毕业设计外文文献翻译.docx

毕业设计外文文献翻译.docx

《毕业设计外文文献翻译.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计外文文献翻译.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

毕业设计外文文献翻译

本科生毕业设计

外文文献翻译

学生姓名：

张阔

学号：

41120316

班级：

411203班

专业：

机械工程及自动化

指导教师：

秦四成

叉车驱动桥动力换挡性能的研究分析与估计

S.M.PARK1）,T.W。

PARK2）＊，S。

H。

LEE1），S。

W.HAN3）andS。

K。

KWON4）

1）机械工程研究生院,亚州大学，韩国京畿道443-749　　2）机械工程系、亚州大学、韩国京畿道443-749　　3）Wooyoung液压公司72bl—5lNamdong工业园区,642—4Gojan-dong，　　Namdong—gu，韩国仁川405-817　　4）工业学术合作基础，Hoseo大学、韩国忠南336-765　　（2008年7月23日收到；修订2009年7月30日）（2008年7月23日收到;修订2009年7月30日）

　文摘−在这项研究中，一个新的动力输送系统的概念被发展起来。

车辆驱动（PSD）轴的动力转移通过仿真执行驱动桥动力换挡汽车的建模和动态运动分析。

动态车辆模型是由推导方程导出的数据获得，要考虑到每一部分的具体特征.模型由一个力矩、转换器、齿轮箱、微分、轮边减速和一个引擎组成，其中引擎是轴内藏式驱动桥的第一个正向和反向动力源泉.通过统一每一个组件的数学方程得到第一前进装置的数学模型。

基于以上数学模型使用MATLAB/Simulink创建系统动态模型。

使用仿真软件估算轴内藏式驱动桥的动态行为来形成仿真模拟。

此外，将发电机测试结果用来验证该模型。

最后，就创建了一个成功的模型。

这次研究将会用来建立轴内藏式驱动轴多齿轮系统的基础概念设计。

关键词:

PSD（动力转换驱动）轴,叉车,两个简单行星齿轮、等效法。

命名

:

第一个太阳齿轮输入速度

：

从第二载波输出速度　　

:

发动机惯性　　

:

涡轮惯性　　

：

泵惯性　　

:

首先太阳齿轮惯性　　

:

第二载波惯性　　

:

涡轮扭矩　　

:

驱动转矩　　

：

输入扭矩第一个太阳齿轮　　

：

输出转矩　　

:

伞齿轮比率　　

：

逆轮边减速齿轮传动比　　

:

轮胎的半径

1.介绍

工业车辆如叉车使用在许多领域，包括重工业、造船和制造业等行业.最近，油价的上涨和更严格的环境法规增长了新工业车辆技术的需求量。

目前，火车的动力性能在不增加成本，重量和体积的条件下的提升空间已经达到了它的极限水平。

因此，我们需要一个基于新典范式的系统。

动力输送系统的结构需要被彻底改变.首先，需要减少重量和大小。

另外，齿轮等级的数量应该增加，必须引入多种附加功能.一个结合传输和系统的新的概念上的自动变速器在叉车上的内藏式驱动桥的重量比现有的低30％。

因此，它提供了很多好处,如燃料储蓄和提高燃料的经济性。

经常被用在汽车上的自动转换装置和驱动桥由可以从发动机转变扭矩的液力变矩器组成，它是一个通过改变原有链接去适应驾驶条件的传动装置，并且通过一个驱动桥来将动力传递到每个车轮上。

然而，内藏式驱动桥安装在锥齿轮和差速器之间。

叉车的动力系统不同于之前的传动系统。

此外，一些例如安全、舒适、自动停车制动,防滑、在山坡上,现场360度旋转的附加功能可以添加上去.　　有了这些特性,总重和体积大大减少.在这个系统中，由于自动变速器和驱动桥上的组件被统一到一个组件中去，这个传动系需要去分析和研究。

我们做了大量关于汽车自动变速装置的研究,尤其是关于传动装置的瞬态响应和使唤中档模式和利用商业模型实现的动态系统的仿真。

（KimandCho，1997；

KimandYi，1996;KimandSong，1997；Shin，1998;KongandPark，2006）。

关于例如叉车（Park,1999）和装载机（LeeandLee,2006）的工程车辆的自动转换的研究已经推出。

李演示的叉车的动态模型和自动换挡装置的分析并不明显不同于轿车。

a）自动传输原理图b）内藏式驱动桥的原理图

图1.传输的示意图。

在这项研究中，一个新的动力传输系统的概念被提出。

通过数值模拟的方式演示了动力转换驱动轴模型和动态行为分析。

利用方程式导出的数据建立了内藏式驱动桥的动态模型。

发动机、变矩器、齿轮箱、差速器和减速器等式内藏式驱动桥的主要部分，以上模型也是通过这些部分组成。

通过结合多个数学方程式，得出第一齿轮的数学模型。

一个系统的动态模型利用基于数学模型的仿真的方法建立出来。

利用仿真软件分析内藏式驱动桥的动态行为演示出这个仿真模型。

此外，使用发电机的测试结果用来验证模型的可靠性。

2.系统的动态模型

2。

1系统动态模型（数学模型）

通过估计车辆的性能产生一个详细的内藏式驱动桥模型。

驱动轴和轮胎被认为具有相同的惯性，牛顿和欧拉的方法被用来导出在第一正反转齿轮恒稳条件下的方程式.图2展示的是一个隔离体受力图（Haj-FrajandPfeiffer，2000;ChoandHedrick，1989）.利用每一个组件之间的关系可以获得角速度方程，并且力矩方程式可以根据角速度方程获得.如果以上传输方式根据ECU信号关联到正车离合器,动力就会通过前耦合传递，这样就会关联到另一个差速器装置。

然而,如果相反，信号同样打开，动力会通过反向齿轮传动链从反向耦合传递到车轮。

力量的传递如下（图3）：

反向离合器（耦合）-〉反向齿轮传动链—〉差速齿轮->驱动轴—〉两个简单行星轮—〉车轮.

图2。

功率流在第一齿轮

　太阳齿轮（S1）和环形齿轮（R）在前进装置中被驱动。

相应条件下的方程式如下：

图3。

内藏式驱动轴的示意图。

在第一前进装置组件之间的角速度方程式如下：

运动学条件和速度被代替并且安排在内藏式驱动桥方程在第一前进装置条件下的方程10和11。

如果离合器被连接，系统就会分成两个部分:

发动机旋转速度关系部分和驱动轴旋转速度关系部分。

汽车的驱动力量是描述如下

2.2发动机模型

当模拟车辆电力和燃料经济性能时，将引擎转矩和燃料耗费率数字化是非常方便的.一些细微的测量误差包含在瞬时阶段。

在这篇文章中，以上发动机的动态模型通过图4中稳态节气门曲线模型表示出发动机的性能。

限制的发动机扭矩为49N-m,并且最大扭矩为186-1700N-m.方程（14）代表了引擎的动态模型。

θ是节气门角度（％）,

指发动机转速.发动机模型可以通过图5配置。

图4。

发动机扭矩和燃油消耗率。

图5.发动机扭矩的地图.

图6.引擎子系统和引擎地图。

图5展示了关于减速角度的引擎的转矩曲线。

发动机的输出扭矩和耗油率的相应数据被计算为发动机每分钟转动次数和节气门角度之间的关系函数（Haj—Fraj，2000）。

在当时输入数据的点是不可用的,第三次使用三次样条曲线方法是用来插入开放式节气门的性能来获得在任意时刻的输入扭矩（KimandYi,1996）。

　图6显示了引擎子系统和引擎的扭矩图。

2。

3变矩器建模

液力变矩器是一个流体动力学元件。

它是由一个接受引擎动力的泵、一个传递动力到传动装置的涡轮（或者内藏式驱动桥的最终齿轮啮合箱）,和一个能通过旋转在液力变矩器装置中的单向离合器放大扭矩的定子组成。

液力变矩器可以通过扭矩放大功能在低速旋转时产生一个大的扭矩来形成柔和平滑的加速。

当汽车停止时，引擎会因为液体流动不会停止.也就是说，不需要一个单独的力量停止塞.发动机的扭转震动会被液体吸收。

液体同样也会吸收发动机在传动装置上的转速和负载突然变化产生的冲击.扭矩转换的建模通过使用特性曲线来实现.性能曲线是基于在恒稳定状态下的数据绘制。

建模时使用的是恒稳状态下的数据,真实的车辆可以提供相应具体的数据（KimandYi，1996）。

a）能力因素

b）转矩比

图7。

变矩器的性能曲线

图7a和7b分别展示来液力变矩器的能力因素和转矩比.液力变矩器的能力因素

、速度比

和转矩比

是从以下方程式获得.

是变矩器的利用率.

分别是涡轮和泵的扭矩。

和

是涡轮和泵的转速。

输出转速和转矩可以根据发动机的转速和转矩计算来检验发动机和液力变矩器的规格并估计汽车的性能.首先，在给定引擎的节流阀处选择一个特定点.输入的液力变矩器的功率因数利用实时的功率和转速计算出来。

在液力变矩器的性能图中，产生相同输入能力因素的点为速度比和转矩比的对应点.然后,在被选点的转矩和转速分别与转矩比和速度比相乘得到输入转矩和转速.使用方程式15，配制出液力变矩器的仿真软件模型.在图7a和7b中可以获得转矩比和能力因素的数据。

图8显示了变矩器的子系统.

图8。

变矩器子系统.

2。

4摩擦元素

在这个内藏式驱动桥中，离合器元素被用来给行星轮传递动力，刹车被用来停止和修复射流装置.利用驱动力启动离合器等摩擦元件并且通过行星轮获得最优化的驱动力。

2.4.湿式多盘离合器/制动器

在每一个齿轮中影响真正摩擦的元件应该被计算出来以确定所需的每个齿轮的最大扭矩和齿轮箱的输入扭矩。

方程式16展示了离合器的最大扭矩。

在摩擦元素中,

是离合器的最大转矩，µ和n分别是摩擦系数和摩擦片的数量，

、

、

、

是活塞的内径和外径。

和

分别为离合器的反应力和回位弹簧的作用力。

2.4.2单向离合器（owc）

将常见的轴、锥齿轮、差速器组装成一体.在普通的自动排挡驱动桥中，在最终的减档后，动力从锥齿轮传递到两个车轮。

然而，在内藏式驱动桥中，传动离合器被放置在锥齿轮和差速器之间.在差速器中功率流被改变.即使当装置中所选齿轮发生转速变化，在内藏式驱动桥中的旋转方向也不会发生改变。

当动力差达到一定的时候会通过单向离合器被分配到其他的车轮上.

图9.两个简单行星齿轮。

2。

5轮边减速器（两个简单的行星轮）

复合行星轮的输入和反应元素应该通过联系离合器和刹车等每一个元素的齿轮传动比被控制来将复合行星轮应用到自动变速器上.通过一个被称为离合器连接的过程将所需离合器安排的每一个齿轮比和每一个行星轮元素的联系导出（Park，1994）。

新建的叉车带有两个简单行星齿轮和轮边减速装置的内藏式驱动桥如图9所示。

利用杠杆等效法分析出轮边减速（LimandPark，1995）.在杠杆类比法中，提出了中心齿轮、齿圈、行星齿轮组的载体代表杠杆上来每一个单节节点。

根据输入的组合变化、反应和输出元素的组合可以以集合计算出齿轮传动比和转矩。

将输入轴的承重轴和输出轴的太阳轮联系起来。

此外,输入轴和输出轴的行星轮共享。

在第一前进装置阶段，太阳轮作为输入轴工作并被启动.然而，行星轮被限制固定住。

（YangandCho,2007）。

图10展示了在第一正反转阶段第一行星轮和第二行星轮的每一个元素的复合过程。

图10.组成复合行星齿轮组

表1。

两个简单行星齿轮的轮齿

图11.扭力杆1的速度

图12.速度控制杆1的速度

在表1中，太阳齿轮（第一个行星轮）被定义为

；承重体为PC1,行星轮为R1，第二组行星轮中的太阳轮为S2，承重体为PC2，行星轮为R2。

每个齿轮中心点的距离与齿数成比例关系.太阳轮齿的齿数用

表示,相应的行星轮齿数为

PC和R的设定依据

，两点之间的距离被转换成标准的杠杆的长度（LimandPark，1995）。

2。

5。

1扭力杆类比

图11展示了在杠杆的第一正反向阶段的输入、输出和反应力矩.其中

是输入转矩,

为输出转矩,

为反应转矩。

方程式17和18代表了太阳轮在Y方向的力矩（SongandKim,2007）。

图13.PSD—axle仿真软件模型

2.5.2速度控制杆的类比

通过图12中杠杆速度的分析，两个简单行星轮的传动比可以定义出来。

方程式19表明在正确方向通过两个简单行星轮速度变成了12.9076。

3.系统动态仿真

3.1系统动态模型（仿真模型）

在内藏式驱动桥模型中要考虑到驱动力和每一个组件（锥齿轮、齿轮箱、轮边减速器）的齿轮齿数比。

方程式联系所到的引擎驱动力（方程式10）、驱动轴转速（方程式11）、汽车的驱动力（方程式13）、汽车等值惯性的几何模型（方程式12）被用来创建图15所示的仿真模型。

4.结果和注意事项

4.1系统模型的验证

验证执行内藏式驱动桥发电机来找到仿真软件的最优效率。

通过仿真实验获得图14和15,并且有内藏式驱动桥发电机实验获得两图代表的扭矩测量的比较.基于发电机测试结果，扭矩值符合内藏式驱动桥发电机在红色圆圈点处使用AC发电机的传动轴数值，通过负载实验和耐久性实验的平台获得内藏式驱动桥的理想扭矩效率和输入条件。

对于耐久性试验，等同的实验条件下负载实验已经被计算并应用于驾驶测试中。

在驾驶测试中的扭矩和每分钟转速被提取于指定的程序应用在内藏式驱动桥中，并且它的平均值也被计算出来。

输入发电机工作台的数值是基于加速实验的负载条件下取得的。

10000工作时的等效负荷被应用到汽车驾驶测试中。

图14展示了输出转矩和每分钟转速在轮末蓝色圈点的系统模型中的测量.在这个系统模型中，为了测量输入扭矩和输出扭矩内藏式驱动桥被移动了。

在第一前进装置中内藏式驱动桥的齿轮传动比为16.005。

这个总额与每个阶段的齿轮传动比（锥齿轮1。

24、前进离合器1、轮边减速12.9076）相乘。

比较的结果为，应假定仿真软件模型的效率为91％，损失为9%.此外，模拟结果与用发电机平台测试轮子一侧获得的转矩比一致（表格2）。

图14.内藏式驱动桥直流发电机。

图15。

验证系统的模型与发电机

表2。

测量内藏式驱动桥发电机的转矩。

4.2系统动态模型的分析

第一个前进机构的仿真模拟建立来验证配置的动力传递系统。

图16展示了仿真模拟时关于节气门角的涡轮的图表、在车轮处的力矩性能和驱动轴与车轮速度。

图16。

节气门位置

图17.涡轮和车轮速度

图18。

涡轮和车轮转矩

图17展示了汽车的涡轮扭矩和速度的变化。

第一前进装置在练习场中，如仿真模拟结果相同,汽车的速度得到逐渐提高。

此外，15秒之后，可以看出沿着踏板的位置速度在减小。

图18展示了转矩的变化.它遵循了之前输入的踏板的侧面位置（节气门角度）。

此外，图18显示了16秒之后这轮扭矩的负面价值.因为当节气门短暂关闭时轮子末端的反作用力。

基于模拟仿真，表面条件的变化和踏板位置确认了在多种驾驶条件下系统的动态行为。

在本文中，根据第一正反齿轮的主要动力传输因素建立了数学模型.此外，基于一个包含内藏式驱动桥系统的数学模型，一个仿真软件模型由引擎、变矩器、齿轮箱和一个差速轮边减速器构成。

利用实际测试数据创建发动机和液力变矩器模型。

建立模型的结果由系统输入验证了输出。

具备第一正反向齿轮的内藏式驱动桥系统已经完成,这是叉车系统的一部分。

这项研究可以被用作发展多齿轮内藏式驱动桥的的基础数据.特别地,多齿轮内藏式驱动桥系统由ECU控制.我们需要一个ECU测试平台来测试ECU.在本文中用内藏式驱动桥开发的数学模型可以应用于未来ECU测试平台的动态模型.基于对具备引擎、变矩器、和内藏式驱动桥的实际车辆的测试结果和具有第一正反转齿轮的内藏式驱动桥的动态模型的结果的分析比较，可以证实两者是统一的。

此外，数学建模和第二行星轮的建模将会被创建。

此外，杠杆类比法将在以后的多齿轮系统中被拓展和应用.

鸣谢-—本研究是由韩国材料和部件行业机构提供资金支持。

参考文献

Cho,D。

andHedrick,J。

K.（1989）。

Automotivepowertrain

modelingforcontrol.AmericanSocietyofMechanical

Engineers12,4，568−576.

Haj-Fraj，A。

andPfeiffer，F。

（2000）。

Optimizationofgear

shiftoperationsinautomatictransmissions.Advanced

MotionControl,469−473。

Kim，H。

J。

andSong,J。

S。

（1997）.Modelingandanalysisof

transient-torquecharacteristicsofpowertrainanautomatic

transmission.KoreanSocietyofMechanicalEngineers

1,1，347−352.

Kim,I。

C.andYi，S.J.（1996）。

Thedevelopmentofthe

softwareforthepowertraindesignusinggraphicuser

interface。

Trans。

KoreanSocietyofAutomotiveEngineers

11，6，205−215.

Kim，J。

andCho，D.（1997）。

Dynamically-correctautomatic

transmissionmodeling。

Trans.KoreanSocietyof

AutomotiveEngineers9，5,73−85.

Kong，J.H.andPark，J.H。

（2006）。

Effectsofthevehicle

modelonshiftingtransientsofpassengercarswith

automatictransmission。

Int。

J.AutomotiveTechnology7,

2,155−160。

Lee,K.H.andLee,G。

H.（2006）。

Simulationandanalysisusingdynamicsystemmodelingforforklifttruckautomatic

transmission.SpringConf.Proc。

KoreanSociety

ofAutomotiveEngineers,2,897−902。

Lim,D.G。

andPark，D.H。

（1995）.Analysisofautomatic

transmissionshiftcharacteristicsusingleveranalogy。

SpringConf.Proc。

KoreanSocietyofAutomotive

Engineers,2,436−450。

Park,D.H.（1994）。

Calculationoftorqueandenergy

capacityoffrictionelementsofautomatictransmission.

SpringConf。

Proc。

KoreanSocietyofAutomotive

Engineers,350−364.

Park，J.Y.（1999）。

Themodelingandanalysisofthepowertrain

inanautomatictransmissionfortheconstructionvehicle。

FallConf.Proc。

KoreanSocietyofAutomotive

Engineers，2，748−754。

Shin,B.K。

（1998）。

Themodelingandanalysisofthe

powertraininaautomatictransmissionforpassenger。

KoreanSocietyofMechanicalEngineers，1,730−737.

Song,M.J.andKim,H.S.（2007）。

Designofnovel6—

speedautomatictransmissionusingleveranalysis.Fall

Conf.Proc.,KoreanSocietyofAutomotiveEngineers，2,

91−92.

Yang,H。

andCho，S.（2007）。

Analysisofplanetarygear

hybridpowertrainsystempart1:

Inputsplitsystem.Int.

J。

AutomotiveTechnology8,6，771−780。