轻型载荷汽车离合器温度对变速箱换挡性能影响的研究3篇轻型载荷汽车离合器温度对变速箱换挡性能影响的研究 文献综述 1. 各种自动变速器的比较（汽车与配件 马万灵） 按照结构及原理，自动变速器可以分为4种类型，分别是液力自动变速器下面是小编为大家整理的轻型载荷汽车离合器温度对变速箱换挡性能影响的研究3篇,供大家参考。
篇一：轻型载荷汽车离合器温度对变速箱换挡性能影响的研究
文献综述1.
各种自动变速器的比较（汽车与配件
马万灵）
按照结构及原理，自动变速器可以分为4种类型，分别是液力自动变速器（AT），无级自动变速器（CVT），电控机械自动变速器（AMT），双离合器自动变速器（DCT）。
a.液力自动变速器（AT）
主要组成部件：液力变矩器，多排行星齿轮
原理：以液力变矩器取代离合器，具有局部的无极连续变速和改变转矩的能力。
优点：对外负载具有良好的自动调节和适应性，简化驾驶操纵，实现车辆的平稳起步和迅速加速，可降低传动系统的尖峰载荷和扭转振动，延长使用寿命，提高乘坐舒适性，具有自动换挡功能，可充分利用发动机转矩。
缺点：传动效率低，变矩范围有限。加工精度要求高，制造工艺复杂，成本较高；对速度反应较慢，结构复杂，修理困难；采用特定液压油，换油成本高；需要有独立的散热系统，对发动机冷却系统有改动要求。
改进方向：向多档位方向发展，轻量化、小型化发展，采用多电磁阀方式控制换挡，提高油泵和液压系统的效率，智能操纵控制。
b.无级自动变速武器（CVT）
主要组成部件：具有V型槽的主动锥轮、从动锥轮和金属带。
原理：金属带安装在主动锥轮和从动锥轮的V型槽内，当主动锥轮旋转时，通过金属带将主动轮的扭矩传递给从动轮。每个V型轮由一个固定锥盘和一个能沿轴向移动的可动锥盘组成，来自液压系统的压力分别作用到主、从动锥轮的可动锥盘上，通过改变作用到主、从动锥轮可动锥盘上液压力的大小，便可使主从动锥轮传递转矩的节圆半径连续变化，从而达到无级改变传动比的目的。
优点：由于实现传动比的连续改变，从而可使发动机始终在经济转速区内运行，提高整车的燃油经济性和动力性，改善驾驶者的操纵方便性；加速时无需切断动力，乘坐舒适，超车加速性能好。
缺点：金属带制造难度大，带轮表面处理工艺和油缸加工工艺难度大；液压油品质对CVT系统（液力变矩器、齿轮机构、液压执行机构、湿式离合器）的传动特性具有重要的影响作用，对油的要求是多方面的；由于结构原理限制，倒档需采用行星齿轮系统实现。
改进方向：向大排量轿车的应用发展，向高效率、智能化发展，向批量化、低成本方向发展。
c.电控机械自动变速器（AMT）
主要组成部分：计算机控制的自动操纵系统，传感器，执行机构
原理：电子控制器(TCU)为核心．通过电动、液压或气动执行机构对选换档机构、离台器、油门进行操纵．实现起步和换档的自动操作
优点：传动效率高、工作可靠、易于制造、成本低。
缺点：：与AT和CVT相比．AMT控制参数多，控制系统难度相对较大；离合器起步控制是AMT的难点，不同的环境条件及驾驶习惯要求不同的控制策略，AMT是在切断动力的条件下换档，要求换档时间尽可能短，以减少动力损失；切断动力和
恢复动力的过程均会造成冲击，冲击的强度又随换档过程时间的缩短而增加。因此既要缩短换档时间，又要考虑减少换档冲击。
d.双离合器自动变速器（DCT）
主要组成部分：双离合器
优点：从制造方面考虑，DCT国产化程度LLAT和CVT容易得多；传动效率高、安装空间紧凑、质量轻、价格便宜换档迅速平稳改善了车辆运行的舒适性DCT的生产继承性好，硬件开发与软件研制成果的通用性强。
缺点：受系统本身诸多因素的影响，精确控制离合器切换时序较为困难。
2.
轿车变速器的今天和明天（Hans-JoergDomian）
a.各种变速器技术
a1.手动变速器
轿车手动变速器（HSG）通常为齿轮变速器，以五档居多，最多为六档。六档变速器是在提高了五档变速器支撑强调的基础上设计的；采用了轻型结构设计，并且在降低燃耗的基础上，提高了效率。
a2.自动变速器
自动变速器（ASG）是在手动变速器技术的基础上发展起来的。控制方式可以是电液控制，也可以是机电控制。具有良好的传动效率以及可以进行离合保护防止误操作。
a3.换能自动变速器
换能自动变速器（AT）通常为行星传动，以前置液力变扭器为启动元件。通过液压油进行控制。从一个档位切换到另外一个档位不会发生牵引力的中断。
a4.双离合器变速器
在输入端，配置两个离合器，以便实施负载的切换和启动。
a5.无级变速器
无级变速器（CVT）通过链或带与锥盘副进行无级调节。
a6.环形技术基础上的无级变速器
环形技术基础上的变速器属于一种摩擦轮变速器。它是通过在椭圆形区域上产生的摩擦力来传递功率。
b.不同车辆上变速器的配置方案及特点
b1.前横置驱动变速器
b1.1.小型车辆
HSG，ASG，干式DKG，干式CVTb1.2.紧凑型/中档车
HSG,湿式DKG,AT,湿式CVTb1.3.中高级车/豪华型车
带载换挡变速器，CVTb1.4.豪华型-SUV
换能-AT，湿式DKG,干式CVTb2.前纵置和后纵置驱动
b2.1.紧凑型/中档车
湿式CVT,干式DKGb2.2.中高级车/豪华型车
湿式DKG,AT,湿式CVT
b2.3.运动型车
湿式DKG,ATb3.标准驱动
b3.1.紧凑型/中级车
HSG,AT,DKGb3.2.中高级车/豪华型车
AT,湿式DKG,IVT（无级变速器的齿轮单级传输）
b3.3.运动型车
DKG,ATb3.4.豪华型-SUV车
AT,IVT,湿式DKG3.汽车自动变速器技术的发展与应用（四川省汽车工程学会2013年学
术年会论文
周亚庆
周斌
袁佳斌
肖红）
a.自动变速器的结构域特点:a1.液力自动变速器（AT）
主要组成部分：液力变矩器，行星齿轮变速机构，电液式自动控制系统。
特点：自动变矩；适应外界阻力变化；降低传动系统载荷；使汽车平稳起步，吸收和衰减振动和冲击，延长传动系寿命；防止发动机因为过载而熄火；换挡平顺，提高车辆舒适度；利用变矩器可以打滑的性能，换挡时可缓和因速比差引起的冲击。提高车辆的通过性。
a2.机械式自动变速器（AMT）
主要组成部分：自动变速器，齿轮式机械变速器和自动变速控制系统。
特点：继承了齿轮传动的传动效率高、结构紧凑、工作可靠等优点。避免了手动操作可能造成的换挡冲击，汽车的动力性和平顺性有所提高。AMT为非动力换挡，变速器输出转矩与转速比较大，容易造成冲击大及换档期间动力中断等缺点。
a3.双离合器自动变速器（DCT）
主要组成部分:手动变速器，电子控制，液压驱动，两个离合器。
特点：继承了手动变速器效率高、结构紧凑、质量轻等优点，又实现换挡过程的动力过程，改变了换挡品质。只能顺序换挡，不能实现跳档换挡，难以实现更高档位的动力传递。
a4.无级变速器（CVT）
主要组成部分：无级变速机构、齿轮传动机构、液压泵、起步离合器和控制系统
特点：没有动力中断，提升了加速性能；实现良好的经济性和排放性能；扭矩过大会产生打滑现象且机械传动和液压控制系统都会消耗相应的能量。
无限变速式机械无级变速器不使用变矩器，效率高、不易打滑、油耗低、不需要工艺复杂造价昂贵的金属传动带、结构简单、成本较低。
b.汽车自动变速器的建模、仿真和试验技术
b1.建模技术
通过对自动变速器进行建模能够加深我们队自动变速器的理解，更精确地解释他们表现出来的各种性能和特点，从而使其与整车合理匹配，提高车辆的性能。
b1.1.数学建模
运动学分析中常用的方法是特征方程法、相对速度法、杠杆法；动力学分析的主要方法有牛顿第二定律、Lagrange方程法。
b1.2.图像建模
键合图法：根据工程系统功率传递、转换、贮存和耗散的原理，运用特定的线段及符号所构成的图形、信息流向来完整地建立一个工程系统烦人动态模型，进行系统的动态特性分析与控制。用于自动变速器行星齿轮或整个传动系的建模，预测其传动性能。
信号方块建模法：仿真软件以信号方块图的形式提供给用户各种功能模块，用户可以直接用鼠标对其拖放，建立他们之间的信号连接，从而完成建模。用于控制系统。
基本元素和元件式建模：使用各种简单的基本元素和元件来建立模型，去尽可能详细和精确的描述零部件以及它们构成的复杂工程系统。适用于真实的物理系统的建模。
b2.仿真技术
b2.1.有限元法仿真
限元法由于能够解决结构形状和边界条件等任意力学问题，在汽车自动变速器结构分析中得到广泛应用。
b2.2.传动系统软件仿真
b2.3.硬件在环仿真（HILS）
HIL系统构件包括：车辆模型，软硬件接口模型，HIL系统硬件，HIL系统管理与应用软件，部分真实车辆零部件负载和需要测试的控制器。HIL基本原理是利用车辆实时仿真模型代替实车，仿真模型运行于实时处理器中，通过电器I/O接口与实际控制器相连接，实现控制器测试，HIL系统为控制器提供了等同于实际车辆的运行环境。
c3.试验技术
台架试验可以直接、具体地表现自动变速器的工作性能，结果真实可信度高。数学模型和仿真结果是否可靠经常要通过台架试验来验证。
面对自动变速器的特点和面临的问题，除了解决问题的工具还需要解决问题的方向，也就是自动变速器的发展方向。通过对自动变速器进行结构上的改进可以优化其效率，减少噪声和油耗。相比液压、气动或机械控制，电子控制具有明显的优势：响应更迅速；可实现复杂多样的控制；有利于整车轻量化及成本的降低等。
4.双离合器式自动变速器简介（汽车工艺与材料
牛铭奎
葛安林
金伦
徐彩琪）
a.双离合器式自动变速器工作原理
a1.换挡工作过程
图1所示为一个较典型的双离合器自动变速器的工作原理图。为实现动力换挡，将其档位按奇数档（1、3、5档）与偶数档（2、4档）分开配置，并分别于2个湿式离合器相连。其1、3、5档与离合器C1连接在一起，而2、4档连接在离合器C2上。
图1双离合器工作原理
在车辆处于停车状态时，2个离合器都是处于常开式的，在车辆起步时，因C1分离，自动换挡机构将档位切换到1档，然后离合器C1接合，车辆开始起步运行，车辆换入1档运行后，因为此时离合器C2处于分离状态，不传递动力，当汽车加速，达到接近2档的换挡点时，自动换挡机构可以将档位提前换入2档，离合器C1开始分离，同时离合器C2开始接合，2个离合器交替切换，直到离合器C1完全分离，离合器C2完全接合，换挡过程完成。
b.离合器切换控制
如果2个离合器重叠量过大，则会出现双锁死的情况，会产生破坏作用；如果2个离合器重叠量过小，则会出现少量动力切换中断的情况。
在车辆起步、爬行等工况中，也可以对离合器进行滑差控制，既可以控制离合器在不完全接合的状况下通过滑磨传递动力。
c.系统框图
图2双离合器式自动变速器控制系统框图
5.双离合器自动变速器及应用前景分析（机械传动
荆崇波
苑士华
郭晓林）
DCT的特性：
a.
动力换挡特性：DCT通过两个离合器的匹配切换实现换挡动作，换挡迅速平稳，换挡时间可以达到0.04S~0.03S，驾驶者不会有任何感觉。在换挡过程中，发动机的动力始终不断地被传递到车轮上，实现动力换挡，保证车辆具有良好的加速性能。图2所示为DCT变速器的换挡特性仿真曲线，可以看出，车辆在换挡过程中，加速度稍有波动，但时间极短，换挡冲击度很小。
b.高效率特性:变速器的传动效率对车辆的经济性和动力性影响很大。DCT是基于平行轴式手动变速器发展起来的，它影响继承了手动变速器传动效率高的优点，试验研公里油耗仅为10.2L（按MVEG的99/I00EG标准试验）,0~I00km/h的加速时间仅为6.0s,而相应装用手动变速器的R32车百公里油耗为加速时间为11.5L,0~I00km/h的加速时间为6.4s，最高车速同样是247km/h。可见，DSG变速器与手动挡变速器相比，可使整车具有优良的燃油经济性和动力性能。
c.DCT变速器的关键技术
DCT变速器在换挡过程中，两个离合器都要滑摩，产生大量的热量，如果不及时散热，离合器摩擦面会产生局部高温，导致摩擦片的翘曲变形甚至烧结在一起，严重影响离合器的性能和寿命。
DCT变速器需要解决的另一个问题是防止在换挡临界点频繁升降挡。假如车辆在加速过程中，刚换到一个高挡位，因道路阻力等因素，车速稍有下降，并在换挡临界点左右摆动，控制系统必须能够根据车速、发动机油门开度信号以及挡位状况，决定是降挡还是维持挡位不变，防止出现两个离合器及换挡操纵机构频繁切换的情况。
6.行星齿轮两档双离合器自动变速器（汽车使用技术
王天利
张键）
根据变速器速比选择的基本原则,设计两档变速传动方案,低速档速比在满足汽车爬坡要求的同时,可以保证电机在低速段时运行在高效率区;高速档在满足汽车的最高车速的同时,可以降低电机的输入轴转速,同时也可以保证满足电机在高速段时运行的高效区域。
a单个行星排的传动方案
：
b.行星齿轮两档双离合器自动变速器设计：
b1.设计原理：
低速档:双离合器中左侧离合器B1起作用,通过液压油作用将左侧离合器中活塞左移,摩擦片与钢片相接触产生摩擦力,将齿圈6与箱体5固联。
高速档:双离合器中左侧离合器B2起作用,通过液压油作用将右侧离合器中活塞右移,摩擦片与钢片相接触产生摩擦力,将齿圈6与行星架3固联。
空档:双离合器中两个离合器都不起作用时,任何两个件都没有发生固联,所有元件都不受约束,可以自由转动,则行星齿轮机构失去传动作用,此种状态相当于空档。电机带动外齿圈6转动,动力传输中断。
倒档:(利用电机反转)双离合器中左侧离合器B1起作用,通过液压油作用将左侧离合器中活塞左移,摩擦片与钢片相接触产生摩擦力,将齿圈6与箱体5固联。
b2.双离合器：
图2是双离合器结构简图。换档元件双离合器使用离合器是多片湿式离合器。这是由于其表面积较大以及所传递的扭矩也较大,并且离合器片表面单位面积压力分布比较均勻,摩擦材料磨损也均匀,还能通过增减片数和改变施加压力的大小,即可按要求容量调节工作转矩,便于系列化和通用化多片湿式离合器一般由离合器活塞、离合器鼓、回位弹簧、弹簧座、钢片、摩擦片、调整垫片、离合
器毂及几个密封圈组成。离合器鼓和离合器毅分别以一定的方式和变速器输入轴或行星排的某个元件连接,离合器的活塞安装在离合器鼓内,从而和离合器鼓一起形成一个密封的液压缸。钢片和摩擦片交错排列,两者统称为离合器片。钢片的外花键齿安装在离合器鼓的内花键齿圈上,可沿齿圈键槽作轴向移动;摩擦片由其内花键齿与离合器毂的外花键齿连接,也可沿键槽作轴向移动。
b3.液压控制系统
采用一个小型的电动油泵为系统提供液压动力,并通过两个高速开关电磁阀控制多片湿式双离合器，如图3所示,液压控制机构中有个泵,泵里面具有可变的容腔结构,当油等液压介质进入容腔里面后,容腔的体积縮小,液体就会产生压力,然后将高速开关电磁阀打开,液压油推动多片湿式离合器的活塞,使钢片与摩擦片相结合。
c.行星齿轮两档双离合器自动变速器的优势
（1）该动力传动装置中行星齿轮传动机构结构紧凑、质量小、体积小,且能传递较大扭矩,采用多个行星轮来进行功率分流,提高了其承载能力,同时还具有良好的同轴性。
（2）与传统行星齿轮自动变速器使用换档执行元件离合器和制动器相比,双离合器换档方式不改变原来换档执行元件所达到的效果,安装快捷,换档方便。由于采用换档执行元件双离合器,在档位切换过程中动力输出基本不中断。
(3)该动力传动装置低速档传动比比较大,从而保证汽车的最大爬坡能力;高速档为直接档,传动效率高,从而保证汽车的最高车速。使用两档变速传动方案,降低了对驱动电机的性能要求,提高了电机的工作效率。
7.行星式动力换挡变速器的分析与研究（成都大学学报（自然科学版）
段钦华）
本文提出用“速比换算法”求解传动比公式,然后再用传动比公式求解各轮齿数。
a.
理论基础：图1为行星排的机构简图,它实际上是2K-H型差动轮系,其中,a为太阳轮、b为齿圈、H为转臂.根据相对运动原理,三个基本构件的转速应满足下式：
式中,齿数比k=zb/za,又称为特性系数。当k确定后,式中仍有na、nb和nH三个变量,必须确定其中二个后才能求出第三个,故其自由度为2.由式(1),(na-nH)/(nb-nH)=-k,可得下式[2]:na+knb-(1+k)nH=0(2)式(2)两端同乘以1/na、1/nb或1/nH,化简后得:iaH=(1+k)/(1+k/iab)(3)ibH=(1+k)/(k+iab)(4)iaH=k(1-ibH)+1(5)可见,当k确定后,若已知速比iab、iaH和ibH中的一个,用以上三式便可以换算得到另外两个,故用来推导行星式变速器的传动比公式十分简便.b.行星式动力换挡变速器的分析
从图2中可以看出,该变速器由4个行星排和6个换挡执行元件构成,其中B、B1、B2和B3为制动器,C和C1为离合器.
C.变速箱齿轮齿数设计：按各挡传动比数值呈几何级数递增,列出以下方程.i2/i1=(1+k)/k?q(15)i4/i2=1+k1k2/(1+k1+k2)?q2（16)i6/i2=1+k2?q4(17)|i8|/i2=|1-k2k3|?q6(18)将q=1.5代入式中,初算各行星排的k值,然后,按行星排的同心条件(各齿轮均为标准齿轮)、装配条件(行星排中行星轮个数为3),计算太阳轮和齿圈的齿数.经反复计算,确定:k=65/31,za=31,zb=65,行星轮齿数为17k1=62/28,za1=28,zb1=62,行星轮齿数为17.k2=71/19,za2=19,zb2=71,行星轮齿数为26.k3=77/25,za3=25,zb3=77,行星轮齿数为26.再将k、k1、k2和k3的值代入表1中,可得各挡的传动比数值(见表2).
8.
动力换挡变速箱的运动分析（《机械》
王宗奎）
在行星排中若齿圈R固定(图1),太阳轮S的转动,一方面使行星轮P沿着齿圈内齿绕太阳轮公转,一方而绕木身的轴线作自转,太阳轮的转动使行星架C与太阳轮同间回转。若行星排中行星架固定(图1中。。=o),太阳轮的回转迫使行星轮作自转,使与行星轮相啮合的齿圈与太阳轮反向转动。。我们知道行星排中任何两个部件相对于第三个部件其速?s??c?c??s?s??R?R??s,,,比:?R??c?R??s?c??R?s??c对于给定的行星排均为常数。行属轮P的?s??c齿数对速比没有任何影响,因此,速比等于齿圈R的齿数与太阳轮s?R??c的齿数之比,并令它为e,即e=NR也就是我们常说的结构参数。
Ns?s??cNR???e
对于单行星轮来说:?R??cNs?s??cNR????e
对于双行星来说:?R??cNse值增加齿轮寿命将会降低,e值减小轴承寿命也会下降,就齿轮、轴承、离合器的寿命和体积考虑,e值有个最佳取值范围。随着e位的变化,整个变速箱的输出速度与扭矩以及行星排各元件的速度和扭矩均产生变化。可以推出:太阳轮、齿圈和行星架的角速度的计算公式:?s=(e+1)?c-e?R,e?R+1?s。所有作用部件的扭矩和以及啮eee?1e?1合部件的扭矩和为零,则所有行星变速箱都必须满足下列方程式:?R=e?1?c-1?s,?c=T1?T0?TR1?TR2????????0TC?TS?TR?0TR?eTS又因为?2T1??0T0?0所以
T0???1T1?09.
双离合器式自动变速器传动系统的建模及换挡特性(机械工程学报
杨伟斌
吴光强
秦大同)分析双离合器式自动变速器(DCT)换挡过程中离合器的工作特性，建立换挡过程中的动力学模型。DCT换挡过程的动力学模型：将DCT相邻两挡位的换挡过程简化为一个离散化的当量系统，如图3所示，各转矩和转速的正方向与图3中箭头方向一致。
依据DCT的工作原理，相邻两挡位的换挡过程包括换挡前的稳定行驶阶段、换挡过程中的动态过渡阶段和换挡完成后的稳定行驶阶段。
(1)换挡前稳定行驶阶段的动学微分方程为：
(2)换挡过程中动态过渡阶段的动力学微分方程为：
（3）换挡完成后的稳定行驶阶段的动力微分方程：
换挡品质分析：汽车的换挡品质是表征汽车性能的重要的指标。DCT换挡过程中换挡品质的评价指标为：
正交试验设计法是根据数学家研究编制的正交表，从全面处理的组合中选出最有代表性的组合，该方法的优点是：试验次数少；能找出最优组合；利用数理统计的方法能分清因子的主次和交互作用；可以指出进一步试验的方向。
10.
选择性输出的双离合器自动变速器建模及仿真分析（合肥工业大学学报
朱耀文
王其东
孙保群）
本文应用物理建模工具箱SimDriveline建模，不需要复杂的数学推导，简化建模过程，动态响应更具体更真实，为运用一种新的建模工具搭建传动系统动力学模型以及ＤＣＴ控制系统的设计提供一定的经验。
1.1DCT结构:选择性输出的双离合器自动变速器采用双行星轮系结构，利用制动实现换挡，可以通过变速器壳体进行供油，提高了变速器换挡机构的工作稳定性和可靠性。
1.2DCT工作原理
空挡时，所有同步器处在中位，离合器处于分离状态；一挡时，拨叉使得同步器Ⅲ左位，同步器Ⅱ右位，离合器Ⅱ结合，此时在行星轮系中，太阳轮输入，齿圈固定，行星架输出；判断升至二挡时，拨叉使得同步器Ⅰ右位，完成预挂挡，离合器Ⅱ逐渐分离，而离合器Ⅰ逐渐结合，直至换挡成功。判断升至三挡时，拨叉使得同步器Ⅱ左位，完成预挂挡，离合器Ⅰ逐渐分离，而离合器Ⅱ逐渐结合，直至换挡成功，此时行星轮系为直接挡输出。判断升至四挡时，拨叉使得同步器Ⅰ左位，完成预挂挡，离合器Ⅱ逐渐分离，而离合器Ⅰ逐渐结合，直至换挡成功。而在倒挡时，同步器Ⅲ右位，同步器Ⅰ左位，离合器Ⅰ结合，离合器Ⅱ分离。
２
传动系统及控制系统模型的构建
发动机是汽车的动力源泉，其输出的转矩经过传动系传递给驱动轮产生牵引力，从而驱动汽车行驶，因此，发动机模型是整个汽车系统模型的基础。本文采用SimDriveline元件库中提供的GenericEngine模块。
在SimDriveline模块库中，离合器模型如图３ａ所示，Ｐ端口是控制压力接口，也是控制系统的接口，由控制器控制。Ｂ端口是主动轴接口，Ｆ
端口是从动轴接口。行星轮系如图３ｂ所示，Ｃ是行星架，Ｒ
是齿圈，Ｓ是太阳轮。依据变速器结构，将行星轮系及其他元件相互连接，即可构建出变速器传动系统模型。
图３ｃ是一、三挡时变速器的模型。执行器控制同步器的移动位置，将行星轮系的齿圈制动，或将齿圈与太阳轮锁定，从而分别实现一、三挡动力传递.双离合自动变速器的核心和关键部分就是换
挡规律的制定和离合器的控制。在该Simlink模型中，以２个离合器的滑摩状态、油门开度、发动机转速、车速作为输入信号，实现挡位的制定及离合器油压的控制。
11.
面向控制的自动变速器换挡过程动力学分析（汽车工程学报
黄英
王宪强
万国强
韩鹏）
换挡过程分析主要包括运动学分析和动力学分析。运动学分析的方法主要包括转速特性方程法、相对速度法、杠杆法等；动力学分析的方法主要包括牛顿第二定律法
键合图法、Lagrange方程法等。Lagrange方程中只出现广义坐标、动能、势能或广义力等标量，方程中不出现约束力，方程的数目与系统自由度相等，无论选择何种形式的坐标，方程都具有标准的形式。
运动学分析：根据行星排转速特性方程得：
(ki?1)?PCi2??Si?ki?Ri
?Pi?(?Si??PCi)
ki?1式中：k为行星排结构参数，k=zR/zS；i为行星排序号，可以取1、2、3；?PC为行星架角速度；?S为太阳轮角速度；?R为齿圈角速度；?P为行星轮角速度。
基于Lagrange方程的换挡过程动力学分析:本文将行星齿轮变速器作为分析对象，忽略行星齿轮之间的间隙和摩擦，假设行星齿轮系统及轴系为刚体系统，忽略系统阻尼的影响，利用拉格朗日方程进行1-2换挡过程动力学分析。
选择变速器输入轴转角?t和变速器输出轴转角?o作为广义坐标系，即q1=?t，q2=?o。
系统虚功??W为：??W?Tt??t?TC4??R2?TC5??R3?To??o
式中：Ti为变速器输入轴转矩；TC4为C4离合器转矩；TC5为C5离合器转矩；To为变速器输出轴转矩；?R2为2号行星排齿圈转角；?R3为3号行星排齿圈转角。
广义力为：Q1?Q?t???W,Q2?Q????W??t??o
拉格朗日函数L为：L=K-V式中：K为系统动能；V为系统势能。
面向控制的升档过程各阶段分析：
冲击度与输出轴转矩的关系：换挡品质的评价指标主要包括冲击度、滑摩功、换挡时间等。而换挡过程舒适性主要通过冲击度来评价。冲击度定义为车辆纵向加速度的变化率，即
j???dard??
dtifdt式中：a为车辆行驶纵向加速度；r为车轮半径；if为主传动比。
对变速器输出轴进行动力学分析可得：To?Tv??o
?Iv?if
CdAv2有车辆动力学得：Tv?mgfcos??mgsin??
21.15冲击度与变速器输出轴转矩对时间的一次导数成正比。因此，冲击度反映了输出轴转矩的波动，而输出轴转矩的波动直接决定了冲击度。从理论上讲，冲击度能够较好地反映出换挡过程动力学的本质。
换挡过程各阶段分析：升挡过程一般可以分成4个阶段：升挡前的低挡阶段、转矩相、惯性相、升挡后的高挡阶段。
12.
新型动力换挡式变速系统换挡过程建模及优化（华南理工大学学报（自然科学版）
谭迪
罗玉涛）
PDCT的结构及机理：PDCT主要由行星机构、离合器/制动器、定轴齿轮副、控制单元等组成。
表1PDCT各档速比
制动器B工作，离合
制动器B不工作，离合
器CL0不工作
器CL0工作
i1=(1+k)i11"i1"=i11"i2=(1+k)i22"i2"=i22"i3=(1+k)i33"i3"=i33"i4=(1+k)i44"i4"=i44"
i2n－1=(1+k)i(2n－1)*(2n－1)"i(2n－1)"=i(2n－1)(2n－1）
动力学建模：车辆动力传动系统是一个连续、复杂的多质量、多自由度系统，建立模型前需对其进行简化。假设系统是由无惯性的弹性环节和无弹性的惯性环节组成．忽略以下因素:①轴的横向振动;②轴承、轴承座弹性及齿轮啮合弹性;③系统的间隙和阻尼。
将PDCT分解为如图3所示5个自由体及其受力状态的离散化当量系统。
图3PDCT动力学模型
图中，Tj，ωj(j代表e，c，c0，c1，c2，o)分别为发动机、行星机构输出轴、离合器CL0、CL1、CL2及变速箱输出轴的扭矩和转速;Ie、Ic、Ic1、Ic2、Iw分别为发动机及与其输出轴相连接部分、行星架及离合器CL1/CL2主动部分、CL1从动部分及与其连接部分、CL2从动部分及与其连接部分、输出轴及汽车平移质量换算到输出轴上的转动惯量。
(1)4挡稳态相
此阶段车辆稳态运行，CL1和CL0处于分离状态，Tc0=Tc1=0，制动器B将行星机构齿圈端固定，CL2处于接合状态，i=1+k，此时，Tc2=Tc=iTe(2)ωe=iωc=iωc2=ii44"ωo(3)To=i44"Tc2=i44"Tc=ii44"Te(4)式中，i为行星机构P的速比。
(2)4挡转矩相
此阶段CL1和CL0开始充油，虽CL2和B开始放油，但此时仍处于接合状态．
此时i=1+k，但传递的转矩已开始重新分配:33?R112R10)(5)Tc1=μdA1Pn1z1×
(223R10?R1133?R012R00)(6)Tc0=μdA0Pn0z0×
(223R00?R01Tc2=Tc－Tc1(7)Tc=i(Te－Tc0)(8)To=i11"Tc1+i44"Tc2=ii44"(Te－Tc0)+(i11"－i44")Tc1(9)式中，μd为摩擦片动摩擦因数，zi、Pni、Ai(i=0，1，2)分别为CL0、CL1、CL2的摩擦副接触面数、工作油压和活塞作用面积，Ri1、Ri0(i=0，1，2)分别为离合器CL0、CL1、CL2摩擦片的内、外半径。
(3)惯性相
随着CL2和B不断放油，开始出现打滑;而CL1和CL0传递转矩的表达式不变．
此时不仅有转矩的变化，各个部件转速及传动比也开始出现变动，惯性转矩作用增强，是产生冲击度最大的阶段．此时，33?R212R20)(10)Tc2=μdA2Pn2z2×(223R20?R21To=i11"Tc1+i44"Tc2(11)(4)5挡转矩相
随着CL1和CL0油压的升高，其主、从动盘转速开始达到同步，而CL2与B也开始逐渐停止滑摩并分离，进入高挡转矩相状态，转矩表达式同式(10)，一直到Tc2=0为止．
从此阶段开始i=1，且
Tc1=Tc－Tc2(12)Tc=iTe(13)To=i44"Tc2+i11"Tc1=i11"iTe+(i44"－i11")Tc2(14)(5)5挡稳态运行
此时CL1和CL0已处于完全锁止状态，CL2已完全分离，即Tc2=0，B也已将齿圈完全松开．
ωe=iωc=iωc1=i11"iωo(15)To=i11"Tc1=i11"Tc=i11"Te(16)换挡控制及仿真:
PDCT控制单元包括:换挡控制单元、离合器压力控制单元、选挡控制单元。
换挡控制参数分析及优化：充放油时长：换挡过程中离合器充放油时长(接合/分离时间)对换挡性能有重要影响。
定义换挡过程综合性能评价指标为:f=?1［f1/max(f1)］+2［f2max(f2)］，其中:f1=?j2dt，t1t2f2=?t2t1［Tcl1(ωc－
ωcl1)+Tcl2(ωc－
ωcl2)+Tcl0(ωe－
ωr)+TBωr)］dt，j为换挡冲击度;?m、max(fm)(m=1，2)分别为冲击度、滑摩功指标权重系数和冲击度、滑摩功数据中的最大值，此处取1=2=0.5
四离合器动作时序：换挡时，让充放油离合器有适当的重叠时间，不仅可以使换挡冲击减小，而且不会产生双锁止的问题，可以真正实现动力换挡．
换挡性能影响因素的正交优化：换挡性能的最优并不是每一种影响因素最优值的简单叠加．
13AMT换挡过程发动机控制策略研究（汽车工程
黄英
万国强
崔涛
李刚）
为提高AMT换挡品质，通过对换挡过程理想的发动机速度和转矩特性曲线的分析，将换挡过程发动机控制分为转速控制模式和转矩控制模式。
基于CAN总线的AMT车辆动力传动控制系统：
图1基于CAN总线的AMT车辆动力传动控制系统
AMT换挡过程发动机控制目标：在离合器分离时，使发动机转速快速调节到新挡位时离合器从动盘的转速;在摘挡、选挡、换挡过程中，使发动机转速保持稳定;在离合器接合时，控制发动机转矩与离合器传递转矩相协调，使离合器主、从动盘转速差尽量小，减小滑摩功，缩短换挡时间。
理想的AMT换挡过程发动机特性分析：01阶段，即离合器分离过程;02阶段，即摘挡、选挡、换挡过程;03阶段，即离合器接合过程。
AMT换挡过程发动机控制策略：
图3换挡过程发动机控制策略
14.混合动力汽车上AMT的换挡过程分析（华南理工大学学报（自然科学版）
罗玉涛
周斯加
赵克刚）
由于变速器输出端所连的是整车，具有相当大的转动惯量，这意味着变速器输出端的转速在换挡的瞬间保持不变，而输入端靠同步器的摩擦作用达到与输出端同步.简化模型如图2所示.Jw为与整车相连的转动惯量；?r为同步器输入端零件的角速度；Tf为同步器的?e为发动机曲轴的角速度。Jr摩擦力转矩；由（2）可得：tT?d?r?Tf(1)Jr(?r??c)?TftT(2)dtJr(?r??c)Jr11?(?)
TfTfigk?1igk
图2
变速器模型简图
电机-AMT综合协调控制策略：在每次换挡时，电机II的控制策略由力矩给定变成转速给定，通过电子控制单元计算得到的数据精确控制电机的转速，在极短
的时间内完成输入轴与输出轴转速的匹配以缓解由换挡引起动力中断与换挡冲击的矛盾。
15.纯电动客车自动机械变速器换挡过程控制（北京理工大学学报
席军强
王雷
付文清
梁万武）
纯电动客车动力传动系统：纯电动客车动力传动系统的工作原理如图1所示，AMT控制器根据操纵手柄位置、制动信号、电机转速和加速踏板位置计算合适的挡位，当需要进行换挡操纵时，AMT控制器向车辆驱动电机控制器发送换挡过程所需的电机工作模式，进而实现换挡操纵。
电动客车AMT换挡过程控制：
换挡前：此阶段电机动力输出端至车轮间的运动学和动力学关系是确定的，即：
摘空挡：此阶段电机动力输出端至车轮间的运动学和动力学关系仍如式(1)(2)所示，但通过主动控制，控制电机输出转矩减小至0，此时变速器的输入轴力矩、较小，输入轴和输出轴齿轮间啮合力较小，可以实现摘空挡操纵．
换挡：
当电机转速接近目标调速值后，再次控制电机输出转矩为0，进行换挡操纵，换
挡阶段可以分为同步器同步阶段和换入目标挡阶段．此时有以下关系．
①同步阶段：
②当转速完全同步后，可顺利挂人目标挡位，此时有：
16
双离合器式自动变速器汽车换挡控制策略仿真（东南大学学报
孙贤安
吴光强）
为了改善双离合器式自动变速器汽车的换挡性能，综合考虑整车动力性、双离合器寿命和驾乘舒适性等因素，研究换挡过程中双离合器的协调控制．对整车换挡过程进行动力学建模与仿真。深入分析了寄生功率的产生机理，提出其解决方案。
DCT车辆换挡过程中，一方面要考虑动力性的要求，确保动力不中断；另一方面要保证滑摩功较小，延长双离合器的寿命；此外，还需考虑冲击度的因素，保证驾乘人员的舒适性。
挡过程动力学建模与仿真：将DCT结构简化为只包含1挡和2挡传动路径的情况，如图l所示
挡过程寄生功率现象分析：无寄生功率的换挡过程分析：无寄生功率情况下，换挡过程中功率流向如图3所示的形式1．系统功率关系为：
有寄生功率的换挡过程分析：系统功率关系为：
根据功率间关系，得到该情况下的DCT传动效率为：
17.
行星齿轮机械式自动变速器换挡控制策略的研究
（汽车工程
杜常青
颜付伍
李夏楠
侯献军）
行星齿轮变速机构：机械元件工作过程：自动变速器传动变速机构是辛普森Ⅱ行星齿轮系，以1挡为例，其动力传动路线见图l中粗实线。
图l行星齿轮结构及l挡动力传动路径
变速器输入端为1轴，输出为齿轮PP。变速器通过制动器(Fl，F2，F3)和离合器(El，E2)控制行星轮组中构件的运动形态获取4个前进挡和一个倒挡。变速机构挡位与制动器和离合器关系见表l。
行星齿轮系模型：
其中
式中：T为转矩；?为角速度；第一下标，s表示太阳轮，r表示齿圈，c表示行星架；第二下标，l表示第l组行星轮，即输入行星齿轮组，2表示第2组行星齿轮组，即输出行星齿轮组；N表示其下标对应齿轮的齿数。
离合器和制动器模型:
对于片式离合器和制动器，转矩方程为:
对于带式制动器，转矩方程为:
摩擦因数为：
式中：?
为滑动角速度；P为离合器或制动器驱动活塞压力；AC、AB分别为离合器片和制动带活塞面积；rC、rB分别为离合器片和制动带的有效半径；?B表示?C)、sgn(?B)分别为离合器和制动带滑转速度的符号。
制动带的包角；sgn(摩擦零件的滑转率方程为:
18.
改善动力换挡变速箱换挡品质的研究（机床与液压
陈宁
赵选
于微波）
通过对换挡品质影响因素的分析,提出了改善换挡品质的控制方法,并在液力传动系统试验台上进行了换挡品质试验研究。改善换挡品质可以改善工程车辆的可靠性、耐久性和乘坐舒适性。动力换挡变速箱在换挡时,对换挡要求平稳、冲击小、响应快。希望机械传动系统动载荷小,结合摩擦元件的热负荷低,操作者所受到的加速度变化(即冲击度)小。
换挡品质的评价指标：
车辆冲击度和传动系统动载荷作为换挡品质的评价指标。
车辆冲击度：
车辆冲击度也可以表示为变速器输出轴转矩的变化率,输出转矩越大,冲击度就越大。由车辆纵向加速度对时间求导可得到车辆冲击度的公式:
式中:j为车辆冲击度(g/s);v、a分别为车辆速度、加速度;?为变速器输出角速度;ig、io分别为变速器及驱动桥的传动比;Mc、Me分别为变速箱及发动机输出转矩;Iw为与变速器输出轴相联部分的转动惯量。
低频：f?3Hz时：j?2.5~2.6g/s?24.5~25.5m/s3
f?3Hz时：用公式j"?j[1?0.1(f?3)]修正。
不满意的平稳性指标为：j?3.2~3.8g/s?31.9~37.3m/s3
动载系数K定义如下:K?M0max/M0R
式中:M0max为换挡过程中变速器输出轴的最大输出转矩;M0R为理想换挡(无
动载)时,变速器的输出转矩。
换挡品质的影响因素:(1)换挡执行机构动作的定时
理论上,要求一个接合元件的分离与另一个接合元件的接合应同时发生,才能实现动力无中断或冲击。可实际上,两者不是重叠过多,就是动力间断。前者会出现/双锁止0现象,引起传动系大的动载,同时使摩擦元件因过量重叠而严重磨损;后者会使发动机趋于/飞车0且造成力矩急剧变化,使冲击度增大造成成员前冲后仰的颠簸。
(2)惯性能量
换挡过程中,惯性能量引起传动系的冲击。在换挡过程中,车速基本保持不变,而由于速比的变化,发动机的转速发生急速变化,从发动机到变速器之间的全部旋转零件都将有很大的惯性能量释放出来,这种惯性能量将转换成巨大的扭矩扰动传递给车辆,引起巨大的换挡冲击。
(3)执行机构摩擦转矩
换挡过程中摩擦元件的摩擦力矩发生剧变,在离合器或制动器的接合过程中,由于摩擦系数发生剧变以及系统油压出现波动,会在传动系统中引起较大的冲击。
改善换挡品质的控制方法:
(1)缓冲控制
输出转矩的扰动与摩擦元件的接合过程有关。接合过程中开始充油时的压力及充油速率越大,则输出转矩扰动越剧烈
(2)定时控制
换挡要求平稳、响应快,为此换挡时要求对一个接合元件分离和另一个接合元件接合的时间进行控制。接合元件的交替定时不当,重叠不足或重叠过多,都会产生大的换挡冲击
(3)发动机油门控制
车辆冲击度与发动机输出转矩对时间的一阶导数成正比。为了降低冲击度,改善换挡品质,就要在换挡过程中对发动机进行供油调节。
(4)执行油压控制
换挡开始,接合元件充油初期,希望充油迅速;消除离合器摩擦片间隙后,由于液压系统刚度较大,油压瞬时会升高很快,此时,希望有一段合适的油压上升时间和合适的油压上升规律。
19.自动变速器换挡品质研究现状与展望（中国农业机械学会2仪巧年学术年会论文集
刘志君,张迎军,周志立）
换挡品质的评价指标：
换挡时间：换挡时间是能够反映换挡品质的综合性指标,好的换挡品质要求在平顺换挡的基础上尽量缩短换挡时间。换挡时间的长短除了与计算机运算速度、液压系统和机械机构响应速度等有关外,主要还是由被控制的变速器、离合器以及发动机三者联合操纵的正确时序来决定。
冲击度：冲击度是指车辆纵向加速度的变化率。
滑磨功：滑磨功是离合器摩擦片之间滑动摩擦力作功的大小
发动机转速波动:。发动机转速波动量是指离合器接合过程中发动机转速波动的大小。
换档品质控制的对象：
换挡过程的油压控制：换挡过程中作用在接合元件上的油压决定了接合元件所传递的力矩。合理的油压变化规律能够减小输出轴转矩的波动,减小接合元件的磨损。
换挡过程的发动机控制：在发动机方面,目前主要是发动机转矩和转速控制,使用的方法有节气门控制、点火延迟和切断燃油供给等。
换挡品质的影响因素：
发动机转矩和转速控制的影响：离合器输入、输出端的转速和转矩之间的关系直接影响换挡品质的好坏。调节发动机的输出转速和转
矩使离合器两端的转速和转矩尽量接近,可以提高换挡品质。
控制方法选择的影响：自动变速器上应用的控制方法比较多,有PID控制、最优控制、模糊控制、自适应控制、鲁棒控制和神经网络控制等
换挡规律的影响：换挡规律是指两排挡间自动换挡时刻随控制参数变化的规律。换挡规律是换挡控制系统的核心,它决定于选择什么样的换挡控制参数和何时进行换挡等关键问题
离合器接合规律的影响：离合器的自动控制是自动变速器正常工作的关键环节,它直接影响换挡品质和离合器的使用寿命
传动比与车速的影响：自动变速器的换挡品质受传动比和车速的影响较大。
换挡时序的影响：换挡时序调整的目的是通过调整发出控制指令的时刻来有效地减少换挡时间从而提高换挡品质。
执行机构的影响：自动变速器的执行机构一般包括离合器执行机构、选换挡执行机构以及油门控制执行机构三部分,它们是否有较好的动态响应能力及较好的可靠性将对换挡品质有直接的影响。
传感器的影响：传感器的状态直接影响着控制参数的提取,而精确的控制参数是控制效果的保证
液压系统的影响：液压系统在自动变速器中的作用是向执行机构提供动力。
随着控制智能化的发展自动变速器控制系统能够实现如下功能准：
（1）确实(现车辆驾驶员的操作意图；
（2）能够适应不同操作习惯和风格的驾驶员；
（3）实现智(能化最佳换挡点的确定，能够适应环境和车辆使用状态和使用参数的变化,保持最佳换挡点；
(4)自适应修正固有的换挡规律,依据车况、路况改变其换挡规律。
20.双离合器式自动变速器车辆换挡品质评价系统
（机械工程学报
孙贤安
吴光强）
挡品质评价指标：
动力性评价指标：换挡时间代表着换挡过程持续时间的长短，该值较小时，换挡的瞬态过程较短，则动力性较好。加速度均方根值可以表征换挡过程中的加速度特性，该值较大时，则加速性较好。因此，选择这两个指标作为动力性评价指标。。经济性评价指标：燃油消耗率随着油门开度和发动机转速的变化而发生改变
传动系耐久性评价指标：判断离合器寿命的指标主要有能量密度和功率密度。冲击度方均根值表征了冲击对车辆传动系统的累积损伤程度，对传动系统寿命很大影响
舒适性评价指标：加速度和冲击度是车辆在行驶方向上的变量，且冲击度是衡量车辆换挡过程平顺性的主要评价指标，结合振动剂量值的研究经验，选择换挡过程中的冲击剂量值作为评价指标。换挡过程中，发动机输出转速会有很大变化，输出转矩也会有很大波动。
挡品质评价系统：Matlab／GUI工具箱简单易学，开发周期短，可以设计出精美的人机界面;各界面中均嵌入了分模块．并采用百分制进打评价。分值越高，代表该性能下的换挡品质越优秀。动力性、经济性和传动系耐久性直接采用加权方式求取最后分数；舒适性通过内嵌的RBF神经网络，得到客观分数。
21.湿式双离合自动变速器起步控制策略的研究（现代制造工程，孙伟
于德泽
郑海文
武东民）
DCT的结构和工作原理：DCT的基本工作原理相当于采用两套普通变速器和两个普通离合器，一个变速器处于工作状态时，另一个变速器空转。图1为双中间轴式六挡湿式双离合自动变速器结构简图。从图1所示的布局上看，DCT实际上是由两套彼此独立的传动机构组成，每个传动机构与一个多片式离合器相连。离合器C1
驱动输入轴l，离合器C2驱动输入轴2。输入轴l上布置了l挡、3挡、5挡和倒挡(R挡)，输入轴2上布置了2挡、4挡和6挡，通过双离合器的交替接合实现动力无间断自动换挡。当DCT工作时，一组齿轮啮合，接近换挡时，根据换挡趋势，下一挡齿轮预先与同步器啮合，但离合器仍处于分离状态；换挡时，当前离合器逐渐分离，目标离合器逐渐接合，在整个换挡期间确保至少有一组齿轮在输出动力，从而确保不会出现动力中断的状况。
DCT起步过程评价指标：车辆的起步品质通常可以用冲击度和滑摩功来评价。
1)冲击度。平稳性的要求是以冲击度作为评价指标来评价的，冲击度J是车辆纵向加速度对时间的导数，即j?d2v/dt2，2）滑摩功。滑摩功是指离合器主、从动摩擦片间滑动摩擦力矩做功的大小，滑摩时间越长，滑摩功越大。
DCT起步过程控制策略：1)单离合起步。采用电控机械式自动变速器的起步方式，即起步时先挂l挡，离合器Cl接合起步。
2)双离合起步。起步过程中首先通过换挡执行机构同时挂上1挡和2挡，然后根据不同的起步条件和驾驶员意图，将离合器cl的滑转率作为阈值，当离合器cl滑转率达到阈值后，根据起步的运行状态使其中一个离合器分离，另外一个离合器继续接合，现车辆起步。这种起步方式中两个离合器同时进入滑摩状态，共同承担起步力矩，兼顾平顺性和快速性，使两个离合器具有相同的使用寿命。
22.改善湿式双离合器自动变速器换挡品质的研究（现代制造工程
马瑾，孙伟，刘国强）
wetDCT换挡过程分析：变速器在换挡过程中，一个离合器由结合到滑摩再到分离状态，另一个离合器由分离到滑摩再到结合状态，为了使动力不中断，两个离合器必然存在工作重叠的部分
1)低挡稳定运行阶段I：此阶段离合器c1处于结合状态，离合器C2处于分离状态，发动机扭矩全部由离合器C1传递。为了缩短换挡时间，同时给后面阶段提供稳定的离合器压力，避免由于离合器电磁阀开度的大幅度变化所引起的压力波动，在此阶段离合器C1的压力已开始下降并最终稳定在一定压力值附近。
2)低挡转矩阶段Ⅱ：在这个阶段，离合器c1的结合压力继续降低，但离合器cl实际传递的负载扭矩仍然小于由摩擦片最大静摩擦力决定的无滑摩时的最大传递扭矩，离合器C1依然处于结合状态。与此同时，离合器c2开始充油，离合器c2的结合压力开始升高，摩擦片开始滑摩。转速和传动比没有剧烈变化，但是扭矩因摩擦片压力的变化开始重新分配。
3)惯性阶段Ⅲ：湿式双离合器在低挡转矩阶段结束时，离合器C1的结合压力继续降低，使得离合器C1在无滑摩状态下所能传递的最大扭矩小于实际负载扭矩，最终使离合器cl发生滑摩。此时的离合器C2也处于滑摩状态，各构件的转速和传动比开始发生变化，惯性扭矩作用增强。
4)高挡转矩阶段Ⅳ：在此阶段，离合器C1快速泄油，离合器c1的结合压力快速降为零，其所传递的扭矩也降为零，离合器C2仍处于滑摩状态。
5)高挡稳定运行阶段V：此阶段离合器c2处于结合状态，Cl处于分离状态，发动机扭矩完全由离合器C2传递。
改善换挡品质的控制方法：
离合器扭矩控制：
离合器压力控制：离合器通过摩擦力传递扭矩，其大小取决于摩擦因数和离合器油缸的压紧油压
合理控制两个离合器结合时间、结合速率，可以有效地改善离合器的换挡品质。
23.湿式DCT换挡过程离合器交错程度研究（机械研究与应用
孙伟
宁哲
华玉龙）
换挡品质的评价指标：换挡品质是指换挡过程的平顺性
（１）
冲击度
冲击度是评价汽车换挡平顺性的指标，其定义为车辆纵向加速度对时间的导数，数学表达式为：
冲击度j能较好地反映换挡过程的动力学本质。真实地反映换挡过程汽车传动系统载荷变化以及车辆的运动状态
（２）
滑摩功
滑摩功是指离合器主从动摩擦片间滑动摩擦力矩所做的功，它反映了换挡过程中离合器滑摩所产生的热量及磨损。其数学表达式为：
滑摩过程产生的热被离合器片和油液所吸收，使得离合器片温度和油液温度升高，高温对摩擦片的寿命以及摩擦系数都有较大影响，因此在换挡过程中必须合理控制滑摩功的大小。
离合器的扭矩传递：在无接触状态和滑摩状态，离合器传递扭矩主要由作用到压盘的正压力决定；在离合器同步阶段，离合器传递的扭矩主要由离合器的扭矩决定。
在滑摩阶段，由于输入力矩影响动态摩擦力矩，定义了输入力矩影响参数：
则离合器扭矩传递特性如下：
离合器分离接合控制策略:
以２
挡升３
挡为例，详细介绍控制方法：
（１）
低档运行阶段Ⅰ
此阶段未进行换挡动作，离合器的传递扭矩不发生变化，所以施加在离合器上的也保持不变。
（２）
低档转矩阶段Ⅱ
离合器Ｃ２
的请求扭矩在Ⅱ阶段开始时刻便降低，值取１．０５
～１．２
倍的Tｅ，此时离合器的请求扭矩大于发动机扭矩，因而
是完全接合未发生滑摩。
（３）
惯性阶段Ⅲ
此阶段离合器Ｃ２
的请求扭矩在逐渐减小，至Ⅲ阶段结束时刻降为０。根据压力与扭矩成正比，令施加在离合器Ｃ２
上的压力也逐渐降
低，离合器Ｃ２
请求扭矩减少的速率即斜率，设定Ⅲ阶段的持续时间为５００
ｍｓ，从而离合器Ｃ２
分离速率为每１０
ｍｓ
减少２．１％Tｅ
～２．４％Tｅ
。由于双离合器自动变速器换挡过程很短，一般认为发动机扭矩恒定（见图１）亦可拟定离合器分离为匀速。在离合器Ｃ２分离的同时离合器Ｃ１
也在缓慢结合，离合器请求扭矩在该阶段比较复杂是控制的核心和难点。如果上升过程过慢，会导致发动机“飞车”，如果上升过程过快，会导致离合器干涉，发生“挂双挡”现象。
（４）
高档转矩阶段
离合器Ｃ２
完全分离，离合器Ｃ１
仍滑摩，为减小同步时间，应短暂减小节气门开度对发动机进行调节。
（５）
高档稳定运行阶段
离合器Ｃ１
滑摩结束，换挡动作结束，离合器Ｃ１
请求扭矩继续上升，离合器压力也持续增加，为离合器增大扭矩储备。
24.湿式双离合器自动变速器换挡控制策略研究（学术交流
任华林
孙伟
徐万洪
马春南）
离合器扭矩传递分析：
湿式离合器依靠作用在摩擦片上的液压压紧力来传递扭矩，当离合器处于滑磨2R3?r3状态时，离合器所传递的扭矩为:Te?sign(?r)?dSPnZ?(22)
3R?r?1?r?0其中：sign(?r)??
?1??0r?2R3?r3离合器控制策略制定：Te??dSPnZ?(22)?KPn
3R?r2R3?r3其中：K??dSZ?(22)
3R?r
1）抵挡稳定运行相：双离合器的结构决定了此类自动变速器可以实现预挂档，因而此阶段主要实现选档、挂档，两离合器之间并没有动力的交换，不属于换挡过程的范畴。
2）抵挡转矩相：离合器C2的请求转矩在t1时刻降至A2，此值一般为（105%~120%）Te。由于离合器的请求转矩大于发动机转矩，因而离合器C2并不会滑磨。
3）惯性相：离合器C2的请求扭矩逐渐减小，降至t4时刻降为0，在此过程中施加在离合器C2上的压力也逐渐降低。
4）高档转矩相：离合器1完全分离，离合器2仍处于滑磨状态，为了减小同步时间，应减小节气门开度以对发动机进行调节。
5）高档稳定运行相：离合器2滑磨结束，换挡完毕。但为了增大离合器的扭矩储备，离合器C1的请求扭矩继续上升，相应的离合器压力也会增大。
25.一种新型双离合自动变速器的换挡品质研究
（农业装备与车辆工程
胡健，汪韶杰）
双离合自动变速器DCT)是在手动变速器的基础上发展而来的一种新型变速器，它兼具自动变速器起步稳定、换挡品质高和手动变速器传动效率高的优点它提高了变速器的换挡舒适性。克服了换挡中断的缺点，使汽车在动力性和燃油经济性上得以极大的改进，是目前变速器技术新的发展方向。
新型DCT传动系统的动力学模型：
发动机模型：在双离合自动变速器的系统中，发动机动态特性对换挡品质有着重要的意义。在车辆起步和换挡时．发动机所输出的转速和转矩直接影响滑磨功和冲击度的大小
新型DCT传动系统模型：对于DCT变速器而言．换挡的核心是两个离合器的离与结合。一般DCT的换挡过程会经历5个不同的阶段：低挡位传动阶段，低挡位转矩相阶段，惯性相阶段，高挡位转矩相阶段，高挡位传动阶段。转矩相指的是一个摩擦元件已经开始打滑，而另一个摩擦元件还未进入打滑状态。这时变速器的转速并不急剧变化．各个构件之间只存在转矩的变动和分配：惯性相指的是两个摩擦元件都进人了打滑状态。
换挡品质及其评价指标：换挡品质有3个客观评价指标：换挡时间、换挡冲击度和滑磨功。
1换挡时间：
DCT的换挡时间指的是在TCU发出换挡指令开始到所换这一挡位平稳运行所需要的时间：th?t1?t2??t12
2冲击度：
在评价冲击度时，汽车的纵向加速度的变化率是重要的评价因素：dad2vrd(Tout?T?)ri0dToutj??2??
dtdti0I?dtI?dt3滑磨功：
离合器片从完全分离到完全结合的过程中所消耗的功称之为滑磨功：
W??Td1(wc?we1)dt??Td2(wc?we2)dt
t1t1t2t2基于遗传算法的换挡品质优化：
根据在不同油压变化率下的滑磨功和冲击度的仿真结果可知．在一定范围内控制油压变化率可以有效地改善换挡品质。
1)定义换挡品质综合性指标：现在以符号g作为换挡品质综合性指标，g的值越小，换挡品质的综合性能也就越好：g??1[W/max(W)]??2[J/max(J)]。
2)确定约束条件:考虑到换挡时间不宜过大或过小，需在一定的范围内(一般为0.2-0.6s)，两个离合器的油压变化斜率k1、k2的约束条件应为：2?k1?6;2?k2?6。
3)设计变量：先以两个离合器的油压变化斜率k1、k2为设计变量。在优化时取滑磨功以及冲击度指标的权重系数?1?0.5、?2?0.5。
篇二：轻型载荷汽车离合器温度对变速箱换挡性能影响的研究
温度传感器在双离合自动变速器中的应用董蕾;张友皇;王祺明
【摘
要】为使温度传感器能够满足变速器对信号的严格要求,在一款湿式双离合器自动变速器上进行温度传感器匹配开发.通过温度传感器信号芯片选型、接口电路匹配、温度信号识别及软件处理,满足了变速器控制单元(TCU)的控制及精度需求,经过台架和整车测试验证,温度传感器性能表现良好,选用的正温度系数(PTC)温度传感器可以应用在双离合器自动变速器上.
【期刊名称】《汽车工程师》
【年(卷),期】2017(000)003
【总页数】4页(P49-52)
【关键词】湿式双离合器自动变速器;温度传感器;芯片选型
【作
者】董蕾;张友皇;王祺明
【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司技术中心;安徽江淮汽车股份有限公司技术中心;安徽江淮汽车股份有限公司技术中心
【正文语种】中
文
汽车上应用了很多温度传感器，比如发动机进气温度传感器、冷却液温度传感器、机油温度传感器、自动变速器油温传感器及悬架空气泵温度传感器等[1]。随着用户对车辆驾驶性和燃油经济性要求的不断提高，双离合器自动变速器（DCT）得
到越来越广泛的应用。在DCT特别是湿式DCT上，一般配置2个温度传感器，用于测量变速器油温以及离合器冷却油温，由于变速器控制单元（TCU）对温度传感器有着严格的要求，需要对温度传感器进行匹配，匹配质量直接关系到最终的变速器控制效果和可靠性。文章提出一种温度传感器匹配方法，满足了变速箱工作及TCU控制软件的要求，经过实车验证效果良好。
1温度传感器种类及特点
温度传感器是通过感温元器件随温度变化而改变某种特性（膨胀、电阻、电容、电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等），来间接测量温度并转换成输出信号的传感器。按测量方式可分为接触式和非接触式；按能量转换方式分为有源和无源；按传感器材料及电子元件特性又分为热电阻、热电偶[2]、集成电路温度传感器及数字温度传感器等。
热电阻的工作温度范围较窄，但灵敏度高，有利于检测微小温差，其输出特性为非线性，检测时需要做线性化；热电偶测温灵敏度低，但能在很广的温度范围内使用；集成电路温度传感器利用了半导体PN结电流电压特性和温度的相关性，和热敏电阻、热电偶相比，最大的优点是输出线性好，测温精度较高，使用方便，但成本偏高；数字温度传感器虽然使用简单，但时序性特别强，需要根据协议精确编程，软件实现比较麻烦[3]。
2温度传感器在湿式DCT中的应用
2.1温度传感器与TCU的匹配
2.1.1温度传感器的物理特性要求
DCT需要至少1个温度传感器来检测变速器的油温，其中湿式DCT的双离合器摩擦片通过变速器油将热量带走，因此还需要配置一个检测离合器冷却油温度的传感器。
温度传感器需要准确快速地检测变速器油液的温度变化，并能够长时间工作在高温
的变速器油中。特别是对于检测离合器冷却油液温度的传感器还要求传感器响应时间快，能够及时反映离合器的工作状态。
变速器的极限工作温度范围是-40～140℃；离合器的热负荷较高，其冷却油液的温度会超过145℃。考虑到实际的工作状态并结合温度传感器的精度要求，变速器油温传感器的工作温度范围确定为-55～150℃，而离合器冷却油液温度传感器的工作温度范围确定为-55～175℃。
根据以上要求，热电阻类型温度传感器可以满足变速箱的抗振动、耐油性、工作温度范围以及测量精度要求，且成本合适。
2.1.2温度传感器的硬件接口电路匹配
热电阻温度传感器的芯片有很多类型可以选择，如负温度系数电阻（NTC）及正温度系数电阻（PTC）等。芯片输出随着温度变化而变化的电阻值，TCU提供采集和信号处理电路并且提供传感器对电源短路、对地短路和开路的诊断。图1示出PTC类型的一种温度芯片KTY83的电气参数。传感器芯片是无源的，需要TCU提供供电和采集处理电路，传感器与TCU接口电路的典型配置，如图2所示，其中接口电阻（R）和接口电容（C）根据实际的应用情况进行选择。
图1KTY83型号离合器温度传感器特性曲线
图2温度传感器与TCU接口电路典型配置
2.1.3温度传感器的信号产生及内部处理
温度传感器提供连续的电阻值作为模拟量信号输入给TCU，TCU通过采集传感器两端电压并对电压进行滤波处理输入给TCU控制软件，温度信号的采样精度完全由TCU的采样精度决定。
2.2温度信号在控制软件中的应用
TCU需要实时监测离合器冷却油的温度以对离合器的滑摩状态进行监控，避免离合器过热烧蚀，需要以变速器的油温来判断变速器的工作状态。
TCU控制软件通过采集控制器底层软件输入的电压进行查表获取当前温度。温度信号的处理和传递框图，如图3所示。
图3传感器温度信号处理和传递框图
2.2.1温度信号的处理和故障诊断
DCT在工作过程中首先对从TCU底层获取的温度信号可用性和合理性进行诊断，TCU控制软件首先对温度信号的可用性进行判断，即温度信号的诊断及处理需求，如表1所示。温度信号诊断和处理流程图，如图4所示。
表1传感器温度信号诊断及处理需求传感器电压（V）/mV0≤V≤2002150≤V≤23002300＜V＜48004800≤V≤5000诊断时间/ms标定量标定量标定量标定量传感器诊断状态对地短路/开路温度高于第1限值温度高于第2限值对电短路故障处理措施报出对地短路/开路报出离合器温度高于第1限值报出离合器温度高于第2限值报出对电短路
图4传感器温度信号诊断和处理流程图
在经过可用性诊断后，TCU控制软件会对温度信号的合理性进行判断，当温度信号的变化梯度大于设定的标定值时，报出温度信号特性异常故障。
2.2.2温度信号在控制逻辑中的应用
DCT在不同的工作温度下，由于油液黏度等性能的变化对离合器的摩擦因数及电磁阀的响应等方面影响非常大，对DCT的控制需要在逻辑上加入温度补偿以更好地控制变速器。温度信号在湿式DCT上的逻辑应用主要有安全保护和逻辑补偿2个方面。
1）安全保护：a.变速器油温超过第1限值，TCU控制软件将控制加大变速器冷却流量；b.变速器油温超过第2限值，TCU控制软件将控制脱开离合器；c.离合器冷却油温超过第1限值，TCU控制软件将控制加大离合器的冷却流量；d.离合器冷却油温超过第2限值，TCU控制软件将控制脱开离合器；e.离合器冷却油温和离
合器温度模型油温的差值高于限值，TCU控制软件将控制加大冷却流量，并采用变速器油温替代离合器冷却油温；f.离合器冷却油温和变速器油温变化梯度过大，TCU控制软件将协调控制发动机限扭。
2）控制逻辑上作为温度补偿的输入参量：a.变速器油温作为油泵流量计算的输入参量；b.变速器油温作为电磁阀压力-电流（P-I）温度补偿输入参量；c.结合变速器油温及离合器主/从动片转速差得到离合器拖曳扭矩的损失扭矩；d.结合变速器油温及离合器油温和摩擦功得到离合器请求的冷却流量；e.根据变速箱油温和冷却流量请求主油路压力。
2.3温度传感器的性能验证
2.3.1TCU对输出信号的识别测试
利用标准温度箱产生温度环境，将温度传感器浸入温度箱中，记录TCU采集的温度传感器输出信号，并对信号进行分析。测试结果，如图5所示。
图5传感器温度信号测试结果
经过测试，TCU在要求的-40～150℃范围内均能正确识别到温度传感器的温度信号，考虑到温度环境中不稳定因素的影响，温度信号偏差在±2.7℃范围之内，满足温度芯片的偏差精度要求。
2.3.2整车环境下的性能验证测试
在整车试验中采集温度传感器信号并与装配在变速器的标准温度传感器信号同步记录，如图6所示。
图6整车测量温度传感器信号
从图6可以看出，温度传感器信号跟随标准温度传感器信号较好，二者最大偏差3℃，在系统允许的±5℃范围内；升温响应时间小于2.5s，降温响应时间小于5s，均可以达到系统的响应需求。
2.3.3温度信号应用测试
温度信号在软件逻辑中的应用主要是作为电磁阀的P-I温度补偿的输入参量，在电磁阀的P-I控制中，根据电磁阀的期望控制压力结合温度得到电磁阀的期望控制电流，TCU根据期望电流控制电磁阀得到压力传感器检测的实际压力。在TCU控制软件的标定中采集电磁阀的期望压力和实际压力，并进行对比。图7示出软件逻辑温度补偿前后离合器期望压力和实际压力的控制状态。
图7变速器控制软件逻辑温度补偿前后离合器压力控制精度
从图7a可以看出，在温度补偿前，实际压力与期望压力在电流控制稳定后，一般偏差达到15～20kPa，最大偏差达到36kPa。如图7b所示，加入了电磁阀的温度补偿后，实际压力与期望压力在电流控制稳定后，一般偏差达到3～5kPa，最大偏差也只有15kPa，因此通过温度传感器的补偿，可以提升压力控制的精度以及变速箱换挡的舒适性。
3结论
DCT选用PTC温度传感器采集变速器温度信号，测试温度范围及精度能满足DCT的要求。变速器内部2个温度传感器的热电阻均能根据被测温度变化而发生相应变化，经过TCU采集系统实现温度测量，信号处理芯片及接口电路能满足TCU的匹配要求。经过实际功能和耐久验证，证明该型温度传感器在DCT变速箱上应用可行且运行可靠。变速器控制软件使用温度信号补偿电磁阀的控制电流，达到了良好的效果。
参考文献
【相关文献】
[1]嵇伟.汽车温度传感器的功用及典型故障分析[J].汽车维修与保养，2011（1）：80-81.[2]王赵鹏，李艳茹.浅谈温度传感器工作原理与实际应用[J].商情，2014（33）：186.[3]李月仙.浅析传感器的原理及应用[J].化工管理，2015（14）：8.
篇三：轻型载荷汽车离合器温度对变速箱换挡性能影响的研究
卡车起步工况对离合器结合过程的影响分析卢慧娟;赵世婧;艾佳琨
【摘
要】公路卡车起步阶段不同的起步工况对离合器结合过程影响较大,从而对换挡品质产生重要影响.以公路卡车起步阶段离合器结合过程为研究对象,在分析离合器结合过程和换挡品质影响因素的基础上,选定冲击度和摩擦功作为起步工况对离合器结合过程影响的评价指标.分析离合器结合过程的力学模型,采用Simulink建模,研究起步工况不同因素对离合器滑摩功和冲击度的影响,可知随着油门开度、坡度、载重的增加,冲击度最大值有所增大,但都小于国际标准;滑摩功最大值会增大,且趋于平稳所需时间也更长.结果表明所采用研究方法及所得结论可以作为研究换挡品质及其他相关性能研究的参考方法.
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2016(000)003
【总页数】4页(P135-138)
【关键词】公路卡车;离合器;起步工况;换挡品质;模型
【作
者】卢慧娟;赵世婧;艾佳琨
【作者单位】苏州农业职业技术学院,江苏苏州215008;苏州农业职业技术学院,江苏苏州215008;苏州农业职业技术学院,江苏苏州215008
【正文语种】中
文
【中图分类】TH16;U463.4
公路卡车应用广泛但其作业条件复杂、作业环境恶劣，是一种循环作业机械，工作过程需要频繁的换挡[1]。采用自动变速箱之后，驾驶员操作简化，但离合器结合仍然存在。理想的换挡过程是平稳而无冲击的，即要求其具有较好的换挡平顺性，换挡品质不好时会产生换挡冲击或动力中断等现象。因此，换挡品质对车辆运行平顺性与可靠性有重要影响[2]。
目前，研究人员一直尝试更换控制算法，以改善车辆换挡品质。将模糊控制[3]、神经网络[4]、模糊神经网络控制[5]、二次规划[6]、Backsteping法[7]等多种方法对换挡品质进行控制，取得了一定的效果。但都是从自动变速箱自身的控制出发进行的研究。离合器的结合过程对换挡品质影响较大，尤其在车辆起步阶段。在分析离合器结合过程和换挡品质影响因素的基础上，选定冲击度和摩擦功作为卡车起步工况不同因素对离合器结合过程影响的评价指标。分析离合器结合过程的力学模型，采用Simulink建模，对公路卡车起步工况不同因素对离合器结合过程的影响进行分析，包括不同油门开度、坡度及载重对离合器滑摩功和冲击度的影响。
离合器结合速度快慢会直接影响车辆起步性能。如果结合过快，会给传动系统带来较大动载荷，造成冲击，也会导致发动机转速波动较大。而如果过慢，产生的滑摩功将会增加，会降低离合器使用寿命。换挡平稳而又产生较少滑摩功，解决这一矛盾的最佳控制是在容许的冲击度下尽量减小滑摩功。离合器最优控制是在合理的冲击度下使滑摩功最小，因此选取冲击度和摩擦功作为评价起步工况影响因素评价指标。车辆工作过程中，纵向冲击的影响最大，可认为，冲击度即纵向加速度的变化率[8]：
式中：J—车辆冲击度，m/s3；v—车速，m/s；rr—驱动轮滚动半径，m；i0—驱动桥传动比；T0—离合器摩擦力矩，Nm；Iw—与变速箱输出轴相联部分的转动惯量。
3.1起步过程离合器工作状态
车辆起步整个过程分为离合器完全分离、车辆起步、滑摩阶段、趋于同步、完全结合等五个阶段：车辆在起步时，在第一、五阶段不会产生冲击和滑摩，可以使离合器快速结合；在第二、四阶段由于产生冲击，就适当减缓离合器的结合速度；在第三阶段，由于滑摩功是主要因素，应适当加快离合器结合速度。结合速度放慢，必然会增加离合器结合时间；若速度过快，就会造成传递转矩快速变化，引起较大冲击。
3.2离合器力学模型
起步时，通过离合器摩擦片结合来将动力传递到驱动轮上。简化后离合器的动力学模型，如图1所示。
图中：We、Wc—发动机转速、从动片转速；Te—发动机输出的转矩；Tc—离合器摩擦片上传递转矩；Tm—汽车行驶阻力矩转换到被动轴上转矩；Je—离合器前面旋转机构，包括发动机、飞轮等转换到主动轴上的转矩；Jv—离合器后面的整车平移质量及车轮、主减速器等旋转机构转换到被动轴上的转矩。
根据动力学原理，分析模型可知：
离合器完全结合状态模型，如图2所示。此时主从动片转速相等，可建立如下模型：
根据以上分析求解滑摩功。对部分从动单元的转动惯量简化处理，根据动能相等可知
式中：Ma—车辆总质量，kg；v—车速，m/s；r—滚动半径，m；ig—变速箱某档传动比；i0—主减速器传动比。
开始阶段，速度小，所受风阻忽略不计，故所受阻力位车辆滚动阻力和坡度阻力[9]。由受力平衡，则：
式中：α—道路坡度角；f—滚动阻力系数；ηm—传动系传动效率。
由于起步阶段车速很低，所以只考虑行驶滚动阻力和空气阻力[10]，即
3.3发动机输出转矩模型
发动机油门开度、转速与输出转矩之间关系，如图3所示。由试验数据插值拟合获得：
3.4离合器仿真模型
根据式（13），采用Simulink建模，如图4所示。
所研究公路卡车的主要参数，如表1所示。输入图4所示模型进行分析。车辆以2挡满载起步时离合器有关参数变化曲线，如图5所示。图5可知，所搭建的模型反映出离合器在起步阶段冲击度和摩擦功变化趋势与理论分析起步过程的五个阶段相吻合，主动盘角速度先增加后减小，而从动盘角速度一直增加，直到二者完全结合，角速度与发动机角速度相等。在此过程中摩擦功一直在增加，直到二者不存在摩擦，达到最大值。
4.1油门开度的影响
起步时，合理的控制油门开度不仅可以使得转速控制在合理范围内，减小滑摩功，提高燃油经济性。
根据离合器仿真模型，不同起步模式采用不同的油门开度，并且离合器从动盘压紧时间也有所不同，如表2所示。
对比图6（a）可知，随着油门开度增大，在整个结合过程中摩擦片冲击度最大值有所增大，但都小于国际标准10m/s3。分别为20%、40%和80%油门开度，离合器滑摩功变化情况，如图6（b）所示。分析可知，随着油门开度增大，离合器摩擦片在结合过程中产生的滑摩功有所增大，在油门开度为20%、40%、80%时，滑摩功最大值分别为（15×104）J、（3.5×105）J、（12×105）J。随着油门开度增加，不仅滑摩功最大值会增大，滑摩功趋于平稳所需时间也更长。合理控制起步过程发动机油门开度，对提高舒适性和平稳性起到重要作用。
4.2坡度的影响
坡度的影响，如图7所示。图7（a）可知：在从动片角速度为0时摩擦片间无冲击度产生；从动片转动后，摩擦片冲击度急剧上升，并具有一定的波动；在离合器完全结合后摩擦片冲击度迅速下降。随着起步坡度的增大，整个结合过程摩擦片冲击度最大值有所增大，平地起步、5°起步和10°起步时，最大冲击度分别为5m/s3，7m/s3，8m/s3。随着坡度不断加大，所产生的最大冲击度也在增加，但都小于国际标准10m/s3。对图7（b）分析可知，随着油门开度增大，离合器摩擦片在结合过程中产生的滑摩功有所增大，分别为（3.5×105）J、（4×105）J、（4.5×105）J。对比可知，随着油门开度增加，不仅滑摩功最大值会增大，趋于平稳所需时间也更长。同样，合理控制起步过程坡度，对提高舒适性和平稳性起到重要作用。
4.3载重的影响
载重的影响，如图8所示。对比图8（a）可知：在从动片角速度为0时摩擦片间无冲击度产生；从动片转动后，摩擦片冲击度急剧上升，并具有一定的波动；在离合器完全结合后摩擦片冲击度迅速下降。随着载重增大，在整个结合过程摩擦片冲击度最大值有所增大，空载、满载时最大冲击度分别为6m/s3、9m/s3。可见，车辆起步时，空载产生冲击度略小，但都小于国际标准10m/s3。由图8（b）可知：随着载重增大，滑摩功也不断增加，空载、满载起步时滑摩功最大值为（3.2×105）J、（3.5×105）J。主要因为车重越大车辆起步所需克服阻力越大，离合器所传递扭矩也就越大，且离合器结合时间也有所增加，导致结合过程中滑摩功增大。
针对公路卡车复杂的工况，换挡品质影响因素多，分析离合器工作过程，确定起步阶段不同因素对离合器结合过程影响的评价指标，即在合理的冲击度下使滑摩功最小。建立离合器动力学模型，分析了换挡冲击产生的原因。采用Simulink搭建离合器起步过程动力学分析模型，获得结合过程中主从动片角速度、摩擦功等随时间
变化关系，研究不同的起步意图、油门开度、坡度及载重量对离合器结合过程冲击度和滑摩功的影响，并分析各个因素的影响规律，可知随着油门开度、坡度、载重的增加，在整个结合过程，冲击度最大值有所增大，但都小于国际标准；不仅滑摩功最大值会增大，滑摩功趋于平稳所需时间也更长。结果表明仿真模型能够预测和分析离合器结合过程某些重要参数变化情况对换挡品质的影响，为此类研究提供参考，也为车辆其他相关性能进行分析计算和评价提供依据。
【相关文献】
［1］陈勇.自动变速器技术的最新动态和发展趋势［J］.汽车工程，2008，30（10）：2-5.（ChenYong.Newdevelopmentandtrendofautomatictransmissiontechnologies［J］.AutomotiveEngineering，2008，30（10）：2-5.）
［2］HwangWM，HuangYL.Connectingclutchelementstoplanetarygeartrainsforautomotiveautomatictransmissionsviacodedsketches［J］.MechanismandMachineTheory，2011，46（1）：44-52.［3］巫世晶，朱恩涌，李群力.汽车模糊控制换挡策略仿真研究［J］.西南交通大学学报，2008，43（6）：756-761.（WuShi-jing，ZhuEn-yong，LiQun-li.Simulationresearchonfuzzyshiftstrategyofautomobile［J］.JournalofSouthwestJiaotongUniversity，2008，43（6）：756-761.）
［4］廖芳芳，肖建.基于BP神经网络PID参数自整定的研究［J］.系统仿真学报，2005，17（7）：1711-1713.（LiaoFang-fang，XiaoJian.Researchonself-tuningofPIDparametersbasedonBPNeuralNetworks［J］.JournalofSystemSimulation，2005，17（7）：1711-1713.）
［5］孙文涛，陈慧岩，伍春赐.电控自动变速器换挡过程自适应控制策略［J］.机械工程学报，2009，45（1）：293-299.（SunWen-tao，ChenHui-yan，WuChun-ci.Shiftingprocessadaptivecontrolstrategywithelectronicautomatictransmission［J］.ChineseJournalofMechanicalEngineering，2009，45（1）：293-299.）
［6］唐铃凤，王雷，张峰.最优控制理论在无级变速器控制系统中的应用［J］.机械制造，2006，44（7）：21-22.（TangLing-feng，WangLei，ZhangFeng.Applicationofoptimalcontroltheoryincontrolsystemofcontinuouslyvariabletransmission［J］.Machinery，2006，44（7）：21-22.）
［7］MerkelH.High-performancefrictionelementsforautomatictransmissions［J］.ATZWorldwide，2013，115（7-8）：34-37.
［8］郝建军，葛帅帅，张志刚.超越式双离合自动变速器换挡品质建模与仿真［J］.机械设计与制造，2014（3）：64-67.（HaoJian-jun，GeShuai-shuai，ZhangZhi-gang.Modelingandsimulationstudyonshiftingqualityofoverrunningdual-clutchtransmission［J］.MachineryDesign&Manufacture，2014（3）：64-67.）
［9］孙文凯，严运兵，刘旺.汽车离合器起步接合过程的仿真研究［J］.武汉科技大学学报：自然科学版，2006，29（4）：368-371.（SunWen-kai，YanYun-bing，LiuWang.Simulationofclutchengagementduringvehiclestarting［J］.JournalofWuhanUniversityofScienceandTechnology：NaturalScienceEdition，2006，29（4）：368-371.）
［10］张青龙，高翔，徐阳.轿车自动变速器换挡品质研究［J］.机械设计与制造，2013（12）：141-144.（ZhangQing-long，GaoXiang，XuYang.Thestudyonshiftqualityofautomatictransmissionofacar［J］.MachineryDesign&Manufacture，2013（12）：141-144.）
