以ZF公司的8速自动变速器8HP为研究对象,分析了该自动变速器的各挡动力传递路线。该自动变速器行星齿轮传动机构由4个单行星排和5个换挡元件组成。利用杠杆法基本理论,建立了各挡的等效杠杆图,计算了各挡传动比公式。研究结果为自动变速器的设计提供了理论基础。

气压传动技术作为一种高效环保的传动技术,近年来在工业领域得到了广泛的运用。本文通过研究气动位置伺服系统的工作机理以及对各组成元件进行特性分析,建立系统的数学模型,使用Matlab中的Simulink模块建立系统仿真模型。由于气压系统具有气体可压缩性、高摩擦力和阀口非线性等特性,故通过高增益PID控制对气动伺服系统进行了位置控制。为了使系统具有更好的自适应性和稳定性,能够在复杂工况中保持良好性能,采用在PID控制中引入模糊控制的方式对控制参数进行优化,针对各种干扰具有鲁棒性,从而得到更好的控制性能。

以真空系统中与真空压力传感器连接的气管为研究对象,建立了管路的二维轴对称模型,提出适当的边界条件,利用有限体积法仿真得到了压力波动结果,与相同参数条件的试验结果较为一致,验证了模型的正确性。真空管路中压力波动是短暂的,但峰值大于大气压,会对压力传感器造成冲击。本文提出的建模方法为进一步研究真空系统的压力波动提供了技术参考。

开发了一种能提供恒压恒湿压缩空气的供气系统,此系统主要由气源处理元件、压力子系统和气体湿度子系统等组成。对系统的比例流量阀和节流阀等元件进行了选型,设计了包含干空气支路和湿空气支路的气体湿度子系统,通过PID闭环实现了在压力保持恒定的同时,通过改变干、湿两空气支路的流量配比以控制压缩气体的湿度。经试验测定:此系统能够在表压力0~0.2 MPa范围内、大气压下露点-15~20℃范围内同时保持压力和湿度恒定,供气流量可达79.6 L/min(ANR),为恒压恒湿供气系统的研制提供了参考。

以ZF公司9HP九速自动变速器(9AT)为研究对象,该自动变速器行星齿轮传动机构由4个简单行星排和6个换挡元件组成。分析了9挡自动变速器的各挡动力传递路线,建立了各行星排的运动规律方程式。利用执行元件的动作顺序建立起约束条件,通过联立运动规律方程组,求解出各挡传动比公式。通过分配的传动比计算验证了传动比公式的正确性。

以Lepelletier6速自动变速器为研究对象,该变速器通过5个不同换挡执行元件的组合,可以实现六个前进挡和一个倒挡.首先研究了各挡的运动规律和各个工作元件之间的运动关系,然后运用单排行星齿轮机构和单排双行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式,列线性方程组求解出了各挡的传动比.为后续自动变速器的设计提供理论依据.

气压比例方向阀由于其非常高的响应频带,因此在气压伺服系统上具有重要应用.但由于气压比例方向阀采用正遮盖阀口时,在零位附近存在死区,造成此时阀的流量增益、压力增益都非常小,这个特性对于高性能的气压系统定位和轨迹跟踪控制有重要影响.文章通过实验研究比例方向阀的流量特性和压力特性,利用工作点线性化描述阀的特性.采用逆函数法补偿比例方向阀在零位时的非线性特性.对气压系统三阶传递函数模型进行了仿真.仿真和实验结果表明了逆函数补偿法的有效性.

在气压伺服系统控制中，高压空气的可压缩性和伺服阀的死区与饱和特性使气压系统本身存在非线性。另外气缸活塞在不同位置时气缸两腔容积变化非常大，容腔内压力建立时间长短是不同的。这些对系统性能的提高是个障碍。因此建立一个简单、易用、可信的线性模型对气压系统设计来说是首要任务。首先将气缸固定在不同位置，采用阶跃信号辨识气缸两腔压力与阀芯位移的传递函数，获得气缸位置对压力的影响；然后在气缸运动情况下，辨识气缸压力对阀位移、气缸速度的传递函数。最后获得一个描述气压系统的线性模型。与采用工作点线性化方法获得的模型比较这种近似是合理可信的。