锁销式同步器设计方法、装置、计算机设备与流程

1.本技术涉及汽车用变速器同步器设计领域，特别是涉及一种锁销式同步器设计方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。


背景技术：

2.现有商用车变速器多采用同步器进行换挡，同步器的性能及可靠性决定驾驶员的换挡舒适性及维修成本，同步器锁止角作为同步器的关键参数，需要保证同步器在换挡过程中同步结束前锁止可靠，无法进行拨环动作，锁止角过大则锁止可靠，同时带来拨环力需求较大，即换挡力较大，影响驾驶员换挡感受，锁止角过小，可降低换挡力，但锁止可靠性下降，同步器寿命会降低，用户维修成本较高。
3.同时，同步器换挡受变速器润滑油搅油及轴承阻力距影响较大，而阻力距受温度及变速器转速影响，因阻力距原因，变速器在某一低温情况下无法实现换挡，即换挡临界温度。当前国内外产品换挡临界温度通常在30℃左右。临界温度以下换挡困难，需要驾驶员通过长时间热车将润滑油油温升高至临界温度以上才能进行换挡，严重影响驾驶舒适性，用户抱怨较大。
4.目前的同步器设计方法只是根据对标车的设计经验进行逆向设计，得到的同步器设计参数不够精确，设计出来的同步器往往达不到设计目标，导致后续需要多次的进行优化改进，加大了验证成本。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高锁销式同步器的设计精度的锁销式同步器设计方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
6.第一方面，本技术提供了一种锁销式同步器设计方法。所述方法包括：
7.基于预先测试得到的锁销式同步器的给定参数集，确定临界温度，临界温度是锁销式同步器的同步时间不大于同步时间阈值的情况下对应的最低温度；
8.基于给定参数集和临界温度，确定临界温度下锁销式同步器的第一同步时间，根据第一同步时间，计算在临界温度下的临界阻力矩，并将临界阻力矩作为临界温度下的实际拨环力矩；
9.基于给定参数集中的给定锁止角，确定与给定锁止角对应的理论拨环力矩；
10.基于临界温度下的实际拨环力矩、以及与给定锁止角对应的理论拨环力矩间的对比值，确定拨环力矩传递效率；
11.基于给定参数集和目标温度，确定目标温度下锁销式同步器的第二同步时间，根据第二同步时间，计算在目标温度下的目标阻力矩；
12.根据目标拨环力矩和目标阻力矩之间的大小关系，获取目标锁止角的取值范围，其中，目标拨环力矩根据拨环力矩传递效率和目标锁止角对应的理论拨环力矩确定；
13.基于目标锁止角的取值范围确定目标锁止角，并将目标锁止角替换给定参数集中
的给定锁止角，得到目标参数集，根据目标参数集设计锁销式同步器。
14.在其中一个实施例中，给定参数集包括给定锁止角和同步器相关主参数，给定参数集的获取方式，包括：
15.根据锁销式同步器的布置方案，选择给定锁止角和同步器相关主参数，同步器相关主参数包括换挡力、同步锥锥面动摩擦系数、同步锥锥面有效半径、同步锥锥面角、转动惯量、相对角速度差和给定阻力矩；
16.获取同步力矩，同步力矩是根据同步器相关主参数中的换挡力、同步锥锥面动摩擦系数、同步锥锥面有效半径和同步锥锥面角计算得到；
17.根据同步力矩，以及同步器相关主参数中的转动惯量、相对角速度差和给定阻力矩，计算得到第三同步时间；
18.在第三同步时间小于同步时间阈值的情况下，将给定锁止角和同步器相关主参数作为给定参数集。
19.在其中一个实施例中，根据第一同步时间，计算在临界温度下的临界阻力矩，包括：
20.从给定参数集中获取同步力矩、转动惯量和相对角速度差；
21.根据同步力矩、转动惯量、相对角速度差和第一同步时间，计算得到临界阻力矩。
22.在其中一个实施例中，基于给定参数集中的给定锁止角，确定与给定锁止角对应的理论拨环力矩，包括：
23.从给定参数集中获取给定锁止角、锁止面作用半径、换挡力、同步套锁止面与同步器外环锁止面的静态摩擦系数、同步套和同步毂间的静态摩擦系数；
24.根据给定锁止角、同步套锁止面与同步器外环锁止面的静态摩擦系数、以及同步套和同步毂间的静态摩擦系数，确定力矩系数；
25.将锁止面作用半径、换挡力和力矩系数做乘法运算，得到理论拨环力矩。
26.在其中一个实施例中，根据第二同步时间，计算在目标温度下的目标阻力矩，包括：
27.从给定参数集中获取同步力矩、转动惯量和相对角速度差；
28.根据同步力矩、转动惯量、相对角速度差和第二同步时间，计算得到目标阻力矩。
29.在其中一个实施例中，根据目标拨环力矩和目标阻力矩之间的大小关系，获取目标锁止角的取值范围，包括：
30.基于锁止角变量构建理论拨环力矩的表达式，以理论拨环力矩的表达式与拨环力矩传递效率的乘积大于目标阻力矩为目标构建目标函数；
31.基于目标函数，进行锁止角变量的求解，得到目标锁止角的取值范围。
32.在其中一个实施例中，将目标锁止角替换给定参数集中的给定锁止角，得到目标参数集，包括：
33.将目标锁止角代入理论拨环力矩的表达式，得到目标锁止角对应的理论拨环力矩；
34.根据目标锁止角对应的理论拨环力矩，与拨环力矩传递效率的乘积，计算得到目标锁止角对应的、目标温度下的实际拨环力矩，作为目标拨环力距；
35.从给定参数集中获取同步力矩，根据同步力矩和目标拨环力矩的比值，计算得到
目标阻力比；
36.获取预先设定的阻力比阈值，在目标阻力比不小于阻力比阈值的情况下，将目标锁止角替换给定锁止角。
37.在其中一个实施例中，根据目标参数集设计锁销式同步器之前，还包括：
38.基于目标参数集进行换挡性能测试；
39.在换挡性能测试通过的情况下，基于目标参数集进行寿命测试；
40.在寿命测试通过的情况下，执行根据目标参数集设计锁销式同步器的步骤。
41.第二方面，本技术还提供了一种锁销式同步器设计装置。所述装置包括：
42.确定模块，用于基于预先测试得到的锁销式同步器的给定参数集，确定临界温度，临界温度是锁销式同步器的同步时间不大于同步时间阈值的情况下对应的最低温度；
43.计算模块，用于基于给定参数集和临界温度，确定临界温度下锁销式同步器的第一同步时间，根据第一同步时间，计算在临界温度下的临界阻力矩，并将临界阻力矩作为临界温度下的实际拨环力矩；
44.计算模块还用于基于给定参数集中的给定锁止角，确定与给定锁止角对应的理论拨环力矩；
45.计算模块还用于基于临界温度下的实际拨环力矩、以及与给定锁止角对应的理论拨环力矩间的对比值，确定拨环力矩传递效率；
46.计算模块还用于基于给定参数集和目标温度，确定目标温度下锁销式同步器的第二同步时间，根据第二同步时间，计算在目标温度下的目标阻力矩；
47.计算模块还用于根据目标拨环力矩和目标阻力矩之间的大小关系，获取目标锁止角的取值范围，其中，目标拨环力矩根据拨环力矩传递效率和目标锁止角对应的理论拨环力矩确定；
48.确定模块还用于基于目标锁止角的取值范围确定目标锁止角，并将目标锁止角替换给定参数集中的给定锁止角，得到目标参数集，根据目标参数集设计锁销式同步器。
49.第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
50.基于预先测试得到的锁销式同步器的给定参数集，确定临界温度，临界温度是锁销式同步器的同步时间不大于同步时间阈值的情况下对应的最低温度；
51.基于给定参数集和临界温度，确定临界温度下锁销式同步器的第一同步时间，根据第一同步时间，计算在临界温度下的临界阻力矩，并将临界阻力矩作为临界温度下的实际拨环力矩；
52.基于给定参数集中的给定锁止角，确定与给定锁止角对应的理论拨环力矩；
53.基于临界温度下的实际拨环力矩、以及与给定锁止角对应的理论拨环力矩间的对比值，确定拨环力矩传递效率；
54.基于给定参数集和目标温度，确定目标温度下锁销式同步器的第二同步时间，根据第二同步时间，计算在目标温度下的目标阻力矩；
55.根据目标拨环力矩和目标阻力矩之间的大小关系，获取目标锁止角的取值范围，其中，目标拨环力矩根据拨环力矩传递效率和目标锁止角对应的理论拨环力矩确定；
56.基于目标锁止角的取值范围确定目标锁止角，并将目标锁止角替换给定参数集中
的给定锁止角，得到目标参数集，根据目标参数集设计锁销式同步器。
57.第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
58.基于预先测试得到的锁销式同步器的给定参数集，确定临界温度，临界温度是锁销式同步器的同步时间不大于同步时间阈值的情况下对应的最低温度；
59.基于给定参数集和临界温度，确定临界温度下锁销式同步器的第一同步时间，根据第一同步时间，计算在临界温度下的临界阻力矩，并将临界阻力矩作为临界温度下的实际拨环力矩；
60.基于给定参数集中的给定锁止角，确定与给定锁止角对应的理论拨环力矩；
61.基于临界温度下的实际拨环力矩、以及与给定锁止角对应的理论拨环力矩间的对比值，确定拨环力矩传递效率；
62.基于给定参数集和目标温度，确定目标温度下锁销式同步器的第二同步时间，根据第二同步时间，计算在目标温度下的目标阻力矩；
63.根据目标拨环力矩和目标阻力矩之间的大小关系，获取目标锁止角的取值范围，其中，目标拨环力矩根据拨环力矩传递效率和目标锁止角对应的理论拨环力矩确定；
64.基于目标锁止角的取值范围确定目标锁止角，并将目标锁止角替换给定参数集中的给定锁止角，得到目标参数集，根据目标参数集设计锁销式同步器。
65.第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
66.基于预先测试得到的锁销式同步器的给定参数集，确定临界温度，临界温度是锁销式同步器的同步时间不大于同步时间阈值的情况下对应的最低温度；
67.基于给定参数集和临界温度，确定临界温度下锁销式同步器的第一同步时间，根据第一同步时间，计算在临界温度下的临界阻力矩，并将临界阻力矩作为临界温度下的实际拨环力矩；
68.基于给定参数集中的给定锁止角，确定与给定锁止角对应的理论拨环力矩；
69.基于临界温度下的实际拨环力矩、以及与给定锁止角对应的理论拨环力矩间的对比值，确定拨环力矩传递效率；
70.基于给定参数集和目标温度，确定目标温度下锁销式同步器的第二同步时间，根据第二同步时间，计算在目标温度下的目标阻力矩；
71.根据目标拨环力矩和目标阻力矩之间的大小关系，获取目标锁止角的取值范围，其中，目标拨环力矩根据拨环力矩传递效率和目标锁止角对应的理论拨环力矩确定；
72.基于目标锁止角的取值范围确定目标锁止角，并将目标锁止角替换给定参数集中的给定锁止角，得到目标参数集，根据目标参数集设计锁销式同步器。
73.上述锁销式同步器设计方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，基于预先测试得到的锁销式同步器的给定参数集，确定临界温度，临界温度是锁销式同步器的同步时间不大于同步时间阈值的情况下对应的最低温度；基于给定参数集和临界温度，确定临界温度下锁销式同步器的第一同步时间，根据第一同步时间，计算在临界温度下的临界阻力矩，并将临界阻力矩作为临界温度下的实际拨环力矩；基于给定参数集中的给定锁止角，确定与给定锁止角对应的理论拨环力矩；这样就能基于临界温度下的实际拨环力
矩、以及与给定锁止角对应的理论拨环力矩间的对比值，确定拨环力矩传递效率；将开发目标中锁销式同步器能够正常使用的最低温度确定出目标温度，基于给定参数集和目标温度，确定目标温度下锁销式同步器的第二同步时间，根据第二同步时间，计算在目标温度下的目标阻力矩；根据目标拨环力矩和目标阻力矩之间的大小关系，获取目标锁止角的取值范围，其中，目标拨环力矩根据拨环力矩传递效率和目标锁止角对应的理论拨环力矩确定；基于目标锁止角的取值范围确定目标锁止角，并将目标锁止角替换给定参数集中的给定锁止角，得到目标参数集，根据目标参数集设计锁销式同步器。能够从目标参数集中得到精确的锁销式同步器设计参数，保证设计出的锁销式同步器能够在开发目标的最低温度下正常使用，无需后续再进行优化改进，大大降低了验证成本。
附图说明
74.图1为一个实施例中锁销式同步器设计方法的流程示意图；
75.图2为一个实施例中锁销式同步器的结构示意图；
76.图3为一个实施例中锁销式同步器设计方法的逻辑流程图；
77.图4为一个实施例中锁销式同步器设计装置的结构框图；
78.图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
79.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
80.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种锁销式同步器设计方法，本实施例以该方法应用于计算机设备进行举例说明，可以理解的是，该计算机设备具体可以是终端或服务器。其中，终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备、便携式可穿戴设备，物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能医用设备等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。本实施例中，该方法包括以下步骤：
81.步骤102，基于预先测试得到的锁销式同步器的给定参数集，确定临界温度，临界温度是锁销式同步器的同步时间不大于同步时间阈值的情况下对应的最低温度。
82.其中，给定参数集包括但不限于给定锁止角、同步力矩、转动惯量、相对角速度差、给定阻力矩、换挡力、同步锥锥面动摩擦系数、同步锥锥面有效半径、同步锥锥面角、同步锥大端直径、同步锥小端直径、锁止面作用半径、同步套锁止面与同步器外环锁止面的静态摩擦系数、同步套和同步毂间的静态摩擦系数和锁止面斜面角。
83.具体的，基于的锁销式同步器的开发方案，锁销式同步器的结构如图2所示，包括抵挡锁止销、滑动齿套、高挡同步锥总成和抵挡同步锥总成等结构，根据上述结构选择合适的给定参数集。根据所述锁销式同步器的开发目标，确定同步时间阈值和一轴输入转速最大值，根据给定参数集和一轴输入转速最大值进行台架试验，在台架试验中不断调整变速器油温参数，观察台架试验的同步时间的数值变化，将锁销式同步器的同步时间控制在同步时间阈值以下，取变速器油温参数的最小值作为临界温度。
84.步骤104，基于给定参数集和临界温度，确定临界温度下锁销式同步器的第一同步时间，根据第一同步时间，计算在临界温度下的临界阻力矩，并将临界阻力矩作为临界温度下的实际拨环力矩。
85.其中，实际拨环力矩是指设定临界温度及一轴输入转速最大值下的实际情况的拨环力矩值。阻力矩是指锁销式同步器的搅油及轴承摩擦阻力距。
86.可选的，基于台架试验，确定临界温度下锁销式同步器的第一同步时间。计算机设备从给定参数集中获取同步力矩、转动惯量和相对角速度差；根据同步力矩、转动惯量、相对角速度差和第一同步时间，计算得到临界阻力矩。由于在临界温度时，临界阻力矩近似等于实际拨环力矩，因此可以将临界阻力矩的数值大小作为临界温度下的实际拨环力矩的数值大小。
87.具体的，根据牛顿第二定理计算阻力距，可以得到如下公式：
88.ms＝j
×
δω/ts±
mc89.其中，ms为同步力矩，j为转动惯量，通过三维设计软件可求得，δω为相对角速度差，ts为同步时间，mc为阻力距，升挡时为-mc，降挡时为 mc，本实施例中按照降档进行计算。
90.同步力矩可以按照如下公式计算得到：
91.其中，f为换挡力，μc为同步锥锥面动摩擦系数，rc为同步锥锥面有效半径，θ为同步锥锥面角。
92.其中，dw为同步锥大端直径，di为同步锥小端直径。
93.在一个可行的实施方式中，当一轴输入转速最大值为1800rpm(转每分)，同步时间阈值为0.5s(秒)时，基于台架试验确定临界温度为28℃(摄氏度)，第一同步时间为0.43s。给定参数集中，同步力矩ms为138.3nm，换挡力f为2000n(牛顿)，设定同步器同步时间t为0.5s，转动惯量j为1.2n.m.s2、相对角速度差δω为30rad/s,同步锥锥面动摩擦系数μc为0.1，同步锥锥面角θ为8
°
，同步锥大端直径dw为195mm(毫米)，同步锥小端直径di为190mm，根据对标参数及经验。此时临界阻力矩近似等于实际拨环力矩，两者根据如下公式计算得到：
[0094][0095]
，其中，mi实际为实际拨环力矩，mc为临界阻力矩。
[0096]
步骤106，基于给定参数集中的给定锁止角，确定与给定锁止角对应的理论拨环力矩。
[0097]
其中，理论拨环力矩是指设定临界温度及一轴输入转速最大值下的理论情况的拨环力矩值。
[0098]
锁止角是指锁销式同步器的锁止面斜面角。
[0099]
可选的，计算机设备从给定参数集中获取给定锁止角、锁止面作用半径、换挡力、
同步套锁止面与同步器外环锁止面的静态摩擦系数、同步套和同步毂间的静态摩擦系数；根据给定锁止角、同步套锁止面与同步器外环锁止面的静态摩擦系数、以及同步套和同步毂间的静态摩擦系数，确定力矩系数；将锁止面作用半径、换挡力和力矩系数做乘法运算，得到理论拨环力矩。
[0100]
具体的，理论拨环力矩可以按照如下公式计算得到：
[0101][0102]
其中，mi理论为理论拨环力矩，ri为锁止面作用半径，ui为同步套锁止面与同步器外环锁止面(或锁销斜面)间的静态摩擦系数，ui为同步套和同步毂间的静态摩擦系数，θi为给定锁止角。
[0103]
在一个可行的实施方式中，换挡力f为2000n，锁止面作用半径ri为70mm，同步套锁止面与同步器外环锁止面(或锁销斜面)间的静态摩擦系数ui为0.1，同步套和同步毂间的静态摩擦系数ui为0.1，给定锁止角θi为108
°
。理论拨环力矩根据以下公式计算得到：
[0104][0105]
步骤108，基于临界温度下的实际拨环力矩、以及与给定锁止角对应的理论拨环力矩间的对比值，确定拨环力矩传递效率。
[0106]
具体的，计算机设备根据实际拨环力矩和理论拨环力矩的比值，计算得到锁销式同步器的拨环力矩传递效率。
[0107]
在一个可行的实施方式中，拨环力矩传递效率根据以下公式计算得到：
[0108][0109]
步骤110，基于给定参数集和目标温度，确定目标温度下锁销式同步器的第二同步时间，根据第二同步时间，计算在目标温度下的目标阻力矩。
[0110]
其中，目标温度是指在开发计划中，锁销式同步器能够正常工作的最低温度。
[0111]
可选的，根据所述锁销式同步器的开发目标，确定目标温度。根据给定参数集和一轴输入转速最大值进行台架试验，在台架试验中调整变速器油温参数为目标温度，得到台架试验的同步时间，即第二同步时间。计算机设备从给定参数集中获取同步力矩、转动惯量和相对角速度差；根据同步力矩、转动惯量、相对角速度差和第二同步时间，计算得到目标阻力矩。
[0112]
在一个可行的实施方式中，当一轴输入转速最大值为1800rpm，同步时间阈值为0.5s，目标温度为20℃时，基于台架试验确定第二同步时间为0.48s。目标阻力矩根据ms＝j
×
δω/ts±
mc计算得到：
[0113][0114]
其中，m
c目标
为设定目标温度及一轴输入转速最大值下的目标阻力矩。
[0115]
步骤112，根据目标拨环力矩和目标阻力矩之间的大小关系，获取目标锁止角的取值范围，其中，目标拨环力矩根据拨环力矩传递效率和目标锁止角对应的理论拨环力矩确定。
[0116]
其中，目标拨环力矩相当于设定目标温度及一轴输入转速最大值下的实际情况的拨环力矩值。
[0117]
可选的，计算机设备基于锁止角变量构建理论拨环力矩的表达式，以理论拨环力矩的表达式与拨环力矩传递效率的乘积大于目标阻力矩为目标构建目标函数；基于目标函数，进行锁止角变量的求解，得到目标锁止角的取值范围。
[0118]
具体的，锁销式同步器若要正常使用，拨环力矩需要不小于阻力矩。因此计算机设备确定目标为，在目标温度及一轴输入转速最大值下，保证目标拨环力矩大于目标阻力矩，即m
i目标
》m
c目标
，其中，m
i目标
为目标拨环力矩。基于锁止角变量构建理论拨环力矩的表达式为：
[0119][0120]
其中，θ
i目标
为设定目标温度及一轴输入转速最大值下的目标锁止角。
[0121]
可以根据理论拨环力矩的表达式与拨环力矩传递效率得到目标拨环力矩的表达式：
[0122][0123]
构建目标函数如下所示：
[0124][0125]
根据目标函数就能够计算出目标锁止角θ
i目标
的取值范围。
[0126]
在一个可行的实施方式中，根据目标函数可以得到：
[0127][0128]
求得θ
i目标
《100.3
°
，作为目标锁止角的取值范围。
[0129]
步骤114，基于目标锁止角的取值范围确定目标锁止角，并将目标锁止角替换给定参数集中的给定锁止角，得到目标参数集，根据目标参数集设计锁销式同步器。
[0130]
可选的，计算机设备基于目标锁止角的取值范围确定目标锁止角，将目标锁止角代入理论拨环力矩的表达式，得到目标锁止角对应的理论拨环力矩；根据目标锁止角对应的理论拨环力矩，与拨环力矩传递效率的乘积，计算得到目标锁止角对应的、目标温度下的实际拨环力矩，作为目标拨环力距；从给定参数集中获取同步力矩，根据同步力矩和目标拨环力矩的比值，计算得到目标阻力比；获取预先设定的阻力比阈值，在目标阻力比不小于阻力比阈值的情况下，将目标锁止角替换给定锁止角。得到锁止角更新后的目标参数集，根据目标参数集设计锁销式同步器。
[0131]
在一个可行的实施方式中，根据目标锁止角的取值范围：
[0132]
θ
i目标
《100.3
°
，
[0133]
可选择目标锁止角的大小为100
°
，当然计算机设备也可选择其他的角度，比如99
°
等，本技术实施例对此不作限定。将θ
i目标
＝100
°
代入目标拨环力矩的表达式中：
[0134][0135]
将63.8作为目标拨环力距m
i目标
。
[0136]
根据所述锁销式同步器的开发目标，确定阻力比阈值为1.5。
[0137]
根据以下公式核算目标阻力比是否符合要求：
[0138]ms
/m
i目标
≥阻力比阈值，
[0139]
计算得到，138.3/63.8＝2.17》1.5，可以将目标锁止角替换给定锁止角。
[0140]
在给定参数集中，使用目标锁止角替换给定锁止角，得到目标参数集，采用目标参数集设计锁销式同步器。
[0141]
上述锁销式同步器设计方法中，基于预先测试得到的锁销式同步器的给定参数集，确定临界温度，临界温度是锁销式同步器的同步时间不大于同步时间阈值的情况下对应的最低温度；基于给定参数集和临界温度，确定临界温度下锁销式同步器的第一同步时间，根据第一同步时间，计算在临界温度下的临界阻力矩，并将临界阻力矩作为临界温度下的实际拨环力矩；基于给定参数集中的给定锁止角，确定与给定锁止角对应的理论拨环力矩；基于临界温度下的实际拨环力矩、以及与给定锁止角对应的理论拨环力矩间的对比值，确定拨环力矩传递效率；基于给定参数集和目标温度，确定目标温度下锁销式同步器的第二同步时间，根据第二同步时间，计算在目标温度下的目标阻力矩；根据目标拨环力矩和目标阻力矩之间的大小关系，获取目标锁止角的取值范围，其中，目标拨环力矩根据拨环力矩传递效率和目标锁止角对应的理论拨环力矩确定；基于目标锁止角的取值范围确定目标锁止角，并将目标锁止角替换给定参数集中的给定锁止角，得到目标参数集，根据目标参数集设计锁销式同步器。能够从目标参数集中得到精确的锁销式同步器设计参数，保证设计出的锁销式同步器能够在开发目标的最低温度下正常使用，无需后续再进行优化改进，大大降低了验证成本。
[0142]
在一个实施例中，给定参数集包括给定锁止角和同步器相关主参数，给定参数集的获取方式，包括：根据锁销式同步器的布置方案，选择给定锁止角和同步器相关主参数，同步器相关主参数包括换挡力、同步锥锥面动摩擦系数、同步锥锥面有效半径、同步锥锥面角、转动惯量、相对角速度差和给定阻力矩；获取同步力矩，同步力矩是根据同步器相关主参数中的换挡力、同步锥锥面动摩擦系数、同步锥锥面有效半径和同步锥锥面角计算得到；根据同步力矩，以及同步器相关主参数中的转动惯量、相对角速度差和给定阻力矩，计算得到第三同步时间；在第三同步时间小于同步时间阈值的情况下，将给定锁止角和同步器相关主参数作为给定参数集。
[0143]
具体的，计算机设备初步获取给定锁止角和同步器相关主参数之后，通过以下公
式计算同步力矩：
[0144][0145]
其中，f为换挡力，μc为同步锥锥面动摩擦系数，rc为同步锥锥面有效半径，θ为同步锥锥面角。
[0146]
其中，dw为同步锥大端直径，di为同步锥小端直径。
[0147]
然后根据通过以下公式计算第三同步时间：
[0148]ms
＝j
×
δω/ts±
mc，
[0149][0150]
根据所述锁销式同步器的开发目标，确定同步时间阈值，将第三同步时间和同步时间阈值进行对比，在第三同步时间小于同步时间阈值的情况下，表示给定锁止角和同步器相关主参数可用。
[0151]
在一个可行的实施方式中，同步时间阈值为0.5s(秒)。给定参数集中，给定阻力矩mc为30nm，换挡力f为2000n(牛顿)，设定同步器同步时间t为0.5s，转动惯量j为1.2n.m.s2、相对角速度差δω为30rad/s,同步锥锥面动摩擦系数μc为0.1，同步锥锥面角θ为8
°
，同步锥大端直径dw为195mm(毫米)，同步锥小端直径di为190mm。
[0152][0153][0154]
对于降档过程，mc取正值。
[0155]
通过以下公式计算第三同步时间：
[0156][0157]
给定锁止角和同步器相关主参数满足要求，将给定锁止角和同步器相关主参数作为给定参数集。
[0158]
本实施例中，根据锁销式同步器的布置方案，选择给定锁止角和同步器相关主参数，同步器相关主参数包括换挡力、同步锥锥面动摩擦系数、同步锥锥面有效半径、同步锥锥面角、转动惯量、相对角速度差和给定阻力矩；获取同步力矩，同步力矩是根据同步器相
关主参数中的换挡力、同步锥锥面动摩擦系数、同步锥锥面有效半径和同步锥锥面角计算得到；根据同步力矩，以及同步器相关主参数中的转动惯量、相对角速度差和给定阻力矩，计算得到第三同步时间；在第三同步时间小于同步时间阈值的情况下，将给定锁止角和同步器相关主参数作为给定参数集。能够保证给定锁止角和同步器相关主参数满足锁销式同步器的同步时间的要求。
[0159]
在另一个可行的实施方式中，在第三同步时间大于同步时间阈值的情况下，重新选择给定锁止角和同步器相关主参数，并重新计算第三同步时间。
[0160]
在一个可行的实施方式中，将给定锁止角和同步器相关主参数作为给定参数集之后，基于给定参数集进行换挡性能测试，在换挡性能测试通过的情况下，执行步骤102。
[0161]
在一个实施例中，根据目标参数集设计锁销式同步器之前，还包括：基于目标参数集进行换挡性能测试；在换挡性能测试通过的情况下，基于目标参数集进行寿命测试；在寿命测试通过的情况下，执行根据目标参数集设计锁销式同步器的步骤。
[0162]
可选的，若换挡性能测试未通过，或者寿命测试未通过，则检查目标参数集，并重新调整目标参数集中的参数。
[0163]
本实施例中，基于目标参数集进行换挡性能测试；在换挡性能测试通过的情况下，基于目标参数集进行寿命测试；在寿命测试通过的情况下，执行根据目标参数集设计锁销式同步器的步骤。能够测试出目标参数集是否达到换挡性能和寿命的开发目标，避免后续再进行优化改进，大大降低了验证成本。
[0164]
在一个实施例中，一种锁销式同步器设计方法，如图3所示，包括：
[0165]
根据锁销式同步器的布置方案，选择给定锁止角和同步器相关主参数，同步器相关主参数包括换挡力、同步锥锥面动摩擦系数、同步锥锥面有效半径、同步锥锥面角、转动惯量、相对角速度差和给定阻力矩；获取同步力矩，同步力矩是根据同步器相关主参数中的换挡力、同步锥锥面动摩擦系数、同步锥锥面有效半径和同步锥锥面角计算得到；根据同步力矩，以及同步器相关主参数中的转动惯量、相对角速度差和给定阻力矩，计算得到第三同步时间；在第三同步时间小于同步时间阈值的情况下，将给定锁止角和同步器相关主参数作为给定参数集。
[0166]
基于给定参数集进行换挡性能测试。
[0167]
在换挡性能测试通过的情况下，基于预先测试得到的锁销式同步器的给定参数集，确定临界温度，临界温度是锁销式同步器的同步时间不大于同步时间阈值的情况下对应的最低温度。
[0168]
基于给定参数集和临界温度，确定临界温度下锁销式同步器的第一同步时间，从给定参数集中获取同步力矩、转动惯量和相对角速度差；根据同步力矩、转动惯量、相对角速度差和第一同步时间，计算得到临界阻力矩。将临界阻力矩作为临界温度下的实际拨环力矩。
[0169]
从给定参数集中获取给定锁止角、锁止面作用半径、换挡力、同步套锁止面与同步器外环锁止面的静态摩擦系数、同步套和同步毂间的静态摩擦系数；根据给定锁止角、同步套锁止面与同步器外环锁止面的静态摩擦系数、以及同步套和同步毂间的静态摩擦系数，确定力矩系数；将锁止面作用半径、换挡力和力矩系数做乘法运算，得到理论拨环力矩。
[0170]
基于临界温度下的实际拨环力矩、以及与给定锁止角对应的理论拨环力矩间的对
比值，确定拨环力矩传递效率；
[0171]
基于给定参数集和目标温度，确定目标温度下锁销式同步器的第二同步时间，从给定参数集中获取同步力矩、转动惯量和相对角速度差；根据同步力矩、转动惯量、相对角速度差和第二同步时间，计算得到目标阻力矩。
[0172]
基于锁止角变量构建理论拨环力矩的表达式，以理论拨环力矩的表达式与拨环力矩传递效率的乘积大于目标阻力矩为目标构建目标函数；基于目标函数，进行锁止角变量的求解，得到目标锁止角的取值范围。
[0173]
基于目标锁止角的取值范围确定目标锁止角，并将目标锁止角代入理论拨环力矩的表达式，得到目标锁止角对应的理论拨环力矩；根据目标锁止角对应的理论拨环力矩，与拨环力矩传递效率的乘积，计算得到目标锁止角对应的、目标温度下的实际拨环力矩，作为目标拨环力距；从给定参数集中获取同步力矩，根据同步力矩和目标拨环力矩的比值，计算得到目标阻力比；获取预先设定的阻力比阈值，在目标阻力比不小于阻力比阈值的情况下，将目标锁止角替换给定锁止角。
[0174]
基于目标参数集进行换挡性能测试；在换挡性能测试通过的情况下，基于目标参数集进行寿命测试；在寿命测试通过的情况下，根据目标参数集设计锁销式同步器。
[0175]
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0176]
基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的锁销式同步器设计方法的锁销式同步器设计装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个锁销式同步器设计装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于锁销式同步器设计方法的限定，在此不再赘述。
[0177]
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种锁销式同步器设计装置400，包括：确定模块401和计算模块402，其中：
[0178]
确定模块401，用于基于预先测试得到的锁销式同步器的给定参数集，确定临界温度，临界温度是锁销式同步器的同步时间不大于同步时间阈值的情况下对应的最低温度。
[0179]
计算模块402，用于基于给定参数集和临界温度，确定临界温度下锁销式同步器的第一同步时间，根据第一同步时间，计算在临界温度下的临界阻力矩，并将临界阻力矩作为临界温度下的实际拨环力矩。
[0180]
计算模块402还用于基于给定参数集中的给定锁止角，确定与给定锁止角对应的理论拨环力矩。
[0181]
计算模块402还用于基于临界温度下的实际拨环力矩、以及与给定锁止角对应的理论拨环力矩间的对比值，确定拨环力矩传递效率。
[0182]
计算模块402还用于基于给定参数集和目标温度，确定目标温度下锁销式同步器的第二同步时间，根据第二同步时间，计算在目标温度下的目标阻力矩。
[0183]
计算模块402还用于根据目标拨环力矩和目标阻力矩之间的大小关系，获取目标锁止角的取值范围，其中，目标拨环力矩根据拨环力矩传递效率和目标锁止角对应的理论拨环力矩确定。
[0184]
确定模块401还用于基于目标锁止角的取值范围确定目标锁止角，并将目标锁止角替换给定参数集中的给定锁止角，得到目标参数集，根据目标参数集设计锁销式同步器。
[0185]
在一个实施例中，确定模块401还用于根据锁销式同步器的布置方案，选择给定锁止角和同步器相关主参数，同步器相关主参数包括换挡力、同步锥锥面动摩擦系数、同步锥锥面有效半径、同步锥锥面角、转动惯量、相对角速度差和给定阻力矩；获取同步力矩，同步力矩是根据同步器相关主参数中的换挡力、同步锥锥面动摩擦系数、同步锥锥面有效半径和同步锥锥面角计算得到；根据同步力矩，以及同步器相关主参数中的转动惯量、相对角速度差和给定阻力矩，计算得到第三同步时间；在第三同步时间小于同步时间阈值的情况下，将给定锁止角和同步器相关主参数作为给定参数集。
[0186]
在一个实施例中，计算模块402还用于从给定参数集中获取同步力矩、转动惯量和相对角速度差；根据同步力矩、转动惯量、相对角速度差和第一同步时间，计算得到临界阻力矩。
[0187]
在一个实施例中，计算模块402还用于从给定参数集中获取给定锁止角、锁止面作用半径、换挡力、同步套锁止面与同步器外环锁止面的静态摩擦系数、同步套和同步毂间的静态摩擦系数；根据给定锁止角、同步套锁止面与同步器外环锁止面的静态摩擦系数、以及同步套和同步毂间的静态摩擦系数，确定力矩系数；将锁止面作用半径、换挡力和力矩系数做乘法运算，得到理论拨环力矩。
[0188]
在一个实施例中，计算模块402还用于从给定参数集中获取同步力矩、转动惯量和相对角速度差；根据同步力矩、转动惯量、相对角速度差和第二同步时间，计算得到目标阻力矩。
[0189]
在一个实施例中，计算模块402还用于基于锁止角变量构建理论拨环力矩的表达式，以理论拨环力矩的表达式与拨环力矩传递效率的乘积大于目标阻力矩为目标构建目标函数；基于目标函数，进行锁止角变量的求解，得到目标锁止角的取值范围。
[0190]
在一个实施例中，确定模块401还用于将目标锁止角代入理论拨环力矩的表达式，得到目标锁止角对应的理论拨环力矩；根据目标锁止角对应的理论拨环力矩，与拨环力矩传递效率的乘积，计算得到目标锁止角对应的、目标温度下的实际拨环力矩，作为目标拨环力距；从给定参数集中获取同步力矩，根据同步力矩和目标拨环力矩的比值，计算得到目标阻力比；获取预先设定的阻力比阈值，在目标阻力比不小于阻力比阈值的情况下，将目标锁止角替换给定锁止角。
[0191]
在一个实施例中，确定模块401还用于基于目标参数集进行换挡性能测试；在换挡性能测试通过的情况下，基于目标参数集进行寿命测试；在寿命测试通过的情况下，根据目标参数集设计锁销式同步器。
[0192]
上述锁销式同步器设计装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0193]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口、显示单元和输入装置。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口、显示单元和输入装置通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、移动蜂窝网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种锁销式同步器设计方法。该计算机设备的显示单元用于形成视觉可见的画面，可以是显示屏、投影装置或虚拟现实成像装置，显示屏可以是液晶显示屏或电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
[0194]
本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0195]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：基于预先测试得到的锁销式同步器的给定参数集，确定临界温度，临界温度是锁销式同步器的同步时间不大于同步时间阈值的情况下对应的最低温度；基于给定参数集和临界温度，确定临界温度下锁销式同步器的第一同步时间，根据第一同步时间，计算在临界温度下的临界阻力矩，并将临界阻力矩作为临界温度下的实际拨环力矩；基于给定参数集中的给定锁止角，确定与给定锁止角对应的理论拨环力矩；基于临界温度下的实际拨环力矩、以及与给定锁止角对应的理论拨环力矩间的对比值，确定拨环力矩传递效率；基于给定参数集和目标温度，确定目标温度下锁销式同步器的第二同步时间，根据第二同步时间，计算在目标温度下的目标阻力矩；根据目标拨环力矩和目标阻力矩之间的大小关系，获取目标锁止角的取值范围，其中，目标拨环力矩根据拨环力矩传递效率和目标锁止角对应的理论拨环力矩确定；基于目标锁止角的取值范围确定目标锁止角，并将目标锁止角替换给定参数集中的给定锁止角，得到目标参数集，根据目标参数集设计锁销式同步器。
[0196]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据锁销式同步器的布置方案，选择给定锁止角和同步器相关主参数，同步器相关主参数包括换挡力、同步锥锥面动摩擦系数、同步锥锥面有效半径、同步锥锥面角、转动惯量、相对角速度差和给定阻力矩；获取同步力矩，同步力矩是根据同步器相关主参数中的换挡力、同步锥锥面动摩擦系数、同步锥锥面有效半径和同步锥锥面角计算得到；根据同步力矩，以及同步器相关主参数中的转动惯量、相对角速度差和给定阻力矩，计算得到第三同步时间；在第三同步时间小于同步时间阈值的情况下，将给定锁止角和同步器相关主参数作为给定参数集。
[0197]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：从给定参数集中获取同步力矩、转动惯量和相对角速度差；根据同步力矩、转动惯量、相对角速度差和第一同步时间，计算得到临界阻力矩。
[0198]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：从给定参数集中获取给定锁止角、锁止面作用半径、换挡力、同步套锁止面与同步器外环锁止面的静态摩擦系数、同步套和同步毂间的静态摩擦系数；根据给定锁止角、同步套锁止面与同步器外环锁止面的静态摩擦系数、以及同步套和同步毂间的静态摩擦系数，确定力矩系数；将锁止面作用半径、换挡力和力矩系数做乘法运算，得到理论拨环力矩。
[0199]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：从给定参数集中获取同步力矩、转动惯量和相对角速度差；根据同步力矩、转动惯量、相对角速度差和第二同步时间，计算得到目标阻力矩。
[0200]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：基于锁止角变量构建理论拨环力矩的表达式，以理论拨环力矩的表达式与拨环力矩传递效率的乘积大于目标阻力矩为目标构建目标函数；基于目标函数，进行锁止角变量的求解，得到目标锁止角的取值范围。
[0201]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：将目标锁止角代入理论拨环力矩的表达式，得到目标锁止角对应的理论拨环力矩；根据目标锁止角对应的理论拨环力矩，与拨环力矩传递效率的乘积，计算得到目标锁止角对应的、目标温度下的实际拨环力矩，作为目标拨环力距；从给定参数集中获取同步力矩，根据同步力矩和目标拨环力矩的比值，计算得到目标阻力比；获取预先设定的阻力比阈值，在目标阻力比不小于阻力比阈值的情况下，将目标锁止角替换给定锁止角。
[0202]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：基于目标参数集进行换挡性能测试；在换挡性能测试通过的情况下，基于目标参数集进行寿命测试；在寿命测试通过的情况下，执行根据目标参数集设计锁销式同步器的步骤。
[0203]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0204]
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0205]
需要说明的是，本技术所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。
[0206]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存
取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
[0207]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0208]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。