车辆动力学(5)-系统动力学模型

第二章

传动系统动力学模型传动系统的控制

第一节

控 制 器

换挡规律自动换挡、自动闭解锁的车辆

闭锁规律

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一、换挡规律1. 换挡规律排挡之间自动换挡点的控制参数(车速υ、油门开度α)变化规律。 每一个自动换挡系统都有一个换挡规律，它的曲线形状取决于车 辆传动的要求，由自动换挡系统的结构和参数来实现。 换档特性是由牵引特性和换档规律组合而成的。当牵引特性一定 时，换档规律对车辆动力性、经济性和使用性能有决定意义。

单参数换挡规律 双参数换挡规律 三参数换挡规律

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一、换挡规律2.单参数换挡规律 B A

换档重叠或换档延迟

1

1)换入新档后不会因车速稍有变化而 重新换回原来的排档，保证了换档过程 的稳定性；Ⅰ Ⅱ

2)有利于减少换档循环，防止控制元 件加速磨损与降低乘坐舒适性；

B 1

A 2

3)变化换挡延迟可改变换挡规律。不能实现驾驶员的干预换档。经济性差， 实际中只有少数军用车辆上有所应用， 目的是减少换档次数，发挥车辆动力性 能。

降档线

升档线

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一、换挡规律2.双参数换挡规律 B A

等延迟型换档规律：换档延迟不随油门开 度的变化而变化 驾驶员可干预，可提前换入高档或提前降 到低档，很大程度上改善了车辆的燃油经 济性。1)油门开度不变，假设为 2 车速达到 v 2 时，I挡自动升入II挡

1

2

a Ⅰ

b Ⅱ

1

B

A 1

车速降到 v1 时，II挡自动换回I挡 2)车速不变，假设为 v1 2

行驶阻力减小，油门开度小于 1 时，自动升入II挡 行驶阻力增加，油门开度大于 2 时，自动换入I挡

升档线 降档线

干预换挡：松油门提前换高挡，猛踩油门强制换低挡

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一、换挡规律2.双参数换挡规律 1 2 2 3

发散型换档规律：换档延迟随油门开度的 增大而增大，呈发散状分布，也称增延迟 型换档规律。优点： 1)大油门时换档延迟大，可减少换档次数。 2)大油门时，升档车速高，接近最大功率点， 动力性好 。 缺点： 大油门降档时的车速低，功率利用差，较适用 于后备功率大的轻型车辆。

1

2

2

3

v

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一、换挡规律2.双参数换挡规律 1 2 2 3

收敛型换档规律：换档延迟随油门开度增 大而减小，呈收敛状分布，也称减延迟型 换档规律 。 1)在升降档时都有较好的功率利用，动 力性好。 2)低速时，可以松油门提前换高挡，改 善燃油经济性。 发动机可以在较低转速下工作，燃油经济 性好、噪声低、行驶平稳舒适。该规律适 合于比功率较低的货车。

1

2

2

3

v

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一、换挡规律

消除循环换档的措施：①改变油门开度予以消除。这是因为改变油门开度可以

极大地改变 输出的牵引力，消除出现循环换挡的起因； ②在换挡规律的设计中，增大降挡速差能减轻或消除循环换挡现象。

③在恶劣路面，强制挂低挡。

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一、换挡规律3.其它换档规律(a)组合型换档规律 由两段或多段不同变化规律所组成的换档规律，便于在不同油 门开度范围内得到不同的车辆性能。 常见的组合型换档规律：小油门开度以舒适、稳定及少污染为 主；大油门开度则以动力性能为主；在中等油门开度下，首先要求 很好的燃料经济性，其次要有满意的动力性能。 (b)多规律换档控制

并列有几种不同换档规律的控制器，驾驶员改变选择开关，就 可使同一变速箱改换用另一种换档规律进行控制。

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一、换挡规律丰田小轿车换档规律的特点？ 四档变速箱

(b)升挡点的设计，考虑动力 (a)采用发散型的换档规律， (d)合理使用超速档。在大于 性和排放。各油门下升挡点都 (c)设计了强制降档，当油门 在节气门全开和中等开度时 ， 85%油门开度以上，为了不使动 设计在较高车速。 可 以 提 前 降 开 度 达85-90% 时 ， 降档速差都较大，大大减少换 力性能变坏，换挡规律规定不 入低档，提高了降档后的发动 档次数，有利于提高变速箱的 得升入超速档。小于25%油门开 机转速，改善了降档后的功率 耐久性，且经济性也良好。 度时，换挡点车速较高些，减 利用和动力性。 小排放。其余中等开度，使用 超速档节油。

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一、换挡规律阿里逊CLBT-6061重型车辆的换档规律？

(a)采用收敛型换档规律。当油门 (b)在75%-100%油门开度范围内，升 全开时，降档速差最小，有利于得 档前变矩器已进入闭锁后的机械传动工 到优良的动力性能。在小油门开度 (d)在小于25%油门开度范围内， (c)在25%-75%油门开度范围内， 况，发动机转速也很高，既得到良好的 时，降档速差最大，得到广泛的多 采用了单参数的换档规律，其换 升档前始终在液力传动工况下工作， 动力性，又具有很高的传动效率，也提 档重叠工作区，可以大大减少换档 档点与油门开度无关。这样可使 变矩器基本上位于高效区或接近高 高了经济性。当油门全开时，降档速差 次数，也有利于提高经济性。 降档前发动机转速不低于最小稳 效区的范围内工作。 缩减到30-70转/分，采用了等速差的降 定转速，也可使变矩器保持在效 档设计，使降档时得到很好的功率利用。 率较高的区域工作。

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二、闭锁规律

1.变矩器的闭锁控制

(1)改善传动性能的闭、解锁。(2)换档时变矩器的缓冲解锁。

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二、闭锁规律 2.闭锁点的选择一般把闭锁点设计在偶合器工况点附近，以保

证得到较高的效 率和牵引力。闭锁点应随油门开度而变，油门开度越小，闭锁点的 转速则越低。

在闭锁点与解锁点之间，也要有一定的解锁速差，以免过于频 繁的闭锁一解锁循环。

按涡轮转速 单参数控制

按转速比控制 双参数控制 按涡轮转速和油门开度 按车速和油门开度

按车速按挡位

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3. 单参数闭锁控制1)按(涡轮转速)进行闭锁控制只要涡轮转速达到某个固定不变的 数值时，变矩器就闭锁。 这种控制方法只能在少部分油门开 度下保证有合理的动力性与经济性。 闭锁工况的 工作区

对于多档变速器各档均闭锁时，一般低档闭锁

nT

较高，

可以充分利用变矩器变矩性能，提高动力性；高档闭锁

nT较低，以便尽早闭锁，利用机械传动，提高传动效率。

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3. 单参数闭锁控制2)按车速进行闭锁控制把涡轮转速改成变速箱 输出轴转速。只要当车速达 到某一定值时，就能实现变 矩器闭锁。 这可以避免低挡范围内 频繁闭锁，减少由此引起的 冲击和磨损。 闭锁工况的 工作区

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3. 单参数闭锁控制3)按挡位进行闭锁控制

只有在某些排挡范围内才能实现 闭锁，例如前进挡或高挡范围内才能 闭锁，而在其它排挡工作时，不论其 转速多大，都只能用液力工况工作。

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4. 双参数闭锁控制1)按涡轮转速和油门开度进行闭锁控制

在油门全开时，可把闭锁 点设计在偶合器工况点附近， 随着油门开度减小，闭锁点转 速也随之降低。显然，这种方 法只要设计得当，可以在很大 的油门开度范围内得到比较合 理的闭锁点。这种控制方法也 较简单。结构上易于实现。

闭锁工况的 工作区