得了不少效果，但到现在为止还没有真实完结AMT技能的商品化。AMT的产业化进程并不顺畅，仍存在一些要害技能问题需求处理，特别是体系的功用安稳性和牢靠性，一直是困扰AMT产业化的中心问题。1.2 AMT主动变速体系的要害技能与液力机械主动变速和无级主动变速比较，AMT操控参数多，体系操控难度大，其要害技能有以下几个方面：离合器操控AMT技能的中心问题之一便是离合器的最佳操控，它是确保轿车起步、换档进程的质量，削减传动体系零部件的冲击，进步运用寿数和驾驭舒适性的要害。在结构上，AMT离合器操作组织因为取消了离合器踏板，只能经过加快踏板反映驾驭员目的。离合器起步和换档进程中要确保其敏捷别离、平稳接合。起步工况改动多样，受载荷、坡道、路面等要素的影响。别离、接合进程中需求与发动机油门幵度和谐合作，一起离合器模型自身存在着非线性、时变、滞后等问题，离合器起步操控问题成为AMT技能的要害换挡进程中，离合器要主动别离和接合，最首要的仍是接合速度操控问题。接合过快会构成严峻冲击，影响乘坐舒适性和传动系寿数，乃至构成发动机熄火；接合过慢，导致离合器滑磨时刻过长，温度急剧上升，会加快冲突副的磨损，也影响车辆的动力性，一切这些都使离合器操控问题杂乱化。换档战略AMT体系在换档进程中，是由换档履行组织按预先拟定的换档操控战略，在电控单元的操控下完结档位的主动改换的。换档战略一般是指动力性和经济性换档规则，其好坏是衡量车辆在釆用主动变速技能后能否充分发挥其动力性、经济性及可驾驭性的要害。换档规则应该是单值，即对输入变量的每一组合，仅存在仅有的输出状况。拟定换档战略要归纳考虑各种要素，比如路途环境、驾驭员、车辆的运行状况等，力求规划出能够尽量满意不同的作业状况需求，各方面归纳最优的换档战略，以进步车辆的动力性和燃油经济性。发动机转速操控在换档进程中，离合器堵截动力再次接合时必然会发生冲击，因而有必要对发动机转速进行主动操控。在起步进程中，为了使车辆具有杰出的起步质量，就要削减车辆的冲击和离合器的磨损，所以有必要经过对离合器结合速度及发动机转速的操控，确保在冲击和离合器磨损最小的状况下，敏捷平稳地完结起步进程。所以发动机的转速操控是进步电控机械主动变速换档质量，改进车辆起步及行进平稳性和延伸离合器运用寿数的要害。履行组织规划与优化AMT主动操作动作是靠履行组织来完结的。履行组织包括选换档履行组织、离合器别离结合履行组织，首要有电控液动（气动）和电控电动两种型式。履行组织功用直接影响体系的功用，有必要确保呼应速度快，作业安稳牢靠。能够说，其动态特性的好坏直接影响起步、换档质量及整个体系的牢靠性。在经济本钱上，应充分利用重型车辆带有的液压和气动设备，最大程度地节约开发本钱。所以根据体系的作业特色和运用要求，对履行组织的结构参数进行规划及优化是AMT技能走向产品化进程中的一个重要环节。电控单元开发电控单元是AMT操控体系的中心，包括发动机操控单元、离合器操控单元、变速器操控单元。因为轿车作业环境的多样性，有必要确保电控单元能在各种杂乱环境条件下牢靠作业。这就对电控单元的规划提出了十分严厉的要求。除考虑速度、精度、功用等操控功用外，还应侧重考虑抗搅扰、耐振荡及温度习惯规模等问题。电控单元的牢靠性问题是AMT走向商品化的重要前提条件。现在重型车已部分选用电控发动机，AMT体系发动机的操控可釆用CAN总线与电控单元(ECU)通讯的方法，但电控发动机多为国外产品，其通讯协议不幵放，能够选用添加油门操控设备完结发动机的方针操控。1.3 AMT体系履行组织1.3.1 AMT的体系组织AMT体系首要由四大部分组成：被操控体系、电子操控单元（ECU）、传感器、履行组织。根据电控机械主动变速体系选换挡和离合器的操作方法不同可分为液压驱动式、气压驱动式和电机驱动式3种。液压驱动式电控机械主动变速器体系中选换挡和离合器的操作靠油压来完结，离合器和换挡履行组织为高速开关电磁阀操控的液压缸。液压驱动式AMT体系具有容量大、操作简洁、易于完结安全维护、有必定的吸收振荡与吸收冲击的才能以及便于空间安置等长处，现已被广泛选用。1.3.2 AMT的液压驱动操作组织AMT的液压驱动操作组织首要包括离合器操作组织、选换档组织、发动机油门操控设备及各类速度、方位、压力传感器等。1)离合器履行组织关于离合器的主动操作，其履行组织要确保离合器的快速别离与缓慢结合，别的对呼应速度，操控精度的要求也很高。现在，离合器履行组织首要有两种方法：髙速幵关电磁阀操控液压紅结构和直流电机驱动离合器结构。为确保体系作业牢靠且本钱低价，离合器操控油路一般选用功用牢靠且经济有用的数字操控髙速开关电磁阀进行操控。离合器接合速度的操控，可经过对不同的阀的敞开组合和对每个阀的敞开均釆用数字脉宽调制（PWM)的流量操控办法来完结。2)选换档履行组织变速器履行组织有平行式和正交式两种，后者又称为X-Y型安置方法，即选档液压缸和换档液压紅正交安置。首要由选档作动器和换档作动器以及2个别离操控选档和换档的三位四通电磁阀组成，也能够选用4个二位三通阔进行操控。当釆用三位四通电磁阔时，其滑阔组织具有如下功用：当阔芯处于左或右方位（即左或右电磁铁通电）时，能使液压缸的左、右腔油液换向活动，而当阔芯处于中心方位（左右2个电磁铁均断电）时，能使主油道与油缸两腔接通，以确保变速器在2个电磁铁均断电时坚持处于空档方位。选档和换档作动用具有相同的结构和作业原理，一般都是选用三方位油缸。3) 发动机油门操控组织发动机油门操控组织有2种方法：电液驱动式和电机驱动式。关于釆用电控柴油发动机的重型车，AMT可与发动机电控单元共享资源，釆用CAN总线通讯的方法使其在起步与换档时，按要求加油或收油，并使发动机焚烧推迟以进步换档质量与下降污染。4)传感器与开关AMT的传感器包括速度传感器（发动机转速传感器，输入轴转速传感器，车速传感器）、油门方位传感器、档位传感器等。A. 加快踏板传感器与开关。这是一个与加快踏板轴相连的电阻式角位移传感器，用来反映各种踏板方位，且有2个开关，它们别离反映加快踏板的极限方位：怠速状况和全幵状况。驾驭员的操作目的可经过加快踏板传感器信号反映。B. 油门传感器与开关。油门传感器与开关的联络和加快踏板传感器与开关的联络完全相同，并一一对应。油门电位计式角位移传感器反映了发动机的负荷状况，并将油门实践开度信号反馈给电控单元。C. 转速传感器。转速传感器一般釆用磁电式或霍尔转速传感器，相应轴的转速由检测头测得脉冲频率，经整形电路得到等脉宽方波后，输入电控单元。一般需求检测3个转速参数，发动机转速、变速器中心轴转速和变速器输出轴转速。D. 离合器行程传感器。离合器行程传感器是设备在发动机飞轮壳上以别离杠杆比反映离合器的行程。E. 档位传感器。选档和换档履行油缸别离装有微动行程开关，它把2个作动器的作业方位信号送给微处理机，反映变速器选档与换档动作的完结状况和作业状况。F. 液压油压力传感器。液压油压力传感器设备在液压油路的主油道上，以反映液压源的压力状况，油压低于所要求的值时，微处理机宣布信号。1.4 首要研讨内容1.4.1研讨含义AMT是一项经济有用的老练技能，是我国重型车主动变速技能的必然挑选。具体来说，具有下面几种优势：1) 展开趋势标明，AMT的装车率在逐年上升，客户的认同度在不断增高，欧美各国都把AMT技能的研讨放在了重要方位；2) 国内变速器出产技才能气雄厚，建立了多种手动变速器出产线，已形了相当规模的出产才能，为国内重型车AMT的展开供给了物质根底。在此根底上装备AMT十分契合我国的实践状况；3) 国外AMT产品己经产业化、商品化，国内关于AMT运用在轿车上的技能研讨也相对老练，这为国内开发重型车辆AMT体系供给了老练的典范；4) 尽管AT技能已很老练，并遭到了广泛的欢迎，但在产品易变型、多品种、批量小及轿车工业全体技能水平尚不高的状况下，使得AT的适用规模遭到了限制。因而AMT成为优先考虑的重型车有用主动变速技能。在对重型车AMT研讨和开发的进程中，换挡履行组织的研讨与开发一直是AMT规划的要点和难点之一。对履行组织的参数进行优化规划，以使AMT组织完结杰出的移植性是AMT产品化进程中的一个要害技能环节。该技能环节对展开国内重型车主动变速技能及推进国内重型车AMT产业化进程十分重要。1.4.2 研讨的首要作业进行液压驱动体系的计划确认、离合器履行组织规划、换挡履行组织规划、节气门履行器规划及液压元件的选取。1、带传动所需夹紧力的核算；2、液压元件的选用；3、履行元件的规划；4、调压阀的规划；第2章 液压驱动体系规划2.1 拟定液压驱动体系图液压体系图从右路原理上具体表现了规划任务书的各项要求，因而液压体系图的拟定是整个液压体系规划中最重要的一环。在拟定液压体系图的进程中，首要经过剖析比照拟定出各种适宜的液压回路计划，然后将这些回路组合成完好的液压体系。2.1.1 拟定液压回路计划构成液压体系的回路有主回路和辅佐回路两大类，每一类中依照具体功用还可进一步具体分类，这些回路的具体结构方法可参看相关手册。一般根据体系的级数要求及工况图，参阅这些现有老练的各种回路及同类主机的先进回路加以挑选和拟定。在液压履行元件确认之后，其运动方向和运动速度的操控是拟定液压体系的中心问题。方向操控一般用换向阀或插装阀来完结。关于一般中小流量的液压体系，大多选用换向阀完结所要求的各动作。液压体系的右路循环方法有开式和闭式两种，在此规划中，选用开式体系循环，其特征是液压泵从邮箱西游，压力油经体系开释能量后，再排回油箱，结构简略，而且造价低，一台泵可向多个履行元件供油。液压体系的作业介质完全由液压源供给，液压源的中心是液压泵，液压源型式与调速计划有关，当选用节约调速时，只能选用定量泵做动力源；当选用容积调速时，可选用定量泵或变量泵做动力源；动力源中泵的数量视履行元件的工况图而定，要考虑到体系的压力安稳性、流量的均匀性、体系作业的牢靠性、传动介质的温升、污染度及体系功率、或许的搅扰等。液压体系的作业压力有必要与所接受的负载相习惯，关于定量泵供油的节约调速体系，体系压力选用溢流阀进行恒压操控。假如各回路压力要求不同，则可选用减压阀来操控。关于调压回路，压力操控阀的调整压力应根据负载巨细来调整，一般比最大负载压力高10%20%即可，以避免过多的能量丢失。关于选用减压阀的减压夹紧回路，可在减压阀出口串接单向阀，以使高压主油路的压力因快速动作而低于减压阀设定压力时，起到短时保压效果，使夹紧力在短时刻内坚持不变。2.1.2 液压体系的组合规划在确认了满意体系要求的主液压回路和必要的辅佐回路计划之后，即可将它们组合成一个完好的液压体系并制作出其原理图，组合与制作液压体系图时应留意下列事项：力求体系简略牢靠，应避免和消除剩余液压元件和回路；从实践出发，尽量选用具有交换性的规范液压元件；管路尽量要短，使体系发热少、功率高；确保作业循环中的每一个动作均安全牢靠，且相互间无搅扰；组合而成的液压体系应经济合理，不行盲目寻求先进，脱离实践；先按所选定的计划制作出液压体系原理图，待体系终究去确认后再按规范制作出正式的液压体系原理图。2.2 液压元件的选取液压体系的组成元件包括规范元件和专用元件。在满意体系功用要求的前提下，应尽量选用现有的规范液压元件，不得已时菜自行规划液压元件。挑选液压元件时一般应考虑一下问题：运用方面的问题，如主机的类型、原动机的特性、环境状况、设备型式及外形衔接尺度、货源状况及修理要求等。体系要求，如压力和流量的巨细、作业介质的品种、循环周期、操作操控方法、冲击振荡状况等。经济性问题，如运用量，置办及替换本钱，货源状况及产质量量和诺言等。应尽量选用规范化、通用化及货源条件较好的元件，以缩短制作周期，便于交换和维护。液压元件产品及其技能规范等，可从规划手册或出产厂的产品样本中查取。2.2.1 液压泵选型液压泵最高压力可由下式核算： 式中： P履行元件的作业压力； 履行元件进油路中的总压力丢失，可估取为0.4Mpa。根据前面表中的核算成果，并取体系走漏批改因数k=1.1，快进进程中液压泵所需流量： 同步过称液压泵所需流量： 根据所核算得到的液压泵压力和流量值，查液压元件手册，选取齿轮泵CBK1。排量设定为0.75ml/r，容积功率为0.9，总功率为0.75，额定作业压力为16MPa，最髙作业压力为21MPa，最高转速为3000r/min。2.2.2 电机选型小型异步电动机可分为：根本系列、派生系列和专用系列。根本系列-运用规模广、出产量大，是一种通用电机，如Y系列(IP44)小型三相异步电动机。派生系列-依照不同的运用要求，在根本系列的根底上做了部分改动，另部件与根本系列有较高的通用性和必定程度的统一性。派生系列有电气派生(如高效电机，YX系列)、结构派生(如绕线转子电动机YR系列)、特别环境派生(隔爆型电动机，YB系列)等几种。专用系列-与一般用处不同，具有特别运用要求和特别防护条件系列，如YZ、YZR冶金及起重用异步电动机。驱动液压泵所需的电动机功率可按下式确认： （2.1）式中： -泵的最大作业压力；-泵的额定流量；-泵得功率；经核算得电机功率：，选用功率为120W，转速为900r/min的永磁直流电机，类型为90ZY74，最高转速2400r/min，电压24V。2.2.3 辅佐元件的挑选据液压体系的作业压力和经过体系以及辅佐元件的实践流量，能够选定阀类元件及辅佐元件的类型及规范。参阅规范见表2.1： 表2.1 液压回路阔类元件及辅佐元件类型规范一览表序号元件称号估量经过流量(L/min)类型规范1过滤器3WU-J6X8010 (L/min)2油箱一开式油箱2L3单向阀3DT8PI21MPa.通径 10mm4蓄能器ABZ10-L0.75A0.75L, 2lMPa, 2.6Kg5溢流阀3YF3-10L0.56,3MPa,通径 10mm6电液先导减压阀3BT-03-32调压规模0.525MPa7二位二通电磁换向阀3DHF06-2246 (L/min),通径 6mm8三位四通电磁阀434WE5P8 (L/min), 1.4kg9二位三通电磁换向阀4LSV2-08-315 (L/min), 1.4kg2.3 液压回路动态剖析因为所规划的AMT车辆离合器及换档履行组织是釆用液压操作方法，所以液压回路的动态呼应是影响换档质量的重要要素。下面将结合对液压油粘度的特性进行剖析，找到进步液压体系动态呼应的途径。2.3.1 液压油粘度AMT用液压油粘度随温度改动较大，特别是夏日和冬天特别显着。粘度的改动，直接影响到换档履行组织的呼应速度。液压回路中的沿程阻力和部分阻力在总的压力丢失中所占的份额随粘度的不同也有显着的改动。粘度较小时，部分阻力所占份额较大，粘度较大时，沿程阻力所占份额较大。所以应根据不同的环境温度改动，找到不同的办法来下降油液压的阻力。添加阀的通流面积。在油液粘度较小时，能够有用地进步履行组织的速度，但随着粘度的增大，效果将变得不显着。这是因为沿程阻力的增大，导致了履行速度的下降。加大管路内径。随油液粘度变大，对进步履行组织履行速度的效果也更显着，但管路内径过大，也会对进步履行速度构成晦气影响。增大体系作业压力。不管油液粘度怎么改动，均有显着进步履行速度的效果。换档力与体系压力成正比。体系压力越大，液压履行组织的呼应速度越快，同步器同步的时刻越短。因而能够增大体系的作业压力来减小液压履行组织的呼应时刻及同步器的同步时刻。2.4 液压体系的影响液压体系在AMT中的效果是向履行组织供给动力。它包括电机、泵、蓄能器、单向阔、减压阔、方向阀等，以及油管、液压油、油箱等。液压体系在AMT体系中对换档质量的影响除了正确供给履行组织所需动力外，还要确保换档的平顺性和不发生额定的换档噪音。根据实践状况，AMT液压体系对换档质量的首要影响：一是作业进程中呈现液压录的频频启停，其噪声让人有不舒服的感觉；二是在温度改动时，AMT的换档质量受液压油粘温特性的影响较大。2.5 本章小结 本章具体介绍了AMT液压驱动体系的结构组成，选取了合理的液压元件，并拟定了液压驱动体系图，对液压回路作了开端的动态剖析。第3章 离合器履行组织规划 在现有电控机械式主动变速技能中，离合器别离接合选用电控液压式、电控气动式和电控电动式三种驱动方法。其间电控液压式驱动设备具有容量大、呼应快、便于空间安置、操控功用好等长处，其特征是由独自的液压动力源设备供给压力油，釆用一个电磁换向阔操控进入离合器作业缸的压力油完结离合器的别离动作，釆用两至三个髙速开关电磁阔操控排出离合器作业缸的压力油，完结离合器接合动作，以满意车辆起步和换挡进程中对离合器接合速度的操控要求。离合器别离接合操控组织的规划要求应该满意如下要求：满意离合器别离、接合的作业行程，具有足够大的驱动力并有自锁功用；确保最大的别离速度，接合平稳无冲击，组织作业牢靠，结构紧凑，便于整体安置；组织作业牢靠，结构紧凑，便于整体安置。3.1 离合器履行组织规划根据离合器手动操作组织的结构特色，规划了电机驱动的离合器静液压驱动设备，经过对电机的操控，完结离合器别离结合的主动操控，不只保存了液压驱动式离合器操控功用好的长处，而且结构简略，制作维护本钱低，安置便利，操控牢靠，因为釆用了助力弹賛，可减小所需的驱动电机的功率和力矩。3.2 液压缸的规划 AMT车辆在换挡进程中要求离合器尽或许快地别离，一般离合器完全别离的时刻应小于0.4S，组织有必要满意离合器最大别离速度要求。根据离合器操作组织，可知离合器别离杠杆端部别离力Fc可根据下式进行规划核算： （3.1） 式中： 膜片绷簧对压盘的压紧力； i别离杠杆比，类型离合器别离杠杆比为。 经试验测得别离杠杆处的别离力为49405235N ，离合器助力气压为68 E+5Pa , 离合器别离气缸直径Di: ，离合器别离液压缸直径：,别离杠杆比。气动助力缸所发生的推力为： （3.2） 液压缸进口压力，Pa； 活塞的有用面积，；因为液压作业缸与气压缸为一体结构，所以气动助力缸作业面积能够由下式核算： 活塞直径，mm； 活塞杆直径，mm；经核算得：液压油发生的推力：；则液压油压力：；别离杠杆完全别离行程L :1214mm,反映到液压缸推杆的行程为：；离合器完全别离时刻t为：0.4s；丝杆线 液压缸杆的规划活塞的资料：有导向环活塞，球墨铸铁流量：；液压杆直径；导向长度取H=18mm；活塞宽度B=（0.61.0）D=14mm；导向套滑动面长度A=（0.61.0）D=16mm；隔套k其宽度C=H-(A+B)/2=3mm；活塞杆的资料和技能要求：活塞杆资料：H8/h7；,，15%；热处理：调质，外表处理2030；设备活塞的辅肩与活塞杆轴线mm；活塞杆的外圆粗糙度Ra值一般为0.10.3。3.2.2 活塞杆的强度核算活塞杆在安稳工况下： 当液压缸作业时，活塞杆所接受的曲折力矩： F活塞杆的效果力，N； d活塞杆的直径，mm； 活塞杆断面积，； M活塞杆所接受的曲折力矩，； W活塞杆断面模数,； 资料的许用应力，无缝钢管=100110Mpa。经以上核算，所规划的活塞杆能够运用。3.2.3 缸壁的核算与选取缸筒壁厚：；缸筒资料：毛坯35号；缸筒底部厚度：；缸筒内径D选用A7或H8级合作，外表粗糙度一般为0.160.32需进行研磨。3.2.4 电机选型步进电机本质上归于接连作业的同步电动机，其转子的转角位移量与输入脉冲数严厉成份额，没有累计差错，具有杰出的跟从性；速度和方位操控功用杰出，动态呼应快，自起动才能强；转速与单位时刻内的脉冲数成份额，操控便利。釆用细分操控，所开发的离合器行程位移操控精度可抵达0.025mm。离合器驱动电机功率：。液压缸的输出推力，N； v液压缸杆速度，；根据核算电机功率，拟选功率50W，布距角为，最大静转矩38.9E-3。3.3 组织作业原理 离合器处于结合方位时，回位弹黃将皮碗压向活塞，并把活塞面向最右端方位，使皮碗坐落补油孔与进油孔之间，两孔都敞开，液压油从储油縫流入并充溢整个油路。当需求别离离合器时，电机在操控单元驱动电流效果下正向旋转，带动螺母滑块左移，推进活塞向左运动，回位绷簧9被紧缩。当皮碗将补偿孔B封闭后，管路中油液受压，压力升高。在油压效果下，气动助力液压虹开端作业，活塞杆推进离合器别离叉使离合器别离。当需求敏捷结合离合器时，驱动单元向电机宣布信号，使电机快速回转，带动螺母滑块右移，回位绷簧使主虹活塞较快右移，而因为油液在管路中活动有必定阻力，活动较慢，使主缸活塞左边压力腔内或许构成必定的真空度。在缸体腔与活塞上环形腔之间的压力差效果下，少数油液经进油孔A推开皮碗构成单向阔，由皮碗空隙中流到虹体腔内补偿真空。当原先已由主缸压到作业缸的油液重又流回到主缸时，因为己有少数补偿油经单向阔流入，故总油量过多。这剩余的油即从补偿孔B流回储液罐。当液压体系中因漏油，或因温度改动引起油液的容积改动时，则借补偿孔B适时地使整个油路中油量得到恰当的增减，以确保正常油压和液压体系作业的牢靠性。经过对电机转向和转速的操控，可完结离合器别离结合速度和行程的操控，满意车辆对离合器操控的要求。3.4 离合器履行组织仿真剖析 由液压缸压力模块及活塞运动模块组成液压虹作业模块，对其在Simulink中进行建模仿真，然后分接合进程中液压缸位移及速度的联络。 仿真运行时的初始条件为：活塞方位X=0，速度v=0。输入履行组织根本参数，得到仿成果如图1和图2 。 图1离合器履行组织位移 从仿真成果能够明晰地看出在离合器接合进程中活塞杆位移及运动速度随时刻改动的联络，这与实践离合器的作业十分类似，证明所规划的履行组织是能够满意作业要求的。 图2 离合器履行组织速度 3.5本章小结 本章对离合器液压主动操作组织的液压缸及电机进行了规划，并对离合器结合工况中作业进程进行了建模仿真，仿真标明晰组织的可行性。第4章 换挡履行组织规划电控机械式主动变速器（AMT)是由传统的手动变速器经过电控改然后得到的，在车辆上选用Add-on的方法。AMT体系根本不改动原车的结构和各总成的零部件，仅仅取消了装备手动变速器车辆的离合器操作总成和换挡操作总成等零部件，将其替换为必要的操控和履行组织。AMT换档操作组织的规划及优化是AMT规划的要点和难点之一，它的功用直接影响整个AMT体系的功用。4.1换挡履行组织规划要求换档履行组织有必要抵达换档进程平稳、无冲击，避免发生大的动载荷等要求。为了削减履行组织对换档质量和同步器寿数的影响，液压履行组织规划时应满意以下要求： 液压缸行程液压缸行程的规划要求经过尺度链的换算，较精确地确认行程尺度的公役，终究得到履行组织的液压缸行程。假如液压虹行程过短，则或许呈现挂不上档或许脱档的状况；行程过长时，对换档质量的影响虽不是很大，但会构成换档进程完结后同步器上依然遭到较大的轴向推力，然后影响同步器的寿数。换档速度换档速度影响换档力的巨细。换档速度过快会发生较大的冲击力，假如换档速度过慢，则会影响整个挂档时刻，添加换档进程的动力中止时刻，影响车辆的加快功用。因而换档速度将直接影响换档质量。根据实践经验，完结一次换档的总时刻一般为1.4s较为适宜，而一次挂档的时刻最好不要超越400ms。 液压缸推力 液压缸推力巨细直接影响换档的牢靠性和同步器的寿数，推力过小或许构成挂不进档，啮合齿与套之间打滑，发生较大噪音，导致同步器前期损坏；推力过大，同样会导致同步器寿数减小。由同步器换档力剖析可知，不同档位和不同换档速度条件下所需的换档推力不同，而且不同转速时的换档推力也不同，一般动态换档力大于静态换档力。因而液压缸的推力应以动态条件下最大换档速度时各档所需的最大换档推力实测值为根据进行规划，并经过对不同工况下体系压力的实时操控来调理液压缸的推力，然后确保换档质量和同步器寿数。液压缸内泄量 因为柱塞和缸孔、柱塞和滑套、滑套和缸孔之间存在合作空隙，就存在内泄。内泄量假如很大，将使换档速度变慢，添加一次挂档的时刻。别的使整个液压体系保不住油压，能耗添加，使电动栗作业频频，发生噪音。经核算和重复试验，合作空隙一般应操控在0.03mm以内，既能满意内泄量的要求又满意设备的要求。呼应速度的操控电控液压驱动的换档履行组织结构比较杂乱，包括各类电元件、阀类元件、辅佐元件以及各类传感器。这些元件的呼应速度、迟滞时刻将对总的换档时刻发生影晌，因而在履行组织的规划及操控中要考虑这些要素。在履行组织的操控中要重视进步元件的呼应速度，节约效果时刻，剖析电控单元宣布指令以及传感器呼应迟滞时刻，液压回路中重要元件速度的动态呼应。重型车AMT换挡所需的时刻是1.4s。4.2 液压缸规划 以法士特12JS200TA类型变速箱为研讨目标，实测最大换档力为400N,各档换档行程Z为13.5mm。设定换档时刻不大于0.4s，取液压体系压力，组织机械功率、液压杆快进时速度同步进程速度。液压缸在作业进程中，一般要阅历发动、加快、恒速和减速制动等负载工况。液压紅的负载由四部分组成：惯性负载、动冲突力、静冲突力和作业负载换档力F。换档进程中各阶段液压缸的负载是不同的，发动时，液压缸负载:；加快时，恒速时，；换挡时，。由最大负载力核算液压缸效果面积，并得到柱塞直径。 液压缸进口压力，Pa； 液压缸的机械功率； d活塞杆直径，mm。 经核算得：柱塞杆直径d=19.81mm，选取适宜的规范值圆整得：d=20mm。液压紅内经由滑套外径决议，并满意退档力和速度的要求。因退档力较小，故滑套外径可按其强度和加工要求得到，取为D=32mm。滑套长度按满意行程和导向长度要求确认。液压虹作业行程由换档行程决议，并经过变速器换档组织限位。当液压缸进行差动衔接时，两腔压力差值取0.5MPa,由液压缸的作业速度以及设定和核算所得参数能够得到其在不同作业阶段的压力、流量及功率如表4.1：表4.1 不同阶段作业状况工况负载（N）作业腔压力（Mpa）输入流量（L/min）功率(W)发动1090.97加快1171.0快进820.871.0615.37工进5821.231.2726.044.2.1液压缸活塞杆的规划导向长度： ，取H=30mm；活塞宽度B=(0.61.0)D，取B=24mm；导向套滑动面长度A=（0.61.0）取A=24mm；装有隔套K，其宽度C=H-（A+B）/2=6mm；活塞杆的资料和技能要求：活塞杆资料：H8/h7；,，15%；热处理：调质，外表处理2030；设备活塞的辅肩与活塞杆轴线mm；活塞杆的外圆粗糙度Ra值一般为0.10.3。4.2.2缸壁厚度规划缸筒壁厚为=4mm其时，；其时， ；缸筒内最高作业压力，Mpa； D缸筒内径，m； 缸筒资料的许用应力，Mpa。缸筒外景公役余量，腐蚀余量缸筒资料：H8/h7；毛坯：35号；4.2.3活塞杆强度校核活塞杆在安稳工况下： ；当液压缸作业时，活塞杆所接受的曲折力矩：F活塞杆的效果力，N；d活塞杆的直径，m；活塞杆断面积，；M活塞杆所接受的曲折力矩，；W活塞杆断面模数,；资料的许用应力，无缝钢管=100110Mpa。经核算，所规划的活塞杆能够运用4.2.4 举例阐明 行进档液压履行缸由三位四通电磁方向阀操控，倒档液压缸选用二位三通方向阀操控。下面以一档换入二档为例阐明换挡组织的作业进程。首要操控1、2档液压履行缸的三位四通电磁阀左、右侧电磁铁通电，在电磁推力的效果下阀芯处于中心方位，此刻履行缸左右两腔一起进油。右腔的压力效果面积及发生的轴向推力为： （4.1）左腔的压力效果面积及其发生的推力为： （4.2）式中： -液压缸活塞面积； -滑套面积； -左腔推力； -右腔推力； P-压力油压力。显着，因而在差动力的效果下，活塞左移。活塞换档拨指插在1档拨叉轴槽内带动换档拨叉拨动同步器啮合套脱离啮合齿轮。退档动作完结后，当活塞抵达中心方位，因为轴肩的效果，活塞杆左右两边的压力效果面积持平，此刻，活塞杆中止运动，此刻活塞杆中止运动，摘档进程完结。从空挡换入1挡进程：操控1挡液压履行缸的三位四
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