CN108386534A - 一种金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法,包括:步骤一、设定初始目标转速和初始目标扭矩;步骤二、设定目标速比和目标转速,通过负载电机进行转速调节,调节转速为所述目标转速与所述目标速比的比值;其中所述目标速比为最大速比;步骤三、记录主动带轮夹紧力,并计算当前转速、当前扭矩、当前速比下的夹紧力比;步骤四、调节扭矩,并在每个扭矩维持不变的保持时间内,维持速比为目标速比不变时,记录数据;步骤五、整合数据,做出夹紧力比与转速、扭矩、速比的关系的表格和图形,根据所述表格和图形得出所述夹紧力比。
Description
技术领域
本发明涉及变速器控制领域,具体涉及一种金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法。
背景技术
金属带式CVT关键参数夹紧力比(kpks)是指,稳态工况时,在速比保持不变的前提下,主动轮夹紧力与从动轮夹紧力的比值。目前传统的夹紧力比测试方法认为,夹紧力比只与速比和扭矩比有关,这里的扭矩比是指从动轮所能传递的最大扭矩与从动轮实际传递扭矩的比值,在实际测试过程中发现,夹紧力比不仅仅与速比和扭矩比有关,与主动轮的输入转速、输入扭矩也有关,即在速比和扭矩比相同的情况下,当输入扭矩或输入转速不相同时,测得夹紧力比并不完全相等,随扭矩的变化呈现一定趋势,如图1所示,随转速变化呈现不规律性,如图2所示。
发明内容
本发明设计开发了一种金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法,本发明的发明目的是减小转速和扭矩对夹紧力比的影响,提高夹紧力比测试的准确性。
本发明提供的技术方案为:
一种金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法,包括如下步骤:
步骤一、设定初始目标转速和初始目标扭矩;
步骤二、设定目标速比和目标转速,通过负载电机进行转速调节,调节转速为所述目标转速与所述目标速比的比值;其中所述目标速比为最大速比;
步骤三、当目标速比大于或者等于1时,固定从动带轮夹紧力为从动带轮最小目标夹紧力,调节主动带轮夹紧力,使实际速比达到目标速比的2%误差范围之内;此时记录主动带轮夹紧力,并计算当前转速、当前扭矩、当前速比下的夹紧力比;
当目标速比小于1时,固定主动带轮夹紧力为主动带轮最小目标夹紧力,调节从动带轮夹紧力,使实际速比达到目标速比2%的误差范围之内;此时记录从动带轮夹紧力,并计算当前转速、当前扭矩、当前速比下的夹紧力比;
步骤四、调节扭矩,并在每个扭矩维持不变的保持时间内,维持速比为目标速比不变时,记录数据;
步骤五、整合数据,做出夹紧力比与转速、扭矩、速比的关系的表格和图形,根据所述表格和图形得出所述夹紧力比。
优选的是,所述初始目标转速为匹配的发动机怠速时的转速与目标速比的比值;以及
所述初始目标转矩为0N·m。
优选的是,所述目标转速为1500rpm。
优选的是,当选择循环测试时,还包括:
在所述步骤一中,将前进离合器结合;以及
在所述步骤四中,将目标转速增大1000rpm,重复调节,直至目标转速达到带轮工作的最高转速时,记录数据;将目标速比减小0.2,重复调节,直至目标速比达到最小速比,记录数据。
优选的是,当选择倒挡测试时,还包括:在所述步骤一,将后退离合器结合。
优选的是,所述夹紧力比为主动带轮夹紧力除以从动带轮夹紧力。
优选的是,所述从动带轮最小目标夹紧力计算过程如下:
以及
所述主动带轮最小目标夹紧力计算过程如下:
式中,Fpri、Fsec分别为主、从动带轮最小目标夹紧力,Tpri、Tsec为主、从动带轮输入扭矩,α为带轮半锥角,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数,Rpri、 Rsec为主、从动带轮的工作半径,βpri、βsec分别为主、从动带轮修正系数,Frev_pri、Frev_sec分别为主、从动带轮预留夹紧力。
优选的是,所述主动带轮修正系数βpri和从动带轮修正系数βsec计算过程包括如下步骤:
由当前计算周期的扭矩值和上一个计算周期的扭矩值计算扭矩差值预估下一个计算周期的扭矩值和速比,包括:
Tpri_n+1=Tpri_n+(Tpri_n-Tpri_n-1);
Tsec_n+1=Tsec_n+(Tsec_n-Tsec_n-1);
in+1=in+(in-in-1);
式中,Tpri_n、Tsec_n为当前计算周期的主、从动带轮扭矩值,in为当前计算周期的速比值,Tpri_n-1、Tsec_n-1为上一个计算周期的主、从动带轮扭矩值,in-1为上一个计算周期的速比值,Tpri_n+1、Tsec_n+1为下一个计算周期的主、从动带轮扭矩值,in+1为下一个计算周期的速比值;
根据当前计算周期的速比和预估的下一计算周期的速比,分别计算当前计算周期的主、从动带轮工作半径Rpri_n、Rsec_n和下个计算周期的主、从动带轮工作半径Rpri_n+1、Rsec_n+1;
当Tpri_n>Tpri_n+1且Rpri_n<Rpri_n+1时,则βpri=1;当Tsec_n>Tsec_n+1且Rsec_n<Rsec_n+1时,则βsec=1;
当Tpri_n>Tpri_n+1且Rpri_n>Rpri_n+1时,则βpri=Rpri_n/Rpri_n+1;当Tsec_n>Tsec_n+1且Rsec_n>Rsec_n+1时,则βsec=Rsec_n/Rsec_n+1;
当Tpri_n<Tpri_n+1且Rpri_n<Rpri_n+1时,则βpri=Tpri_n+1/Tpri;当Tsec_n<Tsec_n+1且Rsec_n<Rsec_n+1时,则βsec=Tsec_n+1/Tsec;
当Tpri_n<Tpri_n+1且Rpri_n>Rpri_n+1时,则βpri=Tpri_n+1Rpri_n/(TpriRpri_n+1);当Tsec_n<Tsec_n+1且Rsec_n>Rsec_n+1时,则βsec=Tsec_n+1Rsec_n/(TsecRsec_n+1)。
优选的是,所述预留夹紧力的测试方法包括如下步骤:
步骤一、固定驱动电机转速,设定目标扭矩,保持输出扭矩为目标扭矩不变,设定目标速比为最大速比;
步骤二、固定从动带轮,从动带轮的固定位置为理论速比是目标速比时位置,主动带轮夹紧力由最大夹紧力按20N阶梯减小,并通过测量主、从动带轮转速,实时计算实际速比,当实际速比与理论速比波动范围超过2%时,停止减小夹紧力,并记录此时夹紧力;
步骤三、计算此时夹紧力与理论计算夹紧力的差值,此差值即为当前扭矩和当前速比下的预留夹紧力;
步骤四、将目标速比减小0.1,重复调节直至目标速比达到最小速比;将目标扭矩增大10N·m,重复调节直至目标扭矩达到带轮所能承受的最大扭矩;
步骤五、整合数据,做出预留夹紧力与扭矩、速比的关系的表格和三维图,根据所述表格和三维图得出所述预留夹紧力。
优选的是,所述理论计算夹紧力通过如下公式进行计算:
式中,F为带轮目标夹紧力,T为带轮传递的扭矩,α为带轮半锥角,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数,R为带轮的工作半径。
本发明与现有技术相比较所述的有益效果:
1、考虑转速、扭矩等对夹紧力比的影响,并提出一种测试方法,测试所得夹紧力比更为准确;
2、前进、后退分开测试,测试过程更为详细,应用于速比控制时,降低了速比控制器的设计难度;
3、提出一种扭矩信号发生器,测试过程更简单,调成更方便;
4、通过TCU同时控制驱动电机、变速器、负载电机,操作方便;
5、倒挡时根据实际应用情况,只采用一个固定转速和一个固定速比进行测试,简化了测试过程,提高了测试效率。
附图说明
图1为本发明所述的夹紧力比和主动轮输入扭矩之间的关系。
图2为本发明所述的夹紧力比和主动轮转速之间的关系。
图3为本发明所述的循环测试时夹紧力比与带轮扭矩、速比之间的关系图。
图4为本发明所述的循环测试时夹紧力比与预留夹紧力与带轮扭矩、速比之间的关系图。
图5为本发明所述的倒挡测试时夹紧力比与带轮扭矩、速比之间的关系图。
图6为本发明所述的倒挡测试时夹紧力比与预留夹紧力与带轮扭矩、速比之间的关系图。
图7为本发明所述的设备连接原理图。
图8为本发明所述的速比控制器原理图。
图9为本发明所述的扭矩信号发生器的工作过程原理图。
图10为本发明所述的修正系数计算流程图。
图11为本发明所述的带轮工作半径与速比的关系图。
图12为本发明所述的预留夹紧力与带轮扭矩、速比之间的关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本专利提出一种全面考虑主动轮输入转速、主动轮输入转矩、速比的kpks 测试方法,这种测试方法所测得的kpks在应用时需要保证其从动轮夹紧力的确定方法与测试过程中从动轮的夹紧力确定方法相同,即在同一工况时,测试过程中所确定的从动轮夹紧力与实际应用过程中所确定的从动轮夹紧力相同。
本发明公开的一种金属带式无级变速器的夹紧力比的循环测试方法,包括如下步骤:
(1)、初始化设置,负载电机目标转速为所匹配的发动机怠速时的转速/ 目标速比,设定驱动电机目标转矩为0N·m,将前进离合器结合,将液力变矩器锁止,设定目标速比为最大速比;
(2)、设定目标速比为最大速比;
(3)、设定目标转速为1500rpm;
(4)当目标速比大于或者等于1时,固定从动带轮夹紧力为从动带轮最小目标夹紧力,调节主动带轮夹紧力,使实际速比达到目标速比的2%误差范围之内;此时记录主动带轮夹紧力,并计算当前转速、当前扭矩、当前速比下的夹紧力比;
当目标速比小于1时,固定主动带轮夹紧力为主动带轮最小目标夹紧力,调节从动带轮夹紧力,使实际速比达到目标速比2%的误差范围之内;此时记录从动带轮夹紧力,并计算当前转速、当前扭矩、当前速比下的夹紧力比;
(5)、向负载电机发送转速请求,请求转速为目标转速/目标速比;
(6)、向驱动电机发送扭矩请求信号,请求扭矩为扭矩信号发生器所产生的扭矩,并在每个扭矩维持不变的保持时间内,待速比维持为目标速比不变时,记录数据;
(7)、一个扭矩循环周期结束后,将目标转速增大1000rmp,重复(5)、 (6)步骤,直至目标转速达到最大转速;
(8)、将目标速比减小0.2,重复(4)、(5)、(6)、(7)步骤,直至速比达到最小速比;
(9)、整合数据,做出夹紧力比与转速、扭矩、速比的关系的表格以及相关图形。
在本实施例中,变速器转速为1000转和3000转时的夹紧力比数据如表 1和表2所示,相关图形如图3和图4所示。
表1
表2
同时,本发明公开的一种金属带式无级变速器的夹紧力比的倒档测试方法,包括如下步骤:
(1)、初始化设置,负载电机目标转速为所匹配的发动机怠速的转速/目标速比,设定驱动电机目标转矩为0N·m,将后退离合器结合,将液力变矩器解锁,设定目标速比为最大速比;
(2)、设定目标转速为1500rmp;
(3)、向负载电机发动转速请求,请求转速为目标转速/目标速比;
(4)当目标速比大于或者等于1时,固定从动带轮夹紧力为从动带轮最小目标夹紧力,调节主动带轮夹紧力,使实际速比达到目标速比的2%误差范围之内;此时记录主动带轮夹紧力,并计算当前转速、当前扭矩、当前速比下的夹紧力比;
当目标速比小于1时,固定主动带轮夹紧力为主动带轮最小目标夹紧力,调节从动带轮夹紧力,使实际速比达到目标速比2%的误差范围之内;此时记录从动带轮夹紧力,并计算当前转速、当前扭矩、当前速比下的夹紧力比;
(5)、向驱动电机发动扭矩请求信号,请求扭矩为扭矩信号发生器所产生的扭矩,并在每个扭矩维持不变的保持时间内,待速比维持为目标速比不变时,记录数据;
(6)、整合数据,做出夹紧力比与转速、扭矩、速比的关系的表格以及相关图形。
在本实施例中,变速器转速为1000转和3000转时的夹紧力比数据如表 3和表4所示,相关图形如图5和图6所示。
表3
表4
在另一种实施例中,本专利所测得的夹紧力比在应用过程中,当转速处于两个测量转速之间时,譬如1500rpm<n<2500rpm时,此时的夹紧力比 (kpks)计算方法如下式所示:
kpksn=kpks1500+(kpks2500-kpks1500)/1000×(n-1500)
当n<1500rpm时,采用1500rpm时的夹紧力比,当n>1最大测试转速时,采用最大测试转速时的kpks;当处于倒档时,始终采用1500rpm时的kpks。
如图7所示,本发明提供的测试方法需要的台架搭建分为三个部分:驱动电机、变速器和负载电机,并采用TCU完成三者之间的通讯与协调工作,其中,变速器的输入端为驱动电机,输出端为负载电机,变速器、驱动电机、负载电机均通过CAN通讯与TCU进行信号交互,TCU可分别对驱动电机以及负载电机进行扭矩控制或者转速控制,利用速比控制器,控制变速器速比,同时利用扭矩信号发生器,改变变速器的输入扭矩,变速器的转速控制依靠负载电机完成。变速器、驱动电机、负载电机均通过CAN通讯与TCU通信,所有程序及操作均可通过TCU的程序完成。
本发明在测试过程中,每个测试循环的变速器带轮速比维持不变,进入下一个循环时会改变带轮速比,因此,本专利的速比控制器目的在于在单个测试循环中,当变速器输入扭矩或者输入转速发生改变时,维持带轮实际速比跟随设定的目标速比不变,或者在较短的时间内达到目标速比并维持不变即可,需要具有较好的稳态性能。
如图8所示,本发明的速比控制过程主要采用PI控制,P控制提高动态性能,I控制提高稳态性能。控制参数与目标速比相关,通过标定得出,其主要目的在于,稳态时误差小,能够较快的达到稳态。
如图9所示,扭矩信号发生器的作用主要是作为扭矩请求信号,发给驱动电机,从而确保变速器输入扭矩保持不变。其关键标定参数有三个,变化斜率、保持时间和循环周期。其中,变化斜率是为了防止扭矩突变引起带轮速比突变以及带轮滑移等情况的发生,起到保护带轮的作用,同时也起到调节扭矩的作用;保持周期目的在与等待速比稳定,待速比达到目标速比并保持不变时,此时数据才是需要测量记录的数据,即带轮的稳态特性,周期不易过长,以免整个测试过程时间过长;当斜率确定、保持时间确定后,循环周期也随之确定,不过需要注意的是,在一个周期结束后,速比或转速调节完成,待转速和速比稳定后,方可进入下一个循环。
同时,在理论计算的过程中,在保证安全传递扭矩的前提下,所需最小夹紧力如式(1)所示。
式中,F为带轮目标夹紧力;T为带轮传递的扭矩;α为带轮半锥角;μ为带轮与金属带之间的摩擦系数;R为带轮的工作半径。
考虑到反拖工况,本发明中所有公式中的扭矩值均为扭矩的绝对值。
理论计算如下:
在稳态工况下,即输入扭矩、转速、速比保持不变时,由式(1)可得,主动带轮和从动带轮的理论夹紧力分别如式(2)和式(3)所示。
式中,Fpri、Fsec分别为主、从动带轮最小目标夹紧力;Tpri、Tsec为带轮输入扭矩;α为带轮半锥角;μ为带轮与金属带之间的摩擦系数;Rpri、Rsec为带轮的工作半径。
假设传递效率为1,即带轮传动时没有任何损失,则可得Tpri=Tsec/i且 Rpri=Rsec/i,其中,i为带轮的传动比,即,Fpri=Fsec。
由于实际工作过程中存在扭矩损失等发杂的影响因素,导致式(2)和式 (3)并不完全准确。
本发明引入预留夹紧力的概念,来弥补这种误差,即引入预留力后,计算公式如式(4)和式(5)所示。
上述计算公式所得到的夹紧力为稳态下最小夹紧力,只能满足稳态工况下的夹紧力要求,在动态工况时,容易引起打滑的风险,本发明引入修正系数的概念,来修正最终计算的夹紧力,以排除这种风险,其计算公式如式(6) 和式(7)所示。
式中,Fpri、Fsec分别为主、从动带轮最小目标夹紧力;Tpri、Tsec为带轮输入扭矩;α为带轮半锥角;μ为带轮与金属带之间的摩擦系数;Rpri、Rsec为带轮的工作半径;βpri、βsec分别为主、从动带轮修正系数,主要与带轮输入扭矩变化率、速比变化率有关;Frev_pri和Frev_sec分别为主、从动带轮预留夹紧力。
如图10所示,修正系数βpri、βsec确定的主要依据如下:修正系数βpri、βsec为速比变化率和扭矩变化率的二元函数,均跟随带轮传递扭矩的变化率增大而增大,同时主动带轮修正系数βpri随速比变化率的增大而减小,从动带轮修正系数βsec随速比变化率的增大而增大;工程一般按计算周期对控制参数进行计算,修正系数βpri、βsec的计算过程如下:
(1)、当前计算周期的主、从动带轮扭矩值分别为Tpri_n、Tsec_n,速比值为in;上一个计算周期的主、从动带轮扭矩值分别为Tpri_n-1、Tsec_n-1,速比值为 in-1;下一个计算周期的主、从动带轮扭矩值分别为Tpri_n+1、Tsec_n+1,速比值为in+1;
(2)、由当前计算周期的扭矩值和上一个计算周期的扭矩值计算扭矩差值预估下一个计算周期的扭矩值,即Tpri_n+1=Tpri_n+(Tpri_n-Tpri_n-1)、 Tsec_n+1=Tsec_n+(Tsec_n-Tsec_n-1);同理,预估下一个计算周期的速比为 in+1=in+(in-in-1);
(3)、带轮工作半径与速比之间存在一一对应关系,其关系属于物理结构特性,某带轮主动带轮工作半径与速比之间的关系如图11所示;由当前计算周期的速比in和预估的下一计算周期的速比in+1,根据带轮的结构特性,分别得出当前计算周期的主、从动带轮工作半径Rpri_n、Rsec_n和下个计算周期的主、从动带轮工作半径Rpri_n+1、Rsec_n+1;
(4)、如果Tpri_n>Tpri_n+1且Rpri_n<Rpri_n+1,则βpri=1;如果Tsec_n>Tsec_n+1且 Rsec_n<Rsec_n+1,则βsec=1;
如果Tpri_n>Tpri_n+1且Rpri_n>Rpri_n+1,则βpri=Rpri_n/Rpri_n+1;如果Tsec_n>Tsec_n+1且Rsec_n>Rsec_n+1,则βsec=Rsec_n/Rsec_n+1;
如果Tpri_n<Tpri_n+1且Rpri_n<Rpri_n+1,则βpri=Tpri_n+1/Tpri;如果Tsec_n<Tsec_n+1且Rsec_n<Rsec_n+1,则βsec=Tsec_n+1/Tsec;
如果Tpri_n<Tpri_n+1且Rpri_n>Rpri_n+1,则βpri=Tpri_n+1Rpri_n/(TpriRpri_n+1);如果Tsec_n<Tsec_n+1且Psec_n>Rsec_n+1,则βsec=Tsec_n+1Rsec_n/(TsecRsec_n+1);
在另一种实施例中,预留夹紧力Frev_pri和Frev_sec确定的主要依据如下:发动机输出扭矩较小时(一般在50Nm以内),容易发生波动,此时预留夹紧力 Frev_pri和Frev_sec为只与速比有关的一元函数,不随输入扭矩的变化而变化;当发动机输出扭矩较大时(一般大于50Nm),预留夹紧力Frev_pri和Frev_sec为与输入扭矩和速比有关的二元函数;在本实施例中,变速箱的预留夹紧力Frev_pri和 Frev_sec试验值如图12所示;预留夹紧力的测试方法包括:
(1)、调整CVT油温,使其保持在CVT要求的工作温度范围内;固定驱动电机转速为3000r/min;
(2)、设计目标扭矩为50N·m;
(3)、保持驱动电机输出扭矩为目标扭矩不变;
(4)、设计目标速比为最大速比;
(5)、固定从动带轮,从动带轮的固定位置为理论速比是目标速比时位置;
(6)、主动带轮夹紧力由最大夹紧力按20N阶梯减小,并通过测量主、从动带轮转速,实时计算实际速比;
(7)、当实际速比与理论速比波动范围超过2%时,停止减小夹紧力,并记录此时夹紧力;
(8)、计算此时夹紧力与公式1计算的夹紧力的差值,此差值即为当前扭矩和当前速比下的预留夹紧力;
(9)、将目标速比减小0.1,重复(5)、(6)、(7)、(8)步骤,直至目标速比达到最小速比;
(10)、将目标扭矩增大10N·m,重复(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、 (9)、步骤,直至目标扭矩达到带轮所能承受的最大扭矩;
(11)、当扭矩小于等于40N·m时,直接采用扭矩为50N·m时的夹紧力作为预留夹紧力,扭矩从40N·m逐渐变为50N·m时,预留夹紧力逐渐由50N·m 时的夹紧力变为50N·m时台架测试所得的预留夹紧力,变化趋势为随扭矩增长的线性变化;
(12)、整合数据,做出预留力与扭矩、速比的关系的表格以及三维图;如表5所示,三维图如图12所示。
表5预留力与扭矩、速比的关系
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、设定初始目标转速和初始目标扭矩;
步骤二、设定目标速比和目标转速,通过负载电机进行转速调节,调节转速为所述目标转速与所述目标速比的比值;其中所述目标速比为最大速比;
步骤三、当目标速比大于或者等于1时,固定从动带轮夹紧力为从动带轮最小目标夹紧力,调节主动带轮夹紧力,使实际速比达到目标速比的2%误差范围之内;此时记录主动带轮夹紧力,并计算当前转速、当前扭矩、当前速比下的夹紧力比;
当目标速比小于1时,固定主动带轮夹紧力为主动带轮最小目标夹紧力,调节从动带轮夹紧力,使实际速比达到目标速比2%的误差范围之内;此时记录从动带轮夹紧力,并计算当前转速、当前扭矩、当前速比下的夹紧力比;
步骤四、调节扭矩,并在每个扭矩维持不变的保持时间内,维持速比为目标速比不变时,记录数据;
步骤五、整合数据,做出夹紧力比与转速、扭矩、速比的关系的表格和图形,根据所述表格和图形得出所述夹紧力比。
2.如权利要求1所述的金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法,其特征在于,所述初始目标转速为匹配的发动机怠速时的转速与目标速比的比值;以及
所述初始目标转矩为0N·m。
3.如权利要求2所述的金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法,其特征在于,所述目标转速为1500rpm。
4.如权利要求3所述的金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法,其特征在于,当选择循环测试时,还包括:
在所述步骤一中,将前进离合器结合;以及
在所述步骤四中,将目标转速增大1000rpm,重复调节,直至目标转速达到带轮工作的最高转速时,记录数据;将目标速比减小0.2,重复调节,直至目标速比达到最小速比,记录数据。
5.如权利要求3所述的金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法,其特征在于,当选择倒挡测试时,还包括:在所述步骤一,将后退离合器结合。
6.如权利要求4或5所述的金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法,其特征在于,所述夹紧力比为主动带轮夹紧力除以从动带轮夹紧力。
7.如权利要求6所述的金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法,其特征在于,所述从动带轮最小目标夹紧力计算过程如下:
以及
所述主动带轮最小目标夹紧力计算过程如下:
式中,Fpri、Fsec分别为主、从动带轮最小目标夹紧力,Tpri、Tsec为主、从动带轮输入扭矩,α为带轮半锥角,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数,Rpri、Rsec为主、从动带轮的工作半径,βpri、βsec分别为主、从动带轮修正系数,Frev_pri、Frev_sec分别为主、从动带轮预留夹紧力。
8.如权利要求7所述的金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法,其特征在于,所述主动带轮修正系数βpri和从动带轮修正系数βsec计算过程包括如下步骤:
由当前计算周期的扭矩值和上一个计算周期的扭矩值计算扭矩差值预估下一个计算周期的扭矩值和速比,包括:
Tpri_n+1=Tpri_n+(Tpri_n-Tpri_n-1);
Tsec_n+1=Tsec_n+(Tsec_n-Tsec_n-1);
in+1=in+(in-in-1);
式中,Tpri_n、Tsec_n为当前计算周期的主、从动带轮扭矩值,in为当前计算周期的速比值,Tpri_n-1、Tsec_n-1为上一个计算周期的主、从动带轮扭矩值,in-1为上一个计算周期的速比值,Tpri_n+1、Tsec_n+1为下一个计算周期的主、从动带轮扭矩值,in+1为下一个计算周期的速比值;
根据当前计算周期的速比和预估的下一计算周期的速比,分别计算当前计算周期的主、从动带轮工作半径Rpri_n、Rsec_n和下个计算周期的主、从动带轮工作半径Rpri_n+1、Rsec_n+1;
当Tpri_n>Tpri_n+1且Rpri_n<Rpri_n+1时,则βpri=1;当Tsec_n>Tsec_n+1且Rsec_n<Rsec_n+1时,则βsec=1;
当Tpri_n>Tpri_n+1且Rpri_n>Rpri_n+1时,则βpri=Rpri_n/Rpri_n+1;当Tsec_n>Tsec_n+1且Rsec_n>Rsec_n+1时,则βsec=Rsec_n/Rsec_n+1;
当Tpri_n<Tpri_n+1且Rpri_n<Rpri_n+1时,则βpri=Tpri_n+1/Tpri;当Tsec_n<Tsec_n+1且Rsec_n<Rsec_n+1时,则βsec=Tsec_n+1/Tsec;
当Tpri_n<Tpri_n+1且Rpri_n>Rpri_n+1时,则βpri=Tpri_n+1Rpri_n/(TpriRpri_n+1);当Tsec_n<Tsec_n+1且Rsec_n>Rsec_n+1时,则βsec=Tsec_n+1Rsec_n/(TsecRsec_n+1)。
9.如权利要求8所述的金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法,其特征在于,所述预留夹紧力的测试方法包括如下步骤:
步骤一、固定驱动电机转速,设定目标扭矩,保持输出扭矩为目标扭矩不变,设定目标速比为最大速比;
步骤二、固定从动带轮,从动带轮的固定位置为理论速比是目标速比时位置,主动带轮夹紧力由最大夹紧力按20N阶梯减小,并通过测量主、从动带轮转速,实时计算实际速比,当实际速比与理论速比波动范围超过2%时,停止减小夹紧力,并记录此时夹紧力;
步骤三、计算此时夹紧力与理论计算夹紧力的差值,此差值即为当前扭矩和当前速比下的预留夹紧力;
步骤四、将目标速比减小0.1,重复调节直至目标速比达到最小速比;将目标扭矩增大10N·m,重复调节直至目标扭矩达到带轮所能承受的最大扭矩;
步骤五、整合数据,做出预留夹紧力与扭矩、速比的关系的表格和三维图,根据所述表格和三维图得出所述预留夹紧力。
10.如权利要求9所述的金属带式无级变速器的夹紧力比的测试方法,其特征在于,所述理论计算夹紧力通过如下公式进行计算:
式中,F为带轮目标夹紧力,T为带轮传递的扭矩,α为带轮半锥角,μ为带轮与金属带之间的摩擦系数,R为带轮的工作半径。
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