《傳動系統(tǒng)試驗臺綜述》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《傳動系統(tǒng)試驗臺綜述（12頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評與關(guān)注！ 車輛傳動實驗臺及其測控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 班級： 研1202 學(xué)號:2012020061 姓名： 李竹芳 2012/11/25 目錄 目錄摘要 2 摘要 3 前言 4 第1章 車輛傳動系簡介 4 1.1車輛傳動系的類型及其特點(diǎn) 4 第2章 車輛傳動系試驗臺簡介 5 第3章 國內(nèi)外車輛傳動實驗臺研究現(xiàn)狀 5 3.1國外車輛傳動系實驗臺研究現(xiàn)狀 6 3.2國內(nèi)車輛傳動系實驗臺研究現(xiàn)狀 7 總結(jié) 10 參考文獻(xiàn) 11 摘要 傳動系統(tǒng)試驗臺，是用于測試和研究汽車傳動系統(tǒng)總成部件的設(shè)備。這些

2、總成部件包括變速器、驅(qū)動橋、半軸、差速器、主減速器等。它們是汽車的關(guān)鍵組成部分，直接關(guān)系到汽車行駛的動力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。 本文完成的主要工作有： 介紹車輛傳動系的類型及其特點(diǎn)，介紹車輛傳動系統(tǒng)試驗臺的基本情況，闡述國內(nèi)外車輛傳動實驗臺的研究現(xiàn)狀及研究成果，希望從中找出不足，以期進(jìn)行進(jìn)一步的研究。 前言 車輛傳動系包括離合器、變速器、萬向傳動裝置、主減速器及差速器等部件，在汽車運(yùn)行過程中，傳動系功能會逐漸下降，出現(xiàn)異響、過熱、漏油及亂檔等故障。對傳

3、動系及時進(jìn)行檢測、診斷、維修，可確保汽車正常運(yùn)行和安全行駛。在諸多的檢測方法中，如路試檢測、試驗臺檢測、儀器檢測等，試驗臺檢測有開發(fā)周期短、檢測綜合等優(yōu)點(diǎn)，所以本文主要介紹國內(nèi)外車輛傳動系統(tǒng)試驗臺的的研究現(xiàn)狀。以期找出不足，從而進(jìn)行下一步的改進(jìn)。 第1章 車輛傳動系簡介 汽車自19世紀(jì)末誕生以來，己經(jīng)有100多年的發(fā)展歷史。從卡爾·本茨制造出第一輛三輪汽車到現(xiàn)在的100多年間，汽車的發(fā)展速度是驚人的。其傳動系統(tǒng)也經(jīng)歷了由單一的機(jī)械傳動向機(jī)械傳動、液力傳動、電傳動、液壓傳動以及氣壓傳動等多種傳動型式發(fā)展的過程。 1.1車輛傳動系的類型及其特點(diǎn) 傳動系用以傳遞、改變和分配由發(fā)動機(jī)傳至驅(qū)動輪

4、的扭矩，使車輛的牽引力和行駛速度在寬廣的范圍內(nèi)變化以適應(yīng)負(fù)載的變化。通過傳動系的某些部件，還可以將發(fā)動機(jī)的動力傳給動力輸出軸以驅(qū)動工作裝置。 目前，以內(nèi)燃機(jī)為動力的車輛和行走機(jī)械的傳動方式主要有機(jī)械傳動、液力機(jī)械傳動、電傳動和液壓傳動4種，氣壓傳動和其它傳動方式應(yīng)用得很少。 一、機(jī)械傳動 機(jī)械傳動系是現(xiàn)代車輛應(yīng)用最為廣泛的傳動型式。其優(yōu)點(diǎn)是傳動效率高，外廓尺寸較小。隨著新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，各部件和總成件的可靠性越來越高，制造和使用成本較低，對維修和駕駛所需技能要求不高。其穩(wěn)態(tài)傳動效率高和制造成本低的優(yōu)勢，使得機(jī)械傳動在調(diào)速范圍比較小的通用客貨汽車和對性能要求苛刻、必須保證犁耕等作業(yè)速度

5、恒定的農(nóng)用拖拉機(jī)領(lǐng)域迄今仍然占據(jù)著霸主地位。缺點(diǎn)是由于是有級傳動，不易充分利用發(fā)動機(jī)的功率-不能使發(fā)動機(jī)經(jīng)常在最大功率點(diǎn)附近工作，振動噪聲較大，駕駛員操縱的勞動強(qiáng)度大。 二、液力機(jī)械傳動系 液力機(jī)械傳動是在機(jī)械傳動基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的傳動形式，目前在工程車輛上如裝載機(jī)、叉車等應(yīng)用廣泛。它用變矩器取代了離合器，具有分段無級調(diào)速能力。在裝有液力變矩器的液力機(jī)械傳動系中，普遍采用的傳動方案有兩種，即液力機(jī)械式和液力機(jī)械分流式。液力機(jī)械式其發(fā)動機(jī)的動力全部經(jīng)液力變矩器傳至機(jī)械傳動系。而液力機(jī)械分流式(又稱液力機(jī)械變矩器)的發(fā)動機(jī)動力分成兩部分，一部分經(jīng)變矩器傳至機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，另一部分直接傳至機(jī)

6、械傳動機(jī)構(gòu)，最后在行星排上進(jìn)行功率匯流。采用這種液力機(jī)械分流式傳動系既發(fā)揮了液力變矩器無級變速和緩沖作用的優(yōu)點(diǎn)，又利用了齒輪傳動的高效率，使整個傳動系的總效率較高。 三、電傳動系 電傳動系統(tǒng)有直流發(fā)電-直流驅(qū)動，交流發(fā)電-直流驅(qū)動，交流發(fā)電-交流驅(qū)動，交流發(fā)電-直流變頻-交流驅(qū)動四種型式，目前采用較多的是前兩種型式。由于履帶車輛驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速較低，轉(zhuǎn)矩較大，電動機(jī)在這種情況下不宜直接與驅(qū)動輪相連接，需要在這兩者之間增加機(jī)械減速裝置，組成電力-機(jī)械傳動系。 電傳動的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的自動無級變速性能，起動、變速平穩(wěn)，操縱簡單輕便；電機(jī)可以反轉(zhuǎn)因而不必設(shè)置倒檔裝置。缺點(diǎn)是效率低(不超過0.8)，

7、結(jié)構(gòu)質(zhì)量和體積大，需大量消耗有色金屬。 四、液壓傳動 液壓傳動或稱容積式傳動，是通過流體工作介質(zhì)所受的壓力進(jìn)行能量傳遞的動力傳遞方式。工作液體的壓力較高而流速相對較低。它由液壓泵、液壓馬達(dá)、液壓閥和其它液壓元件組成。發(fā)動機(jī)驅(qū)動液壓泵，由液壓泵輸出的壓力油驅(qū)動液壓馬達(dá)，使驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)。 液壓傳動用于行走機(jī)械主傳動系統(tǒng)的歷史并不長，但發(fā)展迅速。由于液壓技術(shù)的發(fā)展，液壓元件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，特別是近十多年來，液壓元件的功能日益完善，壓力向高壓(16-32MPa)和超高壓(>32MPa)方向發(fā)展，以及極限負(fù)荷調(diào)節(jié)閉式回路，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制的恒壓、恒功率組合調(diào)節(jié)的變量系統(tǒng)開發(fā)，給工程車輛行走系統(tǒng)提供了一個

8、廣闊的發(fā)展前景。 第2章 車輛傳動系試驗臺簡介 傳動系統(tǒng)試驗臺，是用于測試和研究汽車傳動系統(tǒng)總成部件的設(shè)備。這些總成部件包括變速器、驅(qū)動橋、半軸、差速器、主減速器等。它們是汽車的關(guān)鍵組成部分，直接關(guān)系到汽車行駛的動力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。 汽車傳動系統(tǒng)試驗臺要發(fā)揮其試驗功能，核心部分是試驗臺的控制系統(tǒng)。對其控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)和研究，可以提高整個試驗臺的控制精度，研究不同工況下的傳動部件的加載狀況，確保試驗臺測試的穩(wěn)定性和安全性。 一般情況下，試驗臺數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用來采集試驗進(jìn)行中所需要的各項狀態(tài)參數(shù)，以便監(jiān)控試驗臺系統(tǒng)的工作狀況，并且采集和實時顯示所必需觀測的數(shù)據(jù)量，為試驗臺的閉環(huán)控制創(chuàng)造條

9、件。試驗臺驅(qū)動系統(tǒng)由上位機(jī)發(fā)送指令，通過變頻器控制驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，為傳動系統(tǒng)部件的測試提供動力來源。闡述了驅(qū)動控制的原理，分析了相關(guān)性能指標(biāo)，實現(xiàn)了試驗臺的驅(qū)動控制。傳動系統(tǒng)試驗臺的加載系統(tǒng)，通過變頻器控制負(fù)載電機(jī)的轉(zhuǎn)差率，模擬汽車在不同路面條件和行駛工況下的阻力狀況，為傳動系統(tǒng)部件的測試施加各種載荷。 被測試部件中，驅(qū)動橋，半軸，差速器等部件主要進(jìn)行的是耐久性試驗，因此根據(jù)不同的工況對其施加各種載荷即可。對自動變速器，除了對其進(jìn)行耐久性試驗以外，研究其換檔規(guī)律和檢測其故障范圍是試驗臺的一個重要功能。對此必須對自動變速器的各類閥體加以控制，以滿足不同測試的需求。 汽車傳動系統(tǒng)試驗臺是一

10、個綜合測試平臺。規(guī)范試驗臺的硬件和軟件操作一方面能有效地保護(hù)試驗臺的硬件設(shè)施，使試驗臺穩(wěn)定運(yùn)行，另一方面更能充分發(fā)揮試驗臺在傳動系統(tǒng)部件測試中的作用。對試驗臺的軟件構(gòu)架上添加保護(hù)功能，能防止試驗中因可能出現(xiàn)的過電流造成的變頻器損壞，電機(jī)失控現(xiàn)象等危險情況。保證試驗設(shè)備和試驗人員的安全。 第3章 國內(nèi)外車輛傳動實驗臺研究現(xiàn)狀 車輛傳動系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著功率調(diào)節(jié)、傳遞扭矩和變速等任務(wù)，以適應(yīng)行駛路況條件的變化。其性能對車輛的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、壽命以及環(huán)境的污染等的影響極大。車輛傳動系的技術(shù)水平與實驗技術(shù)密切相關(guān)，因此建立車輛傳動實驗臺，對車輛傳動系的設(shè)計和研究有十分重要的指導(dǎo)意義。 3.1國外車輛

11、傳動系實驗臺研究現(xiàn)狀 國外很早就開始了車輛傳動系測試方面的研究，如美國Gleason公司二十世紀(jì)五十年代就設(shè)計出用輪系作為加載系統(tǒng)的傳動實驗臺。比較著名的還有美國國家航空航天局(NASA)下屬的Lewis研究中心、前蘇聯(lián)中央機(jī)械制造與設(shè)計研究院、美國通用動力公司、德國RENK公司、日本明電舍動力公司、日本豐田汽車公司、美國伊利諾斯大學(xué)機(jī)械工程系、法國Skoda公司等部門所建立的傳動實驗臺。從實驗臺方案的設(shè)計到最終的樣品制造他們都進(jìn)行了大量的研究工作，形成了系列化的設(shè)計模式。 80年代日本防衛(wèi)廳第四研究所針對日本小松公司研制的HMST液壓機(jī)械無級傳動裝置建立了傳動實驗臺。該傳動實驗臺以直流電

12、動機(jī)作為動力元件，加載元件為電渦流測功機(jī)，電渦流測功機(jī)控制下位機(jī)以及傳感器。實驗臺主要用于對HMST液壓機(jī)械無級傳動裝置性能進(jìn)行實驗。 90年代末，英國ATP公司開發(fā)自動變速器實驗臺，該實驗臺能對自動變速器進(jìn)行動態(tài)模擬測試，檢測的技術(shù)指標(biāo)包括在不同負(fù)荷條件下的油壓、輸入、輸出轉(zhuǎn)速、冷卻流量、離合器和制動器是否打滑等指標(biāo)。該實驗臺的作用主要體現(xiàn)在兩個方面:其一在自動變速器維修前對自動變速器進(jìn)行診斷、分析，對以后的維修提供數(shù)據(jù)；其二為維修后出廠的自動變速器作性能檢測，以保證維修后的出廠質(zhì)量。該實驗臺由自動變速器實驗臺臺架、模擬加載裝置、動力供應(yīng)部分、連接附件、控制臺等五個部分組成。ATP-UK-

13、300型采用73kw的調(diào)頻電機(jī)作為動力源，ATP-CN-200型則采用一個排量為4L的發(fā)動機(jī)作為動力輸入裝置，采用儀表顯示，獨(dú)立控制，其連接設(shè)計了快速連接機(jī)構(gòu)，能對數(shù)十種自動變速器進(jìn)行快速連接；其模擬負(fù)載裝置采用了風(fēng)冷的電渦流測功機(jī)。 2005年Yuping Cheng, Takeshi Abe 和 Brian K. Wilson進(jìn)行了自動變速器齒輪的振動檢測。他們指出在試驗臺上進(jìn)行測試時，為了準(zhǔn)確了解自動變速器的性能和齒輪的噪聲，有必要對自動變速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及測功機(jī)、連接軸系直接的連接機(jī)理做一個全面了解。只有了解這些，測試時，才能對不同頻率的振動做出正確的分類，比如說振動是來自變速器內(nèi)部，還

14、是試驗臺設(shè)備或者是傳動軸。這些有助于噪聲和振動工程師合理地掌握測試過程中噪聲的峰值，從而避免測試系統(tǒng)的影響。他們的研究主要是基于自動變速器相應(yīng)的半消聲齒輪噪聲仿真結(jié)果和測試的噪聲數(shù)據(jù)的聯(lián)系。 2007年Ashley R. Crowthera， Rajendra Singha，Nong Zhangb和 Chris Chapmanb進(jìn)行了多間隙的自動變速器脈沖響應(yīng)的制定、仿真和實驗研究。他們指出隨著自動變速器的應(yīng)用，人們越來越注重在平均力矩或載荷突然變化的情況下研究齒輪系統(tǒng)脈沖響應(yīng)。研究成果有，第一：利用矩陣元素制定扭轉(zhuǎn)集中質(zhì)量的行星輪和差速齒輪的模型。第二：建立了瞬態(tài)工況的非線性模型。在對模型

15、求解之前初始條件和負(fù)荷曲線必須準(zhǔn)確定義。結(jié)果表明，在發(fā)動機(jī)、制動和車輛負(fù)載瞬態(tài)變化時行星輪或者差動齒輪的影響就會顯現(xiàn)。第三，開發(fā)了自由振動試驗。 2004年Yoshinobu Nozaki， Yoshikazu Tanaka 和 Hideo Tomomatsu進(jìn)行了后輪驅(qū)動豐田全新六速自動變速器A761E的研究。他們指出，這種六速自動變速器有更大的齒輪比。增大齒輪比的變化極大地提高了車輛的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。為了進(jìn)一步提高燃油經(jīng)濟(jì)性，他們采用了新的的技術(shù)，如低粘度ATF，空擋控制，和減速控制，重置速度等方法。他們還采取了平板狀的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器，小型螺線管等技術(shù)。 2008年Quan Zheng

16、, Asif Habeebullah, Woowon Chung 和 Andrew Herman進(jìn)行了6速自動變速箱動力學(xué)模型HIL試驗臺的研究。他們指出在控制器的生產(chǎn)過程和軟件的開發(fā)過程中一個很重要的步驟就是對軟件和控制器進(jìn)行檢驗。一個常用方法是利用HIL（硬件在環(huán)）進(jìn)行測試。HIL測試的關(guān)鍵部分是動力學(xué)模型的建立。HIL測試可以用于發(fā)動機(jī)（ECM），傳動裝置（TCM）或動力傳動系統(tǒng)控制器（PCM）的測試。他們主要對六速自動變速器的建模方法和控制軟件進(jìn)行了測試，并在HIL測試的應(yīng)用環(huán)境中進(jìn)行了詳細(xì)描述。 2003年，Chi-Kuan Kao, Anthony L. Smith 和 Patr

17、ick B. Usoro進(jìn)行了五速起動離合器自動變速器汽車的研究。他們研究成果主要是濕式多片離合器對提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性有很大作用。 3.2國內(nèi)車輛傳動系實驗臺研究現(xiàn)狀 與國外相比，國內(nèi)對于傳動實驗臺的研究起步相對較晚。研究工作始于二十世紀(jì)八十年代初期。國內(nèi)較早從事這方面研究工作的主要單位有北京理工大學(xué)、重慶大學(xué)、鄭州機(jī)械研究所、長春汽車研究所、西安重型機(jī)械研究所、西安理工大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)、四川工業(yè)學(xué)院、西安減速機(jī)廠、西安公路交通大學(xué)等單位。他們先后建立起了各種形式的傳動實驗臺。這些實驗臺的建立從理論上和實踐上都取得了很大的進(jìn)步，積累了豐富的經(jīng)驗，代表著我國機(jī)械傳動實驗設(shè)備的發(fā)展水平。

18、 1、2004年同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院建立了基于閉式液壓系統(tǒng)的工程車輛傳動系實驗臺。實驗臺傳動系主要由動力系統(tǒng)、變量液壓泵、變量液壓馬達(dá)、變速箱、驅(qū)動橋及其輪胎組成。加載時，可在變速箱后連接測功機(jī)進(jìn)行加載，或者在驅(qū)動橋兩側(cè)進(jìn)行加載。電液比例控制的變量液壓泵和電控變量液壓馬達(dá)組成液壓閉式傳動系統(tǒng)，變量柱塞泵的斜盤角度可由控制器輸出的PWM控制信號通過斜盤角度調(diào)節(jié)桿進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，從而改變液壓泵的排量大小和方向，液壓傳動與機(jī)械傳動系統(tǒng)組成工程車輛傳動系實驗臺。液壓馬達(dá)的排量由控制器輸出開關(guān)信號進(jìn)行大小兩檔排量的調(diào)節(jié)。室內(nèi)實驗臺架主要由合理匹配動力系統(tǒng)、液壓傳動、計算機(jī)控制與顯示、機(jī)械傳動等構(gòu)成，主要

19、應(yīng)用于研究工程車輛的動力匹配、閉式液壓傳動系統(tǒng)性能、變量馬達(dá)和變速箱構(gòu)成的復(fù)合變速系統(tǒng)特性以及計算機(jī)控制技術(shù)在工程車輛傳動系的應(yīng)用等。實驗臺測控系統(tǒng)采用Sauer-Danfoss公司生產(chǎn)的MC050型控制器以DSP技術(shù)為核心，具有強(qiáng)大的計算能力和豐富的I/O資源。控制器的控制算法的編程和顯示器的圖形顯示均基于其功能強(qiáng)大的PLUS+1專用的圖形編程軟件。 2、2005年河南科技大學(xué)建設(shè)了液壓機(jī)械無級傳動實驗臺，研究履帶拖拉機(jī)液壓機(jī)械無級變速器及液壓機(jī)械無級變速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能。動力元件為發(fā)動機(jī)，加載元件為電渦流測功機(jī)，控制模式采用直接數(shù)字控制方式，控制系統(tǒng)由上位工控機(jī)和發(fā)動機(jī)控制下位機(jī)、HMCV

20、T控制下位機(jī)、電渦流測功機(jī)控制下位機(jī)以及傳感器等組成。確定液壓系統(tǒng)傳動比與載荷之間的變化規(guī)律以及確定液壓系統(tǒng)效率對多段液壓機(jī)械雙流無級傳動性能的影響，驗證并優(yōu)化變量泵定量馬達(dá)系統(tǒng)的調(diào)速規(guī)律；研究傳動比變化規(guī)律，驗證傳動比計算方法的正確性；研究工況轉(zhuǎn)換的換檔過程及其換檔平穩(wěn)性，確定換檔規(guī)律對傳動性能的影響；優(yōu)化換檔規(guī)律，使發(fā)動機(jī)與變速器匹配具有最佳的動力性和經(jīng)濟(jì)性。 3、2006年長安大學(xué)研究開發(fā)了電動汽車實驗臺進(jìn)行電動汽車技術(shù)的研究，對電動汽車研發(fā)過程中的一些關(guān)鍵技術(shù)、參數(shù)匹配和控制策略的優(yōu)化提供一個研究平臺。電動汽車實驗臺由電機(jī)及其控制器測量模塊、整車慣量模擬模塊、行駛阻力模擬模塊、能源管

21、理模塊、制動能量回收模塊和混合動力電動汽車的動力耦合實驗?zāi)K六大主要模塊和變速、傳動和連接等裝置組成。直流電機(jī)、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、變速器、飛輪組系統(tǒng)、電渦流測功機(jī)和直流電力測功機(jī)按順序成“一”字形依次排列固定在實驗平臺上。相鄰組件之間都是通過聯(lián)軸器連接，動力從直流電機(jī)的輸入端輸入，經(jīng)過轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、變速器和飛輪組傳遞給電渦流測功機(jī)和直流電力測功機(jī)，最終轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉或者轉(zhuǎn)化為電能回收給蓄電池和電網(wǎng)，該試驗臺總體布置方案如圖3.1所示 圖3.1 長安大學(xué)電動汽車試驗臺總布置方案圖 4、2008年中南大學(xué)進(jìn)行了工程車輛傳動實驗臺的研究。進(jìn)行了工程車輛傳動系性能實驗；車輪制動力測定實驗

22、；車輪附著力(系數(shù))測定實驗；滾動阻力測定實驗；液壓傳動系統(tǒng)動態(tài)性能實驗；發(fā)動機(jī)-變量泵-馬達(dá)匹配實驗；發(fā)動機(jī)-變量泵-馬達(dá)傳動系節(jié)能技術(shù)實驗；滑轉(zhuǎn)率測定實驗；液壓傳動系統(tǒng)加速性能實驗。 中南大學(xué)的研究基于閉式液壓傳動的工程車輛傳動實驗臺為現(xiàn)代工程車輛提供了一個先進(jìn)的實驗研究平臺。實驗臺的研制顯示了其多方面的創(chuàng)新，融合了現(xiàn)代先進(jìn)的比例控制技術(shù)、閉式液壓傳動系統(tǒng)和先進(jìn)的控制軟件，同時也為工程車輛的動力匹配、閉式液壓傳動系統(tǒng)性能、節(jié)能技術(shù)以及計算機(jī)控制技術(shù)在工程車輛傳動系中的應(yīng)用提供了一個研究、開發(fā)、實驗平臺。 詳細(xì)介紹了工程車輛傳動實驗臺。行走驅(qū)動系統(tǒng)和制動系統(tǒng)的工作原理、液壓元件的選用、參

23、數(shù)匹配，對閉式系統(tǒng)和制動系統(tǒng)進(jìn)行了建模仿真，并進(jìn)行了實驗，通過曲線對比驗證了數(shù)字仿真的正確性。在基于LabVIEW的程序結(jié)構(gòu)模塊化的思想上，研究開發(fā)出了工程車輛傳動系統(tǒng)實驗臺測控系統(tǒng)軟件。 5、國內(nèi)還有很多學(xué)者在仿真控制領(lǐng)域方面進(jìn)行了不少研究。比如常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院和東風(fēng)康明斯發(fā)動機(jī)有限公司在2011年進(jìn)行的DCT自動變速器試驗臺動力性換擋策略研究。研究的主要成果是：根據(jù)擋位對選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行位置定義。不同的選擋傳感器和換擋傳感器值的組合所對應(yīng)的不同的選擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置[2]。在分析選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理的基礎(chǔ)上，建立了選擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制子系統(tǒng)和換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)。利用PID控制算法對離合器

24、執(zhí)行機(jī)構(gòu)建立了增量式PID控制算法的離合器控制子系統(tǒng)。根據(jù)動力性換擋策略．基于Matlab／Simulink軟件平臺，建立了DCT傳動系統(tǒng)的仿真模型。依據(jù)仿真模型．對車輛換擋過程的動態(tài)性能進(jìn)行了仿真．得出了準(zhǔn)確實現(xiàn)DCT傳動系統(tǒng)的控制邏輯，最終得到修正后的動力性換擋規(guī)律，為DCT試驗臺電子控制系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 北京交通大學(xué)和中國北方車輛研究所于2007年進(jìn)行了傳動系統(tǒng)試驗臺的半實物仿真優(yōu)化技術(shù)的研究。研究成果有：采用Matlab結(jié)合力控自動化組態(tài)軟件，通過Excel的DDE數(shù)據(jù)傳送方式，進(jìn)行傳動系統(tǒng)試驗臺系統(tǒng)特性的在線模擬辨識，用遺傳算法對PID參數(shù)優(yōu)化分析等半實物仿真技術(shù)[3]。以力

25、控組態(tài)軟件為例給出了仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，數(shù)據(jù)及參數(shù)相互傳遞的仿真和應(yīng)用于傳動系統(tǒng)試驗臺的PID優(yōu)化控制的實例。 6、也有專門對機(jī)械自動變速傳動試驗臺進(jìn)行研究的。比如重慶大學(xué)和沈陽華晨金杯汽車有限公司進(jìn)行的機(jī)械自動變速傳動試驗臺及測控軟件開發(fā)研究。研究內(nèi)容有：一、在車輛傳動試驗臺的基礎(chǔ)上搭建了AMT試驗臺，設(shè)計了AMT電子節(jié)氣門、換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)和離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制器，試驗表明，控制結(jié)果令人滿意。二、解決了WINDOWS2000下對硬件端口不能讀寫的問題，實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)速扭矩信號的采集[4]。三、通過RS232串口通信，實現(xiàn)上位微機(jī)采集數(shù)據(jù)并向下位單片機(jī)發(fā)出控制指令。四、開發(fā)了WINDOWS2000

26、環(huán)境下的試驗測控軟件，使試驗具備了先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)。 7、還有一些部門和學(xué)者在機(jī)車試驗臺方面也做了不少研究。比如唐山軌道交通裝備有限責(zé)任公司進(jìn)行了機(jī)車定置試驗臺的電氣傳動系統(tǒng)研究。主要研究有：闡述了使用機(jī)車定置試驗臺的必要性，介紹了機(jī)車定置試驗臺的基本原理，并對機(jī)車定置試驗臺的傳動系統(tǒng)的主電路構(gòu)成及同步調(diào)節(jié)系統(tǒng)等關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析和論述。北車北京二七軌道交通裝備有限責(zé)任公司進(jìn)行了機(jī)車定置試驗臺機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計研究。主要研究有：介紹了機(jī)車定置試驗臺機(jī)械傳動系統(tǒng)的組成及功能，闡述了該機(jī)械傳動系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)特點(diǎn)，如機(jī)械一電控同步技術(shù)、液壓頂升滾輪調(diào)軸距技術(shù)、萬向軸加過渡套連接不同軸距的車軸

27、齒輪箱技術(shù)、注油壓裝法改變軌距技術(shù)、彈性過渡軌結(jié)構(gòu)、機(jī)械鎖鉤等。 8、還有一些部門和學(xué)者在履帶車輛試驗臺方面也做了大量研究。北京交通大學(xué)所做的履帶車輛傳動試驗臺自動換檔機(jī)械手的開發(fā)與研究。主要研究是：根據(jù)傳動試驗臺的實際換檔需要，對比氣動、液壓、機(jī)械、交流伺服四種驅(qū)動方式，針對換檔操作的球面運(yùn)動特性，采用數(shù)字交流伺服的三自由度直角坐標(biāo)換檔機(jī)械手方案，巧妙解決了曲線換檔、三維轉(zhuǎn)化為二維的運(yùn)動控制、檔位行程標(biāo)定等難題。采用和利時電機(jī)公司的60CB系列伺服電機(jī)、GS系列交流伺服驅(qū)動器、英國翠歐公司的MC206運(yùn)動控制器和工控機(jī)等構(gòu)建了位置環(huán)伺服運(yùn)動控制系統(tǒng)。利用ActiveX控件在VB中開發(fā)了上位

28、機(jī)控制程序，并引入了檔位示教、檔位標(biāo)定、定時操作、限位報警等功能，既實現(xiàn)了試驗的自動化換檔操作，又保證了系統(tǒng)的安全可靠。最后，利用網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，以綜合傳動試驗臺的分散控制系統(tǒng)(DCS)作為網(wǎng)絡(luò)控制主體平臺，通過MODBUS通訊協(xié)議之間的中轉(zhuǎn)，將換檔機(jī)械手控制系統(tǒng)無縫集成到DCS系統(tǒng)中，大大提高了試驗效率。． 經(jīng)過現(xiàn)場的安裝、調(diào)試和運(yùn)行，換檔機(jī)械手的整體設(shè)計和控制方案是切實可行的，能夠完全代替人手實現(xiàn)換檔操作，具有結(jié)構(gòu)緊湊、定位精度高、安全可靠的特點(diǎn)．同時換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)不需要對變速箱體進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，針對不同的變速箱傳動試驗，只需要修改控制軟件中的坐標(biāo)和行程就能滿足試驗要求，具有一定的通用性。

29、9、還有一些學(xué)者對傳動系統(tǒng)試驗臺的直接轉(zhuǎn)矩控制做了研究。北京交通大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院的杜秀霞、李平康：以傳動系統(tǒng)試驗臺為研究對象。在研究異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制Direct Torque Control(DTC)的基礎(chǔ)上，提出在傳動系統(tǒng)試驗臺上實現(xiàn)電機(jī)四象限工作的DTC過程，并用Matlab／Simulink進(jìn)行了仿真實現(xiàn)。設(shè)計出的控制系統(tǒng)根據(jù)定子磁鏈狀態(tài)矢量進(jìn)行空間定位。通過對扭矩和磁通的簡單繼電式方式比較，配合開關(guān)選擇表策略，成功實現(xiàn)了對異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的直接轉(zhuǎn)矩控制，為將DTC技術(shù)應(yīng)用于傳動系統(tǒng)電機(jī)智能控制的實際工程奠定了基礎(chǔ)。 10、也有不少學(xué)者在新型試驗臺的研究中做了很多研究。

30、車輛傳動國家重點(diǎn)實驗室的劉云鵬、卜樹峰和北京交通大學(xué)的李平康、杜秀霞 分析了車輛傳動系統(tǒng)聯(lián)調(diào)試驗臺的技術(shù)需求與現(xiàn)狀，結(jié)合建設(shè)目標(biāo)對幾種不同的建設(shè)方案進(jìn)行了對比，介紹了某全自動化的傳動系統(tǒng)聯(lián)調(diào)試驗臺的建設(shè)方案和應(yīng)用效果，并重點(diǎn)介紹了試驗臺仿真能力的創(chuàng)新設(shè)計、電功率封閉加載、全自動控制系統(tǒng)的設(shè)計以及測試系統(tǒng)實時擋位辨識系統(tǒng)。他們研究的試驗臺具有以下特點(diǎn)： (1)低速大轉(zhuǎn)矩加載。交流電力加載設(shè)備克服了傳統(tǒng)測功機(jī)在低速時無法加載的缺點(diǎn)，無須增速設(shè)備就可完成從0至最大載荷的加載。 (2)試驗臺儀表采用了多項國際先進(jìn)技術(shù)、多重保護(hù)和隔離設(shè)計，抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高。 (3)模塊化設(shè)計使結(jié)構(gòu)簡化，具有

31、很高的可靠性和維護(hù)性。 (4)加載范圍寬。最大轉(zhuǎn)矩大于2 600N·m，交流加載電機(jī)功率為600kW，試驗時，可寬范圍連續(xù)加載，基本可以滿足目前國內(nèi)工程機(jī)械的要求。 (5)試驗范圍廣。在鑄鐵平臺上，只需更換固定支架就可搭成不同的結(jié)構(gòu)形式，從而滿足不同的試驗要求。 (6)超限三級報警。將工業(yè)級安全策略應(yīng)用于試驗臺，試驗臺報警、保護(hù)、緊急停車等功能，極大地提高了試驗臺的安全性。 11、還有一些機(jī)構(gòu)是研究鐵道牽引交流傳動試驗臺的發(fā)展的。中國鐵道科學(xué)研究院、機(jī)車車輛研究所的李偉和張黎在這方面做了大量工作。他們先對傳統(tǒng)的交流傳動試驗臺的類型進(jìn)行了總結(jié)，分析了不同試驗臺的實現(xiàn)原理、控制方法及技術(shù)特

32、點(diǎn)。然后對背靠背、交流能量互饋試驗臺的電氣結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及試驗內(nèi)容等進(jìn)行了分析和總結(jié)。該試驗臺可滿足交流傳動系統(tǒng)及其主要部件的型式試驗、例行試驗以及研究性試驗的要求，具有適用面寬，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。最后總結(jié)了交流傳動試驗臺的主要特點(diǎn)和發(fā)展趨勢，表明一個技術(shù)先進(jìn)、功能完備、性能優(yōu)良的交流傳動試驗臺，可以為交流傳動系統(tǒng)及其部件的研發(fā)、制造、試驗以及檢驗創(chuàng)造良好的條件。 通過這些研究可以得出：交流傳動試驗系統(tǒng)已經(jīng)成為交流傳動系統(tǒng)研究、開發(fā)和驗證的重要平臺。隨著我國鐵路技術(shù)引進(jìn)工作的不斷深入，機(jī)車車輛交流傳動技術(shù)也將逐步發(fā)展成熟，需要更新和發(fā)展交流傳動系統(tǒng)試驗臺，使得試驗臺的技術(shù)水平不斷提高，功能更

33、加完善。目前試驗臺的主要特點(diǎn)和發(fā)展趨勢是： (1)能耗型電氣負(fù)載逐步被淘汰，由能量回饋型所取代，而直流負(fù)載電機(jī)逐步被交流負(fù)載電機(jī)所代替，出現(xiàn)了“背靠背”式的交流電機(jī)互饋試驗系統(tǒng)； (2)試驗功能更加齊全，由單一的例行試驗，逐步集成了研發(fā)性試驗和型式試驗的功能，可模擬多種過程，進(jìn)行多種性能試驗，如全速度范圍的牽引／再生制動特性試驗、機(jī)車動態(tài)特性試驗、列車運(yùn)行過程模擬、線路狀態(tài)模擬、不同輪徑模擬、通過曲線模擬、輪軌接觸狀態(tài)的模擬、受電弓跳弓模擬等； (3)適應(yīng)面越來越寬，提供多種制式電源，能夠適應(yīng)動車組、機(jī)車、地鐵、輕軌等的試驗需要，可試驗的部件除了主變壓器、網(wǎng)側(cè)變流器、中間電路、電機(jī)逆變器

34、、牽引電機(jī)外，還可以進(jìn)行制動電阻、制動斬波器、牽引變流器控制裝置、機(jī)車控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等的試驗； (4)自動化程度高，配備數(shù)據(jù)自動采集和處理系統(tǒng)； (5)控制及保護(hù)功能更加完善； (6)可測量的技術(shù)參數(shù)越來越多，如電壓、電流，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，溫度，流量、流速，噪聲，場強(qiáng)等； (7)維護(hù)工作量少，運(yùn)用經(jīng)濟(jì)性好。 從國內(nèi)的現(xiàn)狀看多數(shù)交流傳動試驗臺屬于能耗型和機(jī)組反饋式試驗臺，即使采用交流異步電機(jī)互饋方式，其功率等級、控制方法亦難以滿足我國鐵路快速發(fā)展的要求，因此有必要建立一個技術(shù)先進(jìn)、功能完備、性能優(yōu)良的交流傳動試驗臺，為交流傳動系統(tǒng)及其部件的研發(fā)、制造、試驗以及檢驗創(chuàng)造良好的條件。 總

35、結(jié) 本文主要介紹了車輛傳動系的類型及其特點(diǎn)，車輛傳動系統(tǒng)試驗臺的基本情況，闡述國內(nèi)外車輛傳動實驗臺的研究現(xiàn)狀及研究成果，通過參考大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上可以得出，電液綜合傳動試驗臺有很好的發(fā)展前景，今后可以多進(jìn)行這方面的研究。 參考文獻(xiàn) [1] 韓健. 工程車輛傳動實驗臺及其測控系統(tǒng)研究.湖南:中南大學(xué)， 2008 -5. [2] 傅華娟, 宋敬濱, 劉華欣.DCT自動變速器試驗臺動力性換擋策略研究.《農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程》 2011年4期 [3] 杜秀霞，李平康，劉云鵬，呂慶軍.傳動系統(tǒng)試驗臺的半實物仿真優(yōu)化技術(shù).2007 - 第五屆全國技術(shù)過程故障診斷與安全性學(xué)術(shù)會議 [4] 葉明,

36、秦大同, 劉振軍, 丁銳.機(jī)械自動變速傳動試驗臺及測控軟件開發(fā) .《重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)》 2004年1期 [5] 劉宗祝. 機(jī)車定置試驗臺的電氣傳動系統(tǒng).《鐵道機(jī)車車輛》 2008年z1期 [6] 孫保林, 陳莉.機(jī)車定置試驗臺機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計 .《機(jī)車車輛工藝》 2012年1期 [7] 趙恒.履帶車輛傳動試驗臺自動換檔機(jī)械手的開發(fā)與研究. 2007 - 北京交通大學(xué)：安全技術(shù)及工程 [8] 冀強(qiáng).履帶車輛綜合傳動系統(tǒng)性能試驗臺的設(shè)計.2011 - 山東大學(xué)：車輛工程 [9] 杜秀霞, 李平康.傳動系統(tǒng)試驗臺的直接轉(zhuǎn)矩控制.《控制工程》 2009年4期 [10] 劉云鵬,

37、李平康, 杜秀霞, 卜樹峰.10新型綜合傳動試驗臺的設(shè)計與實現(xiàn).《機(jī)床與液壓》 2009年9期 [11] 譚罡風(fēng). 能量反饋式傳動系統(tǒng)試驗臺控制系統(tǒng)研究[D].武漢理工大學(xué),2008. [12] Chi-Kuan Kao, Anthony L. Smith and Patrick B. Usoro. A Five-Speed Starting Clutch Automatic Transmission Vehicle.2003 SAE World Congress Detroit, Michigan March 3-6, 2003. [13] Quan Zheng, Asif Habee

38、bullah, Woowon Chung and Andrew Herman. A 6-Speed Automatic Transmission Plant Dynamics Model for HIL Test Bench.2008 World Congress Detroit, Michigan April 14-17, 2008. [14] Yoshinobu Nozaki, Yoshikazu Tanaka and Hideo Tomomatsu.Toyota’s New Six-Speed Automatic Transmission.2004 SAE World Congress

39、 Detroit, Michigan March 8-11, 2004. [15] Ashley R. Crowther, Rajendra Singh, Nong Zhang, Chris Chapman.Impulsive response of an automatic transmission system with multiple clearances: Formulation, simulation and experiment.Faculty of Engineering, University of Technology, Sydney, PO Box 123, Broadway, NSW 2007, Australia [16] Yuping Cheng, Takeshi Abe and Brian K. Wilson. Automatic Transmission Gear Whine Simulation and Test Correlation. SAE 2005 Noise and Vibration Conference and Exhibition Traverse City, Michigan May 16-19, 2005 12 / 12