摩擦片式限滑差速器開發(fā)及其性能的研究

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1、t-'4‘3800吉林丈學(xué)碩士學(xué)住論炎提要一側(cè)作為汽車驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)的一種重要實現(xiàn)方式，限滑差速器憑借其優(yōu)越的功能價格比和廣泛的市場前景而特別受到開發(fā)廠商的重視。限滑差速器是對普通差速器的革新與改進，它克服了普通差速器只能平均分配轉(zhuǎn)矩的缺點，大大提高了汽車在雙附著系數(shù)路面上的動力性和通過性，顯著改善了汽車操縱穩(wěn)定性，，有效地提高了汽車行駛主動安全性，是普通差速器的理想替代產(chǎn)品。I本文通過對主流限滑差速器的研究與分析，確定以帶壓力環(huán)的機械摩擦片式限滑差速器作為JA1020限滑差速器的型式和研究對象，提出限滑性能評價參數(shù)。建立三自由度后驅(qū)

2、動汽車整車四輪動力學(xué)模型，較深入地研究了裝用限滑差速器對汽車整車性能的影響，提出了機械摩擦片式限滑差速器鎖緊系數(shù)選擇的一般原則。在此基礎(chǔ)上進行了JA1020限滑差速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計、試制、裝配和調(diào)試工作，給出了限滑差速器的一般設(shè)計計算方法和設(shè)計步驟，推導(dǎo)出帶壓力環(huán)的機械摩擦片式限滑差速器鎖緊系數(shù)的計算公式，分析了其影響因素，并最終通過臺架性能試驗和整車道路試驗驗證了設(shè)計計算和理論模型的有效性和正確性。吉林丈學(xué)確士學(xué)位論之第一章緒論'1.1本文研究的意義隨著新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，以完善車輛某一種性能甚至好幾種性能為目的的各種汽車實用控制系統(tǒng)應(yīng)運

3、而生。汽車驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)(Anti-slipRegulation，簡稱ASR，或稱為汽車牽引力控制系統(tǒng)，TractionControlSystem，簡稱TCS)是根據(jù)車輛行使行為，運用數(shù)學(xué)算法和控制邏輯使車輛驅(qū)動輪在惡劣的路面或復(fù)雜輸入條件下產(chǎn)生最佳縱向驅(qū)動力的主動安全系統(tǒng)。由于它大大地提高了車輛的行駛穩(wěn)定性和牽引動力性，減少了輪胎磨損和事故風(fēng)險，增加了安全性，所以得到了廣泛而迅速地發(fā)展。從控制手段上看，目前汽車驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)主要有四種控制方式，即:1.發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)控制通過調(diào)節(jié)發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩控制傳遞到左右驅(qū)動車輪上的轉(zhuǎn)矩，從而

4、調(diào)節(jié)驅(qū)動車輪上的滑轉(zhuǎn)率。發(fā)動機輸出扭矩調(diào)節(jié)主要有三種方式:點火參數(shù)調(diào)節(jié)、燃油供給調(diào)節(jié)和節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)。點火參數(shù)調(diào)節(jié)指減小點火提前角。如果此時驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)仍然持續(xù)增長，則暫時中斷點火。點火參數(shù)調(diào)節(jié)是比較迅速的一種驅(qū)動防滑控制方式(反應(yīng)時間在為30-100ms).燃油供給調(diào)節(jié)是指減少供油或暫停供油，即當(dāng)發(fā)現(xiàn)驅(qū)動輪發(fā)生過度滑轉(zhuǎn)時，電子調(diào)節(jié)裝置將自動減少供油量，甚至中斷供油，以減小發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩，燃油供給調(diào)節(jié)是現(xiàn)代電控內(nèi)燃機中比較易于實現(xiàn)的一種驅(qū)動防滑控制方式。由于點火參數(shù)調(diào)節(jié)和燃油供給調(diào)節(jié)都容易引起發(fā)動機的不正常工作，對發(fā)動機和傳動系的壽命有

5、較大損害，因此較少采用。節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)是指在原節(jié)氣門的基礎(chǔ)上，串聯(lián)一個副節(jié)氣門，由傳動機構(gòu)控制其開度，從而使其有效節(jié)氣門開度獲得調(diào)節(jié)，它工作比較平穩(wěn)，易于與其它控制方式配合使用，但它響應(yīng)較慢，需要和其它控制方式配合使用。吉林大學(xué)碩士學(xué)位論炎2驅(qū)動輪制動力矩調(diào)節(jié)控制驅(qū)動輪制動力矩調(diào)節(jié)就是在發(fā)生打滑的驅(qū)動輪上施加制動力矩，使車輪轉(zhuǎn)速降至最佳的滑轉(zhuǎn)率范圍內(nèi)。制動力矩調(diào)節(jié)一般與發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)結(jié)合起來應(yīng)用，即干預(yù)制動后要緊接著調(diào)節(jié)發(fā)動機輸出扭矩，否則可能會出現(xiàn)制動力矩和發(fā)動機輸出扭矩之間無意義平衡引起的功率消耗。制動力矩調(diào)節(jié)的實質(zhì)是控制差速作

6、用，所以該控制方式對路面兩側(cè)附著系數(shù)差別較大，只有一個車輪打滑時，效果較好，但在高速(大于48km/h)下，不宜使用，以避免制動摩擦片過熱。3.離合器或變速器控制離合器控制是指當(dāng)發(fā)現(xiàn)汽車驅(qū)動輪發(fā)生過度滑轉(zhuǎn)時，減弱離合器的接合程度，使離合器主、從動盤出現(xiàn)部分相對滑轉(zhuǎn)，從而較小傳輸?shù)桨胼S的發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩;變速器控制是指通過改變傳動比來改變傳遞到驅(qū)動輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，以較小驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)程度的一種驅(qū)動防滑控制。由于離合器和變速器控制反應(yīng)較慢，變化突然，而且由于壓力和磨損等問題，所以使其應(yīng)用也受到很大限制。4.差速器限滑控制對差速器進行限滑控制是實現(xiàn)汽

7、車的驅(qū)動防滑控制的重要方式之一。通過對差速器進行限滑控制，從而使得左右驅(qū)動輪的所獲得的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩可以根據(jù)控制指令或者路面情況而不同。當(dāng)路面兩側(cè)附著系數(shù)u差別較大時，低“一側(cè)驅(qū)動輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)時，由于差速器的限滑作用，使高p一側(cè)驅(qū)動輪的驅(qū)動附著力能得以充分發(fā)揮，汽車動力性、行使穩(wěn)定性都會獲得一定程度的提高。上述四種方式中，通過對差速器進行限滑控制，即采用限滑差速器的方式憑借其優(yōu)越的功能價格比和廣泛的市場前景而特別受到重視。本文結(jié)合我校和四川建安機器有限責(zé)任公司共同承擔(dān)的國家經(jīng)貿(mào)委重大科研課題一一“電控限滑差速器的研究開發(fā)”項目，進行限滑差速器相

8、關(guān)理論研究和JA1020限滑差速器的開發(fā)與研制。完成該項目，將結(jié)束我國無自主限滑差速器產(chǎn)品的歷史，填補國內(nèi)空白，為我國汽車零部件行業(yè)開拓新的領(lǐng)域，也將為廠家?guī)碡S厚的經(jīng)濟效益和社會效益。吉林丈學(xué)碩士學(xué)住論支