http://www.yuntichuzu.com/ 基于正交试验方差分析法的升降路灯车换挡影响因素试验分析

 

      基于正交试验方差分析法的升降路灯车换挡影响因素试验分析,  从化升降路灯车出租, 从化升降路灯车租赁, 从化升降路灯车价格  台架包括变速器机械传动系统以及计算机测控系统两部分。机械传动系统主要包括动力源、待测变速器和负载模拟装置。测控系统主要包括工控机、动力源测控模块、变速器测控模块、负载模拟装置测控模块和测控软件。 １．电磁阀总成 ２．发动机 ３．转矩转速传域器 ４．变速器 ５．测功机．  发动机通过联轴器与变速器输入轴相连，两个转矩转速传感器分别安装在变速器输入轴端和输出轴端，用测量输入、输出转矩和转速（必要时，可在变量系输入轴端和定量马达输出轴端安装转矩转速传感器，用以测量聚和４达的转矩和转速），变速器输出轴端转矩转速传感器通过联轴器与电祸流测功机相连（条件允许时，负载模拟装置包括依次串联的电祸流测功机、磁粉测功机和盘式制动器。起步时，由于电调流测功机和磁粉测功机无制动力矩，由工控机控制盘式制动器液压系统为制动器提供轴向压力，使其产生转矩，完成车辆起步时的阻力模拟；低速时，由于电祸流测功机性能较差，由磁粉测功机和盘式制动器共同完成低速时的负载转矩模拟；当转速升高到电祸流测功机的工作抱围之内，通过工控机控制其励磁电流，由电祸流测功机完成对负载转矩的模拟。由于本节是对变速器高档位的换挡过程进行研究，直接使用电祸流测功机模拟负载转矩即可），由转矩转速传感器将电祸流测功机信号反馈到工控机，工控机通过励磁电流完成对测功机的控制。通过控制油口执行器来调节和测量发动机油口开度（《件允许可增添温度压力传感器和油耗计）。通过控制电液比例阀调节变量斜撫倾角，以改变排量，实现液亞系统排量比的调节；通过控制电磁换向阀的通、断电，以控制离合器的接合和分离；通过单向调速阀制各支路离合器的进油量，断电时，液压油通过单向阀快速回油：通过溢流阀控制主油路油比。各支路油口装有流量传感器，主油路油日有压力传感器反馈数据。测控系统硬件由一台上位ＰＣ机和两台下位单片机构成，上位机通过２块ＣＡＮ接口卡与两台下位机相连，分别采集和监控动力源模块和负载模拟装置模块的试验数据。动力源模块与接口卡１相连，由于试验时发动机运行相对稳定，该卡工作在低波特率下；负载模拟装置模块接口卡２相连，采用高波特率以提高抗干扰性。上位机对数据的采集除上述使用串口进行数据交换外，另一种则是使用信号采集卡采集数据，这需要专口的扩充卡进行模数转换。下位机主要负责数据的采集，上位机不仅监控各下位机和信号采集卡汇总的实验数据，更主要的是执行应用程序，产生控制信号，通过扩充卡进行数模转换，完成对盘式制动器、变量泉排量和离合器的控制。因此，保证控制指令及时下发，数据实时上传，整个测控系统的关键。上位机输出信号分为三路，一路经ＤＳＰ控制器的Ｄ／Ａ接口发出信号，通过电磁比例阀和电磁换向阀分别控制变量泵排量和离合器的切换，实现无级传动；第二路通过串口实现与下位机的多机通讯，动力源的模拟由发动机油口执行器完成，负载转矩的模拟通过控制测功机的励磁电流来完成；第三路通过Ｄ／Ａ接口发山信号控制盘式制动器的操纵油压，实现低速下负载转矩的模。上位机输入信号由转矩转速信号采集卡、油压信号采集卡和流是信号采集卡等进行采集。下位机１根据角位移传感器采集到的加速踏板变化堂和变化率，通过油口执行器控制发动机油口开度。下位机２根据收集到的监控信号，通过励磁电流控制测功机，与制动器配合，实现不同转速下的负载模拟。由于主油路油压和调速阀流量可事先设定，可发动机转速、负载转矩、主油路油压和调速阀流量为影响因素，通过控制变量聚排量和离合器切换时间，研究各档位间的平稳换挡问题。测控软件根据实验要求对动力源、变速器本体、离合器液压系统和负载模拟装置发出控制信号，并对搜集到的参数进行处理，形成测试结果。

     试验方法与结论, 基于正交试验分析换档影响因素试验数据如附表阻所示，每个换挡影响因素评价指标分九组，每组试验４次，利用正交试验极差分析法以及方差分析法得出试验结论。由于该结论是基于统计学的原理得出的，有一定误差，并且仿真模型忽略了阻尼等因素，但试验结果仍较好的支持了仿真数据。极差法无法推断水平间的统计学意义，进行多次重复试验，利用正交表的方差分析法，进行误差分析，通过检验得出方差分析法的结论。发动机转速和负载转矩是影响输出轴速度降幅度的主要因素，试验结果验证两者显著性高，至于两者位置的调换是由于两者本来占比接近，在误差允许范围内，该结论成立；仿真分析表明负载转矩和主油路油压是影响输出轴动载荷系数的主要因素，试验结果验证两者的显著性高／较高，该结论成立；仿真分析表明负载转矩和主油路油压是影响输出轴最大冲击度的主要因素，试验结果验证两者的显著性高／一般，该结论成立；仿真分析表明调速阀流量（和负载转矩（是影响换挡时间的主要因素，试验结果验证两者的显著性高／较高，该结论成立。湿式离合器，滑磨功和最大滑磨功率试验无法准确测出，仅给出仿真结论。根据上分析，为获得较好的综合换挡品质，基于力学参数的控制策略是：采取较低发动机转速、较小负载转矩和主油路油皮，以及较大的调速阀流量。当然，对于某一特定的换挡品质要求，也可单独设计。

    多离合器切换时序对换挡影响因素分析,  换挡过程之所以产生冲击，是由于在待分离离合器分离后，待接合离合器未及时进入摩擦状态并迅速提高滑磨转矩，在此过程中受负载转矩的影响导致输出轴转速迅速下降，速度的最低点即为摩擦转矩与负载转矩的平衡点。因此通过控制湿式离合器的切换时间来减少冲击，就成为改善换挡品质的一种重要思路。控制离合器切换时间，其本质是利用时间差对离合器转矩进行＂干涉＂，使得影响换挡的积极因素得以加强，消极因素得以削弱。

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    离合器组间切换时序对换挡影响因素分析,  由于离合器的切换是成对进行的，同组离合器切换时间过短，造成待接合和待分离离合器都处于紧密接合状态，影响相关离合器寿命；切换时间过长，造成输出轴速度波动幅度加大。故同组离合器切换时间相差不宜过大，这对离合器的组间切换提供了理论依据，即假设同组离合器同时进行切换，差异在于不同组离合器的切换时间差。本节将讨论三组离合器的组间切换问题，第三组离合器的切换问题, 第一组离合器和第二组离合器的切换问题。仿真条件：发动机转速为１２００ｒ／ｍｉｎ，负载转矩为ｌＯＯＮｍ，离合器油压为４０ｂａｒ，调速阀流量为４Ｌ／ｍｉＱ。其中换挡品质评价指标为：输出轴速度降幅度、输出轴动载荷系数、升降路灯车输出轴冲击度和输出轴冲击度。因素Ａ、Ｂ和Ｃ分别为第一、二和第三组离合器切换时间，因素Ｄ为空白列，水平１、２和３分别代表提前化５ｓ切换、按时切换推迟化５ｓ切换，现分别进行分析。从极差分析结果来看，影响输出轴速度降幅度的因素从主到次依次为：第三组离合器、第二组离合器和第一组离合，最优方案为Ｃ１Ｂ３Ａ３。从极差数值来看，第二、三组离合器对输出轴速度降幅度影响远大Ｔ第一组离合器。故可选用ＱＢ３满足不同的工况，使第三组离合器提前切换，第二组离合器推后切换，此时速度轴速度降幅度范围。从工程平均看，按所给定的试验参数，输出轴速度降幅度范围为：［－１．３０％，４９．０７％］，其中负号表示输出轴转速不再是下門，而是上凸，即表明某时刻可能不产生速度降，实现真正意义上的平稳换挡。从极差分析结果来看，第二、三组离合器共同对输出轴动载荷系数起主要作用，最优方案为Ｂ３Ｃ２。从极差数值来看，第二、三组离合器对输出轴速度降幅度影响远大于第一组离合器，故可选用Ｂ３Ｃ２（Ｃ３）满足不同的况，使第Ｓ姐离合器正常切换，第二组离合器推后切换，此时输出轴动载荷系数范围］。从工程平均看，按所给定的试验参数，输出轴动载荷系数范围为。从极差分析结果来看，影响升降路灯车输出轴最大冲击度的因素从主到次依次为：第二组离合器、第一組离合器和第三组离合器，最优方案为Ｂ３Ａ３Ｃ３。从极差数值来看，第一、二组离合器对升降路灯车输出轴最大冲击度影响大于第Ｓ组离合器，这是由于两者直接和该轴相连，故可选用Ｂ３Ａ３满化不同的Ｘ况，使前两组离合器推后切换，此时升降路灯车输出轴最大冲击度范围。从工程平均看，按所给定的试验参数，升降路灯车输出轴最大冲击度范围。 从极差分析结果来看，影响输出轴最大冲击度的因素从主到次依次为：第一组离合器、第兰组离合器和第二组离合器，最优方案为Ａ３Ｃ２Ｂ２。从极差数值来看，第－－、三组离合器对输出轴最大冲击度影响大于第二组离合器，这是由于第－：组离合器的能量可被液压系统柔性吸收，而第一组离合器和定转速发动机相连，第组离合器和定转矩负载转矩相连的原因，故可选用Ａ３Ｃ２满足不同的工况，使第一組离合器延迟切换，第三纽离合器按时切换，此时输出轴最大冲击度范围。从工程平均看，按所给化的试验参数，升降路灯车输出轴最大冲击度范围。得到升降路灯车双流传动无级变速器组间换挡控制策略。  第三组离合器提前切换；第二组离合器推后切换；度降幅度泵积比例。第二姐离合器推后切换；第三组离合器不推后切换；载荷系数泵积比例。升降路灯车输出￣第二组离合器推后切换；第一組离合器推后切换；￣轴最大冲击度泵积比例。输出轴最第一组离合器推后切换；第三组离合器按时切换；大冲击度泵积比例。升降路灯车正向传动向升降路灯车负向传动过渡时，应使第三组离合器提前切换，第一、二组离合器推后接合，从换挡时序角度改善换挡品质。根据以上分析，第三组离合器应当在第一、二组离合器切换前切换。从换挡过程分析，前两組离合器主要用作行星齿轮机构正、负传动的切换，而第兰组离合器主要用作升降路灯车输出轴和输出轴的连接。通过参数比较法探讨第三组离合器切换时序对换挡品质的影响，通过极差法探讨第一、二组离合器切换时序对换挡品质的影响。第三组离合器切换时序对换挡影响因素分析仿真条件：第一、二组离合器在１０．００ｓ时同时进行切换，第三组离合器可分三种情况进行仿真：离合器在９．００ｓ分离，在９．５０ｓ接合；离合器在９．５０ｓ分离，在９．５化接合；离合器４在乂５０ｓ分离，在９．００ｓ接合。与离合器组间切换时序对换挡品质的讨论一样，选用输出轴速度降幅度、输出轴动载荷系数、升降路灯车输出轴最大冲击度和输出轴最大冲击度作为评价指标。

     对输山轴速度降而言，三种情况分别在１０．９４ｓ、１１．０５ｓ、１０．８５ｓ、达到最低转速ｌ〇６６．２７ｒ／ｍｉｎ、１０２１．８０ｒ／ｍｉｎ、１０５９．５０ｒ／ｍｉｎ，其速度降幅度分别为；７．１５％、１１．０２％、７．７４％，这表明第＾组离合器切换时序对输出轴速度降幅度影响不大，在同时切换时，速度降幅度略低，稳定性略好。对输出轴动载荷系数而言，三种情况分別在１１．２１ｓ、三．３５Ｓ、１１．０７ｓ达到转矩峰值１８７．９０Ｎｍ、１８９．５９Ｎｍ、２０３．ｌｌＮｍ，其动载荷系数分别为：１．８８、１．８９、２．０３，该表明离合器分离时间不晚于接合时间，动载荷系数差异不大。对升降路灯车输出轴最大冲击度而言，三种情况分别在１Ｕ３Ｓ、１１．１３ｓ、１０．９９ｓ达到峰值２７．４０、１９．７６、２０．３２，这表明离合器４分离时间不早于接合时间，升降路灯车输出轴最大冲击度变化不大。对输出轴最大冲击度而言，三种情况分别在１１．２３ｓ、１１．３６ｓ、１１．０９ｓ达到峰值扣２４、８．４８、１３．０３，这表明离合器Ｌｉ分离时间不晚于接合时间，输出轴最大冲击度较为理想。综上，离合器在同一时间切换，使得影响换挡品质的不良因素相互抵消，因而拥有较为良好的换挡品质。 第一、二组离合器切换时序对换挡影响困素分析由于第三组离合器的切换仅涉及两个离合器，使用参数比较法比较简单，而第一、二组离合器的切换涉及到四个离合器的接合和分离，相对复杂，仍采用正交试验的极差法进行研究。仿真条件：第三组离合器在１０．００ｓ时同时切换，第一、二组离合器设定１１．００ｓ为标准切换点，而１０．５０ｓ和１１．５０ｓ为提前和推后切换点作为正交设计的三水平，离合器作为四因素，建立正交表。

      影响输出轴速度降幅度的因素从主到次依次为，最优方案为Ａ３Ｂ３Ｃ３Ｄ３。从极差数值来看，离合器对输出轴速度降幅度的影响较大，故可选用Ａ３Ｂ３Ｃ３满足不同的况，使行星齿轮机构离合器Ａ？３都推后切换，此时输出轴速度降幅度范围］。从工程平均看，按所给定的试验参数，输出轴速度降幅度范围.  从极差数值来看，离合器与对输出轴动载荷系数的影响较大，故可选用ＡｉＣｉＢｉ满足不同的工况，使行星齿轮机构离合器都提前切换，此时输出轴动载荷系数范围。从工程平均看，按所给定的试验参数，输出轴速度降幅度范围。影响升降路灯车输出轴最大冲击度的因素从主到次依次为；４、与、４、Ｌ｜，最优方案为〇３ＣｌＡｉ。从极差数值来看，离合器对升降路灯车输出轴最大冲击度的影响较大，故可选用ＤｓＣｉＢｉ满足不同的工况，使行星齿轮机构离合器推后接合，与提前分离，４提前接合，此时升降路灯车输出轴动载荷系数范围。从工程平均看，按所给定的试验参数，输出轴速度降幅度范围。影响输出轴最大冲击度的因素从主到次依次，最优方案为Ａ１Ｃ１Ｂ２Ｄ３。从极差数值来看，离合器、对输出轴最大冲击度的影响较大，故可选用Ａ１Ｃ１Ｂ２满足不同的工况，使行星齿轮机构离合器离合器Ａ、，提前分离按时接合，此时输出轴最大冲击度范围。从工程平均看，按所给定的试验参数，输出轴最大冲击度范围。  得出升降路灯车双流传动无级变速器姐内换挡控制策略。优化方案（占影响丙素比例）输出轴速离合器山推后分离；离合器。推后接合；离合器度降幅度レ推后分离；泵积比例。输出轴动离合器ｋ提前分离；离合器。提前分离；离合器载荷系数＾提前接合；泵积比例。离合器＾推后接合；离合器。提前分离；离合器轴最火冲击度心提前接合；泵积比例。输山轴最离合器ｋ提前分离；离合器ｋ提前分离；离合器大冲击度。按时接合。升降路灯车正向传动向升降路灯车负向传动过渡时，应使离合器Ｌ，、ｋ提前切换，ｋ推后切换，从换挡时序角度改善换挡品质。根据以上分析，为获得较好的综合换挡品质，基于换挡时序的控制策略是：先切换第三组离合器，继而切换第一组离合器，最后切换第二组离合器。同基于力学参数的换挡控制策略一样，对于某一特定的评价指标，也可单独设计。为检验换挡时序对换挡品质的影响，设计三组试验。输出轴最低转速分别为６７７ｒ／ｍｉｎ、８３６ｒ／ｍｉｎ和１０９１ｒ／ｍｉｎ（对应速度降幅度分别为４１．０３％、２７．１８％和４．９７％）；输出轴最大转矩分别为２８６Ｎｒａ、２７５Ｎｍ和２３７Ｎｍ（对动载荷系数分别为２．％、２．７５和２．）：升降路灯车输出轴在１１．２６ｓ、１０．９９ｓ和１１．０９ｓ达到最大冲击度％．８１、：２６．９０和２０．１３，输出轴在１２．５２ｓ、１０．８１ｓ和１１．２２ｓ达到最乂冲击度１１．８０、１１．９４和１８．１５；换挡时间分别为４．５８ｓ、３．２５ｓ和１．８３ｓ。可见试验３除输出轴最大冲击度指标略输一筹外，其它指标都远胜其它两组试验结果。

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