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原文传递微型汽车传动系统效率建模及试验研究

论文题名：	微型汽车传动系统效率建模及试验研究
关键词：	微型汽车;传动系统;功率损失;数学模型
摘要：	汽车传动系统是发动机与驱动车轮之间的动力传递装置，传动系统具有变速、减速、倒车和轮间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶，是汽车的核心部件之一。传动系统效率是衡量汽车传动系统性能的一项重要技术指标，对整车动力性、舒适性、燃油消耗及尾气排放等有非常重要的影响。传动系统效率主要由传动系统功率损失决定，功率损失越小，传动效率越高。本文结合微型汽车的特点，以某国产微型汽车为具体研究对象，建立了传动系统效率的数学模型，得到了传动系统效率的计算公式，并通过试验研究的方法，确定了影响传动系统效率的主要因素，为汽车传动系统的设计与优化提供了理论依据。论文的主要工作如下：　　1）分析影响汽车传动系统效率的主要因素，建立传动系统各部件功率损失的数学模型。分析了齿轮滑动及滚动摩擦的形成机理，提出了齿轮摩擦功率损失比概念，建立了单齿啮合的滑动及滚动摩擦功率损失比模型。应用动力学和几何学的分析方法，推导了多齿啮合的齿轮功率损失比计算公式。基于 SKF的计算方法，建立了轴承摩擦力矩的数学模型，得到了轴承摩擦功率损失的计算公式。在理论与试验研究的基础上，建立了搅油功率损失和风阻功率损失的数学模型并给出具体计算公式。　　2）基于微型汽车变速器的具体结构，分析影响变速器传动效率的主要因素，确定变速器功率损失组成。研究变速器空载功率损失的测试方法，测试了不同转速、润滑油油温及油量下变速器的空载功率损失。分析轴承摩擦力矩的测量方法，采用理论与试验结合的方法，研究轴承密封圈、润滑方式等对轴承摩擦力矩的影响。分析轴承精度及配合精度、齿轮润滑油类型及品质等对变速器传动效率的影响。在/SimulinkM at lab中建立了变速器功率损失的仿真模型并进行计算，与试验结果的对比表明，该模型有较高的准确性和可信性。　　3）基于驱动桥的具体结构，分析影响驱动桥传动效率的主要因素，确定驱动桥功率损失组成。分析准双曲面齿轮的结构及特点，基于齿轮啮合功率损失计算的基本方法，得到了准双曲面齿轮传动效率的计算公式。采用理论分析与试验研究相结合的方法，分析了准双曲面齿轮几何参数、润滑油性能及油量、圆锥滚子轴承预紧力等对驱动桥功率损失的影响。理论与试验结果表明，减小准双曲面齿轮偏置距、使用多级齿轮润滑油、减少润滑油体积、减小圆锥滚子轴承预紧力均能降低驱动桥功率损失，提高驱动桥传动效率。在/SimulinkM at lab中建立了驱动桥功率损失的仿真模型并进行计算，与试验结果的对比表明，该模型的准确性较高。　　4）构建微型汽车传动系统效率试验台，分析了交流电力测功机的运行模式、控制方法及其直接转矩控制技术(DTC)。基于函数误差合成理论，分析并计算了试验台测试精度，结果表明，试验台测试精度为0.25％，满足试验要求。制定了微型汽车传动系统效率试验的具体实施方案，对其制定目的与试验目标、制定依据与适用范围、试验准备与试验设备及试验条件和试验步骤等进行了详细说明。在/SimulinkM at lab中建立了整车传动系统功率损失的仿真模型并进行计算，与试验结果的对比表明，该模型能较准确的预测微型汽车传动系统效率。　　5）基于量纲分析的基本原理，利用G.Murphy定理对微型汽车传动系统效率试验进行了试验设计与函数合成，研究了传动系统功率损失与试验参数之间的关系，得到了传动系统效率的经验计算公式。通过对?关系式有效性检验及试验证明，该公式能较准确预测微型汽车传动系统效率。
作者：	王旺平
专业：	机械设计及理论
导师：	莫易敏
授予学位：	博士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文