中型船式拖拉机（机耕船）传动系统设计【优秀含12张CAD图纸+Word全套机械毕业设计】
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机械毕业设计 中型船式拖拉机（机耕船）传动系统设计
论文说明书共45页，字数总计：16617
资料简介：
A3-变速器第二轴.dwg
变速器第一轴.dwg
A3-变速器中间轴.dwg
A3-第二轴滑移齿轮.dwg
A3-动力输出从动齿轮.dwg
A3-动力输出主动轴.dwg
A3-二三档接合套（渐开线啮合套）.dwg
A1-分动器装配图.dwg
A3-分动箱.dwg
A1-离合器装配图.dwg
A0-总装图.dwg
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目 录
摘 要III
关键词III
ABSTRACTIV
KEY WORDSIV
1引言1
1.1课题研究的目的和意义1
1.2本课题的研究现状和发展趋势1
1.2.1研究现状1
1.2.2发展趋势2
1.3课题研究的主要内容3
2离合器的选用3
2.1离合器的功用和类型3
2.2动力输出轴4
2.3综合分析与选用5
3 传动方案设计5
3.1 变速器结构形式的选择5
3.2 分动器的类型选择7
3.3 传动方案的确定8
4 变速器设计9
4.1 初始设计数据10
4.2 总传动比计算与分配10
4.3 中心距的确定12
4.4 齿轮的设计计算13
4.4.1 齿轮参数13
4.4.2 各档齿轮及动力输出齿轮齿数的分配14
4.4.3 传动装置运动和动力参数的计算18
4.4.4 齿轮强度的计算与校核20
4.5 轴的设计计算25
4.5.1 变速器第一轴的设计25
4.5.2 动力输出主动轴的设计26
4.5.3 变速器第二轴的设计27
4.5.4 其他各轴最小直径的确定与轴承选择28
4.6 换挡结合套及操纵机构的设计28
4.6.1 啮合套的设计28
4.6.2 变速器操纵机构29
5 分动器设计30
5.1 设计初步分析30
5.2 传动装置运动和动力参数的计算31
5.3 齿轮设计32
5.4 轴的设计计算32
6 总结与讨论33
6.1 结论33
6.2 讨论34
参考文献35
致 谢37
中型船式拖拉机（机耕船）传动系统设计
摘 要
本文分析了本课题研究的目的及意义，对机耕船传动系统的发展现状与研究趋势进行了初步探讨。在对机耕船的作业环境以及农艺需求进行研究分析之后，进行了离合器的选型和动力输出方式的选择。在此基础上选择机耕船四驱传动系统中变速器与分动器的结构形式并确定了传动方案。依照所确定的传动方案，展开变速器与分动器具体结构以及内部零部件的设计计算，包括传动齿轮、轴以及换挡装置的设计。该四驱传动系统主要根据我国目前机耕船的发展现状而设计，为改善目前主要生产的后轮驱动三轮式机耕船，加大了牵引功率，四驱系统对深泥脚水田以及旱田的农艺适应性更强，提高劳动生产率，有利于减轻劳动强度。四轮驱动机耕船是今后机耕船的发展趋势。
关键词
机耕船；传动系统；变速器；分动器
ABSTRACT
This paper analyzes the purpose and significance of researching this project, and gives a preliminary discussion on the current development and research trends of transmission system of boat tractor. After analyzing the operating environment and the agronomic needs of the boat tractor, this paper shows the selection of clutch and the form of Power Take Off. On these basis, choosing the structure of gearbox and Sub-actuator in system of the boat tractor to determine the transmission scheme. According to the determined transmission scheme, expand the design of gearbox and Sub-actuator and the internal parts in them, including the design of the transmission gears, shaft and shifting device. This design of the four-wheel drive transmission system is primarily based on the current development status of the boat tractor in our Country, to improve the rear-wheel drive three-wheel boat tractor which is now being mainly produced. In this new transmission system, the traction power is increased and it enhances the tractor’s adaptability in the working environment, which can increase labor productivity and reduce labor intensity. The four-wheel drive boat tractor will be the trend of development in this field.
KEY WORDS
Boat tractor; Transmission system; Gearbox; Sub-actuator
- 内容简介：
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华中农业大学本科毕业设计外文翻译 1 / 19 本科毕业设计 外文翻译 题 目 动力换挡农用拖拉机的传动控制设计与最终自动调整 姓 名 沈瑞东 学 号 2008307202893 专 业 农业机械化及其自动化 指导教师 夏俊芳 职 称 教 授 中国武汉 二一二 年 二 月 nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 2 / 19 动力换挡农用拖拉机的传动控制 设计与 最终 自动 调整 Mara Tanelli , Giulio Panzani , Sergio M. Savaresi , Carlo Pirola a Dipartimento di Elettronica e Informazione, Politecnico di Milano, Piazza L. da Vinci, 32, 20133 Milano, Italy b SAME Deutz-Fahr Group, Viale F. Cassani, 15, 24047 Treviglio (Bergamo), Italy 摘 要 ： 本文涉及大功率变速农用拖拉机传动控制系统的分析和设计 。 具体地说，对所有涉及单离合器与双离合器正确操纵换档的临界情况都进行了研究，并提出一个在所有操纵条件下能提供良好换挡性能的操控系统。 深入来讲，为了适应元件公差及其在生产线上的普及，为传动控制系统中的 最终 调节提出了一个自动程序，用于对换挡质量进行客观分类并对其进行自动优化。 该方法的适宜性在仪表化的车辆上做了彻底的测试。 关键词 ：动力换档变速器 农用拖拉机 汽车系统 最终 调整 一、 简介与动机 农用车要应对的工作条件比其他经验丰富的地面车辆复杂与艰巨得多 10。事实上，农用车 本质上 是作为低速行进而提供大牵引力 车辆 而设计的。 此外，在不平坦的土壤上轻易地移动使它们同样适合重型拖车运输。为保证个速度在运用中的最大灵活性以及在工作环境下充分利用发动机的最大功率，如今农业车辆往往配备了一个被称为动力换挡变速器的设备。 这种变速器含有大量的齿轮（通常从 9 到 30）并且能够通过执行档使发动机与驱动轮之间没有（或者至少最小）功率损失。 通常，一个动力换挡变速器的特点是存在 2 个或更多（取决于齿轮的数量以及变速箱整体机械结构）连接到液压回路的湿离合器，液压回路的压力受比例电磁阀控制。考虑到齿轮数量之大以及 要 达到最佳换挡的事实，正确的处理好一些控制变量是必要的，以使这种变速器得到适当的控制。 nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 3 / 19 设计出如此的一个控制系统不是一件简单的事情。 在科学文献中，有一些处理基于路面车辆的动力换挡或者双离合器传动控制的研究，例如， 3-8,15，但是关于农用拖拉机的具体解决方案基本没有。这主要是因为 广泛的工作条件以及变化的车辆载荷使农用车具有独特的性能规范，这种独特的性能规范就使得农用车最优换挡的定义不同于其他路面车辆。事实上，主要的限制因素是 重复性的操作以及在所有作业路面上司机的舒适度，例如从沥青泊油路到粗糙的越野地形。另外，拖拉机上的载荷分布与其他车辆有很大的不同 ，产生这些不同的原因可能是前面或者后面的附加载荷，而这些附加载荷源于不同作业任务所使用的各种作业设备。最后，还要注意变化的操作条件往往是无法用车载传感器测量的，因此需要功能强大的而且 容易调节的变速控制器。这些事实使得在农用拖拉机上保证最优且可重复的换档这一问题成为一项非常具有挑战性的任务。 设计一个有效的传动控制系统，首先 要确定影响换档品质的重要参数，例如， 2,16。此外，该变速 控制系统必须最佳地处理好以下相冲突要求之间的平衡： （ 1）、舒适换档； （ 2）、保证换挡过程中传到驱动轮的功率无损失； （ 3）、车辆传动寿命周期中造成最小的的机械零件磨损； 此外，在工业背景下，一旦控制设计段完成而且控制系统成为最终产品，便开始进入处理结构公差与扩大生产的 最终 调整阶段，这一阶段使得最终系统不同于原始系统并用于控制验证和测试。 因此，这一阶段是针对控制参数进行优化，从而保证预期的换挡性能在所有的车辆上得以实现。通常这一阶段是进行人体测试，测试者根据个人驾驶喜好与驾驶经验对控制参数进行调整。 因此， 最终 调整很明显是一个关键而又艰难的阶段。事实上，由于没有客观的指数来评估换挡性能与舒适度，一个换档机构可能会被一个操作者认为 是舒适的，但对另一个操作者来说却 不是 ：这就意味着最终的调整可能导致不同车辆上同型换挡机构截然不同的换档行为。值得注意的是，换档nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 4 / 19 特性 是 车辆操纵品质的一个重要组成部分， 而车辆操纵品质往往 被看做是制造商的商标，提供具有相同操纵特点车辆的能力可以成为使客户 满意 并提升顾客对该品牌忠诚度的关键。 另 外 ，该种建议性做法的另一个显著优点在于减少与 最终 调整有关的工业成本，这种成本的减少是通过减少每辆车 调整说需要的换档次数以及使该调整程序自动化，因此就不需要经验 丰富的操 作者来完成了。 值得注意的是，该项工作中所提出的方法在超出所研究问题之外的方面仍具有有效性，尽管它最初是针对一个特定的应用，例如，上述所提到的设计步骤构成了一个可行的范例， 可应用于许多不同的生产情况。事实上，本文是旨在使具有控制系统的工业应用中的最终调整正式化的贡献之一， 针 对 所考虑的问题提出系统的方法。 在这反面，文献 13， 16中的结论提供了上述方法论的其他应用，分别解决了通过数据量化驾驶风格与安全、农用拖拉机设计与客观地调整运动反演控制 的问题。尽管相对于本文所考虑的问题有所不同，但两者 共享（所有或者部分）该项目所提出的体统方法，该方法由以下四个步骤构成： 建立 定义目标系统质量的性能特性评价； 通过 灵敏度分析实验指出待优化特征与重要变量之间的关系； 定义成本函数； 控制算法设计与成本函数优化基础上的最终调整程序的设计。 对于所有上述那些应用， 这一方法论使得本文中的结论成为大众爱好， 在这些应用中，必须设计并调试好一个控制系统用于解决生产扩大与公差中的离散问题，这些离散问题使得潜在设备（ 例如， 最终车辆）不同于作为设计目的的 设备 。由此产生的研究方向需要控制理论与优化设计方面的工具，并结合具体应用领域的知识。 这里所提出的结论是基于米兰理工大学与道依茨法尔集团研发部的一项共同的研究项目（ SAME, Lamborghini, Deutz-Fahr,Hrlimann, Adim Diesel and Deutz AG）。工作都集中在一个为大功率（ 200 马力）农用拖拉机设计的动力换挡变速器上（见图一）。 nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 5 / 19 第一步 致力于定义恰当的成本函数已经完成，该成本函数考虑了对换档舒适度与换挡品质的客观评估。 然后，对所有相关的换档动力进行准确分析从而设计出一个简单而有效地传动控制策略。 最后， 为了在每辆生产车上获得尽可能最好的换挡 性能，提出自动调整阶段以保证令人满意的和可重复的换挡性能。 本文结构如下。第二部分液压与机械的角度介绍动力换挡传动系统。第三部分旨在介绍用来评价换挡质量的性能指标。 第四部分介绍所推荐的动力换挡控制策略，无论是对单离合器换档还是对双离合器换档，还有与控制参数相关的性能指标 灵敏度分析实验结果。最后，第五部分主要介绍最终自动调整和相关的实验结果。 二、 系统介绍 图二描述了动力换挡变速器的整个机械布局。如图所示，动力从发动机 （图二的左边）依次 通过两个不同的齿轮箱（由三个不同齿轮构成的 HML 组和由三个不同比例大小齿轮构成的 123 组）流向驱动轮 。该变速器还包括其他两部分，即运动逆变器和模式选择器。 运动逆变器（见 11,16）是由两个离合器构成的电液系统，该系统可执行自动运动逆变，例如，司机仅仅 动 一下 操纵杆就能使车辆从前进速度变成反向速度。 模式选择器有三种不同的工作模式，即爬行模式、工作模式和运输模式，这些模式只有当拖拉机静止的时候才能改变。接下来，我们致力于换挡控制并 且只考虑两个齿轮箱，同时假设没有进行运动逆变（ 注意，顺便提一下，在运动逆变时司机不能使nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 6 / 19 用操纵杆 ）并且一种固定的模式已经投入工作。 由于两个齿轮箱是串联的，发动机与驱动轮之间有九种不同的传动比（不考虑比例固定部分的最终差别）。 从概念上讲，虽然这两个齿轮箱存在机械上的不同，但对于控制设计目的 的作用 却是一样的。 每个齿轮都与一个湿式离合器相连：要选择一个特 定的齿轮，相应的离合器必须完全接合，使得由发动机传出的扭矩完全通过离合器传递。该项目中所使用的都是多盘湿式离合器， 为了能够正常工作（以及以后选择相应的齿轮）， 摩擦盘表面之间必须紧密结合并且相互之间的的正压力要足够大以产生足够的摩擦力来保证摩擦盘之间不会产生相对滑动 。 图三是摩擦盘间正压力与离合器油压之间具体关系的示意图。 对于变速分析，必须考虑三个不同的 区段 。 第一阶段（即，来自于大气压力），压力的增加对摩擦盘之间的正压力不产生影响。 当增加到所谓的转折点压力（见图三），相互之间距离减小为零的摩擦盘开始接合。从此点开始，正压力成比例的增加。在这一阶段，摩擦盘之间的摩擦力能够传递一定的传入扭矩，但是由于摩擦盘间存在一定的相对滑动，没有确定的传动比。 一旦达到工作压力（ 如图三 ） ，正压力已经足够大以至于离合器摩擦盘之间不存在相对滑动从而保证了精确的传动比。 nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 7 / 19 图四为液压系统示意图，该图解释了离合器中的压力是如何被控制的。一个比例电磁阀 控制六个定向启闭阀将每个离合器与掌控液压连接起来。 该液压结构产生了如下离合器行为：当定向阀门开启时，离合器上的压力与主压力相等。由于这是一个单向阀，可知压力只能上升，尽管压力压力会降低。相反的，当定向阀关闭，离合器上的压力为零。 因此，可用的控制变量如下： (1) 主液压力。注意，由于没有压力传感器，真正的控制变量就是 电磁比例阀 。这样的一个变量可以通过静态图与输出压力相连。 接下来，我们将该压力视为控制变量，并切记上述所提到的电流到压力的转化必须完成； (2) 每个定向阀的启闭状态。 为了用动力换挡变速器实现换档 ， 将脱出离合器 上的压力必须为零，而 传入离合器 上的压力必须为最大。注意，非动力换挡变速器是先 使将脱出离合器 脱出啮合然后再让 传入离合器 进入啮合，这样一来 就存在 一个时间间隔，在这一时间间隔内车辆处nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 8 / 19 于中间状态并且 发动机传出的扭矩无法传递到驱动轮。在农用车辆中，这种中间状态是必须要避免的，因为超大负荷会导致停车。因此，保证换挡过程中有连续的扭矩传递到驱动轮是极其重要的，这是动力换档变速的一个主要特征。 为了对该系统描述进行总结归纳， 表一列出了九种可用的齿轮组合以及与之相啮合的离合器。可以看到，通常换档只需要变动一个离合器（例如，齿轮箱 HML 中的一个）。我们将这 种换档称之为单离合换档。 然而，当要在三档与四档或者六档与七档时间转换时就必须变动两个离合器（一个属于齿轮箱 HML，一个属于齿轮箱 123），使得下面将要描述的换挡控制器的设计更加复杂。我们将这种换档称为双离合器换档。 三、 换挡质量评估 正如第一部分 所讨论的那样，定义一个客观地换挡质量评估会产生如下好处： （ 1） 为换档性能给出了一个特别而客观地指标， 有助于比较不同的车辆和（或）不同的控制算法。 （ 2） 依靠适当性能指标的自动优化， 最后调整阶段相对容易和更少的资金投入。 定义最合适成本函数的关键问题在于决定被测信号与换档舒适度以及换档品质之间有意义的关系。一些在汽车方面 进行的研究，在通过加速度测量评估舒适度方面显示出良好的研究结果，例如 9， 14。 对于该项目中所考虑的类型车辆，很明显上述文献中的信号是不合适的，这是因为土壤引起的测量噪声掩盖了换档对车辆加速度的实际作用。 此外，加速器 并不是农用拖拉机上的车载标准传感器。因此，我们致力于nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 9 / 19 研究换挡品质与车辆速度的关系，车辆速度的测量通常可以通过车轮编码器获得。正如文献 16中所讨论的，这种信号可以用来 进行符合要求 的舒适度评估。 为了理解质量指标设计的逻辑依据，图五展示了在三种不同换档情况下车辆速度与时间的关系，三种性能由一名专业司机评断：第一种（图五 a）被分为优秀级别，而剩下两种（ 图五 b 和 c）分别被分为中等级别和较差级别 。上述三种换档情况下的速度性能如下： 速度总是从一个恒定值增加（所有情况中都必须换高档）到一个较高的最终值， 因为在换挡过程中发动机保持恒定且连续的转速，该终值只取决于最终传动比。真正使这几种换档产生不同的是速度提高时的平稳度。 注意，事实上，换档品质好的图五 a 中，速度沿着平滑的斜线上升，而换挡质量中等的情况下速度的提 高只是分段线性的（如图五 b 椭圆框中的部分）并且在速度提高阶段有明显的初始负向脉冲 。最后，换挡品质差的情况中速度特性非常不规则并伴随巨大的速度波动（如图五 c 中椭圆框中的部分）。 nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 10 / 19 基于这些考虑，性能指标被定义为： 该公式中， tvm 表示被测轮速， tvref 表示描述最优换当中速度特性的参考信号。被测轮速 表示为： 式中 4,.,1, iti 是通过车轮传感器测得的车轮角速度， 4,.,1, iri 是车轮半径。 参考信号 tvref 被设计成有三部分组成（如图六）。 第一部分由运动开始时的恒定速度，即 式中 reqt 表示司机换挡的时刻。运动最后的参考速度也是恒定的，表示为： 式中 reqeng t 是换档开始时的发动机速度（再次强调，换档过程中发动机速度是恒定且连续的）， r 是车轮的平均半径， inc 是输入齿轮的传动比（当换档是由司机完成时，它也是已知的）。 在上述两个速度限制之间变化的参考速度 被定义为 2refv ， 趋于线性，表示为 ： nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 11 / 19 式中 1t 定义为： 即， 1t 是被测速度比初始参考速度 1refv 小的最后时刻， 而时刻 2t 定义为： 因此 2t 表示被测速度初次到达参考速度终值 endrefv 的时刻。 可以看到，每个换档阶段超出参考信号的部分都暴露了一个与运动品质和舒适度相关的不同问题。尤其是，有三个有待控制系统解决的问题（再看看图六）： （ 1） 换档开始时速度的负向 变化 ； （ 2） 加速阶段的速度的波动； （ 3） 换档后速度稳定阶段速度的继续增大又相继减小。 这些问题的解决是通过对不同的控制变量进行适当调整。为进行如此调整，通过基于被测信号的可估客观性能参数来很好的把握这三种现象是很关键的。 为此，三个不同的成本函数 1J , 2J 和3J被考虑进来，分别对应于每个运动阶段，定义为： nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 12 / 19 式中固定区间的时间间隔已经被通过专门的灵敏度分析定义了，3J是在固定区间上算出来的。具体地，式（ 10）中的3t表示为： 即，使在好坏两种换档情况下的3J差值最大化时的3t，该时刻的分类也由专业司机的水平决定。事实上，司机们都是从整体上来评判运动的。于是，在那些被认为低品质的换档中，那些 换档情况系 超过预定阀值的3J值 被 选择 用来对3t进行调整 ，通过公式（ 11）。 基于所获得的结果，一个 1.75 秒的间隔被用来计算3J。为了对换挡质量评估的讨论进行总结，表二列出了图五中的三种换档所对应的 3,2,1, iJi值。可以看到，所选的成本函数正确地把握了运动质量，并且与专业四级的估计相符。 四、 换挡控制其设计 这部分介绍了换挡控制系统的设计。 为实现所提出的方法，强调指出第二部分所描述的传动结构具有的一些固有局限性是很有必要，这些局限性必须予以考虑，正如文献 1,11,12中所述。具体如下： （ 1） 由于当启闭阀处于关闭状态时 将脱出离合器 上的压力为零，调整 将脱出离合器nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 13 / 19 上的压力是不可能的。此外，压力消失的具体时刻（即离合器松开的时刻）无法知道，尽管压力力度的变化被认为是非常快的。 （ 2） 由于启闭阀是单向的，离合器上的压力只能升高； （ 3） 离合器中的油压无法测量。因此，压力值 是通过一个将比例阀输入电流和离合器压力联系起来的静态关系来估计的。 考虑到这一示意图对所有车辆来说都是独一无二的，以及每个离合器的行为的确都受到一些（数量未知）因素（例如，温度、表面磨损以及摩擦盘圆周速度）的影响，尚无法得到实际驱动扭矩的可靠估计，正如文献 11， 12中所述。这一事实使得无法设计出一个闭环的 压力控制器来解决换挡问题。 考虑到上述限制，一个开环控制器将被设计。因此，控制问题的核心就在于定义并优化一条恰当的参考压力曲线来指挥能获得预期换挡性能的比例阀。 4.1、单离合器换挡控制 回顾表一中的齿轮与离合器组合，单离合器换当中只涉及两个离合器：一个 是将脱出离合器 ，一个是 传入离合器 。因此，在这种类型的换档中，控制算法在于定义主侧面压力以及恰当地选择 将脱出离合器 必须断开的时刻。图七展示了一种典型单离合换挡压力曲线。 司机执行换档后，主压力 （即 传入离合器 上的压力，该离合器上的启闭阀处于开启状态）逐渐上升至转折点（ KP）压力值（如何自动定义这样一个液压阀将在第五部分讨论）。 这一初级阶段使用来保证 传入离合器 已经能够传递扭矩（再看图三可知，当nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 14 / 19 压力值低于转折点压力值时，驱动扭矩无法传递到车轮） 。这一充盈期持续一个固定的时间，实验证明为 500 毫秒。该数值对于传动系中所有离合器达到预想的转折点压力值已经足够了。 接下来，动力换挡的核心阶段开始：在 Overlap 时间段内， 传入离合器的压力增大，离合器所能传递的扭矩也随之增大。再往后，当时间到达 DOt 时， 将脱出离合器 断开（如图七虚线）。最后，主压力上升到最大值以使 传入离合器 进入完全工作状态。 具体来说，压力沿着斜线增加至 一可调 最大值 ，然后跃至最终的最大值。图七所示压力的最后阶段取决于传动系中液压回路的特性。更确切的说，在该压力区间上，调整 图七中斜线终点所对应的 压力终值实际上是可能的 ，尽管最后阶段实际上是由液压回路的一个安全控制所引起的（当压力值到达设定值时阀门机械关闭），该安全控制使得压力到达最大值，这样设计是为了保证离合器在任何（一些可能的反常情况）运行状态下都不会断开。 至于换挡控制不同部分的压力值，假设整个压力区间分 从零到两兆帕 ；从开始到转折点压力大约占 0.4 兆帕 （假设该数值是不同传动的平均值），调整区间（即斜线部分） 上升到 1.8 兆帕 。因此，压力增加但无法调节的最后阶段大约占 0.2 兆帕 ，相当于总压力变化的 10%。 注意到在 Overlap 区间内，将脱出离合器仍然处于啮合状态，因此给发动机增加了附加扭矩载荷。所以，当 Overlap 区间太短 时，将 导致 传入离合器 无法传递 足够的扭矩进而使车辆产生所不希望的突然停车，当 Overlap 区间太长，拖拉机会由于附加扭矩载荷而减速，这些都将给司机带来不适。另外，离合器表面的过度磨损会增加。对于 转折点压力水平，也应做类似的考虑。换句话说，这两个参数值的调整对于获得最优换档起着决定性作用。为控制单离合换档选择最优参数值， 选用 Eq（ 8） 中的 1J 指标。实际上，控制参数与最优参数之间的偏差反映在换档开始时的显著减速，这将导致车辆前进速度的波动（例如，指标 1J 所具有的特点，见 Eq（ 8） ） 基于实验性灵敏度分析的最优化调整已经进行。图八显示了获得的结果， 即，对nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 15 / 19 于 1 2 和 2 3 两种换档，图八（上）和图八（下）中的 1J 指标的数值分别是充盈压力与转折点压力偏差值和 Overlap 区间持续时间的函数。 使充盈压力与转折点压力产生偏差中的权衡（即获得一个增加的 P）显而易见：正如所指，只有转折点压力的精确估计确定后才能获得最优换档。 对于 Overlap 区间的持续时间，这种权衡就没那么明显了：因为实验室在了低负荷条件下进行，那么，在这种情况下最优 Overlap 区间的持续时间接近于零。 反之，在高负荷换档中，为该参数选择一个准确值是重要的： 因此，原理上可以考虑一个预定控制器，该控制器根据当时的发动机功率（ 可以通过发动机控制器知道其值 ）为 Overlap 区间持续期选择最恰当的数值。 为评估控制器的效果，图九展示了未优化控制参数与已优化控制其参数的单离合换档中时间与被测车速的关系。 未优化控制参数与已优化控制参数情况下相应的 1J 值分别为 12.86 和 1.48。 图九中所显示换档的优化后参数值为 48.0KP 兆帕，nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 16 / 19 msOverlap 100 。 图九 4 2、双离合器换档控制 在双离合换档中， 两个齿轮机构中的离合器都参与进来：理想情况下，双离合换档的控制逻辑可以看做是和单离合换档一样。但实际上变速箱 HML 中液压回路的动态特性与变速箱 123 中的不同。具体来说，两个变速箱中离合器脱出所需要的时间是完全不同的，尽管两个变速箱的控制指令是同一时刻发出的。 两个变速箱中的不同是因为变速箱中离合器尺寸的不同而使得其中的压力值不同。由于要处理不同的扭矩水平，不同尺寸的离合器是必要的。 此外，变速器相对于主液压蓄能器的位置使得压力回路的长度不同，这也影响了变速箱中的压动力。 123 变速箱中的压力较高。就这点而论，为了 准确的实现双离合换档，需要先脱出变速箱 123 再脱出变速箱 HML，以便将两者之间的不同考虑进去。具体地说，在将脱出离合器脱出之前，变速箱 123 需要更长的时间来补偿所要代替的更高的压力梯度。变速箱 HML 延迟的时间已经调整以使变速箱 HML 脱出时两个变速箱的压力水平大致相同。 因此需要引进一个附加控制参数。该新控制变量称为 DelayHML,它表示变速箱123 脱出时刻（123,DOt）与变速箱 HML 脱出时刻（HMLDOt ,）之间的时间间隔 (见图十 )。 如图十所示，为了将液压设备引起的延时考虑进来，将脱出 HML 组的脱出只有轻微的延时，等于 DelayHML。 nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 17 / 19 自从引进新的控制变量后，进行了一个专门的灵敏度分析来对其进行优化调整。在这种情况下， 1J 指标和 2J 指标都被考虑进来，见 Eqs.(8)和 Eqs.(9)。 事实上， 在操纵的一开始 1J 就正确地获得了速度脉冲，这主要是 KP 压力和 Overlap 持续区间的作用；而 2J 描述了加速阶段的振幅，这很大程度上取决于 DelayHML 的值。 最后，值得注意的是，在 t 大于HMLDOt ,后压力值最后的斜线阶段上升，此时传入离合器开始进入啮合阶段，但两个传入离合器可能不会同时进入啮合。 基于所提到的控制方法，啮合阶段准确开始的途径是通过成本函数估计的，因此目前没有直接的啮合调整方法。 图十一描述了所得结果，显示了 1J 和 2J 的值， 1J 和 2J 是 Overlap 和 DelayHML 的函数。为简明起见，省略了 KP 压力的值的分析过程，因为所得结果与单离合换档所讨论的相似。 通过检验图十一，可以得到一些结论。 nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 18 / 19 首先 注意到每个控制参数（即， Overlap 和 DelayHML）对一个单独的指标有显著的影响。即， Overlap 主要影响 1J 指标，而 DelayHML 主要影响 2J 指标。 这一事实可以解耦优化阶段，并考虑两个连续单变量的优化问题，考虑到最后调整阶段这些就更容易解决了。 nts 华中农业大学本科毕业设计外文翻译 19 / 19 参考文献 1 Codec F, Tanelli M, Savaresi SM, Frignati D, Taroni F, Tascedda L. 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