车辆动力学(8)- 传动系统动态建模
车辆动力学建模与仿真技术及应用(可编辑)
车辆动力学建模与仿真技术及应用（可编辑）车辆动力学建模与仿真技术及应用现代汽车底盘设计与性能开发技术高级研讨班讲义现代汽车底盘设计与性能开发技术高级研讨班讲义车辆动力学建模与仿真技术车辆动力学建模与仿真技术车辆动力学建模与仿真技术车辆动力学建模与仿真技术及在汽车底盘设计开发中的应用及在汽车底盘设计开发中的应用詹军吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLU主主讲人讲人讲人讲人詹詹军博博士教授教授工作单位工作单位吉林大学汽车动态模拟国家重吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室通讯地址通讯地址吉林省长春市人民大街吉林省长春市人民大街59885988号号邮政编码邮政编码1XXXXXXXXXX5Emailzhanjcom电话电话1XXXXXXXXXX吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLU主主要内容要内容要内容要内容先先进汽车底盘汽车底盘开发流发流程20082008版车辆动力学术语解读版车辆动力学术语解读品质车辆动力学建模方法车辆动力学仿真技术车辆动力学在底盘设计开发中的应用实例车辆动力学在底盘设计开发中的应用实例吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLU一先进汽车底盘开发流程一先进汽车底盘开发流程吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLU先进汽车底盘开发流程图先进汽车底盘开发流程图先进汽车底盘开发流程图先进汽车底盘开发流程图PPS 产品规划概念设计概念设计定型试装试验检验产前 SOP旖迈谠调连恗发谣CV 谠调发谣DV 鈱伉发谣PV伉唣导享昛梪谦余谠调发谣剨柲豥梃悝扲谠调悝扲谠调基于总成基于总成基于总成结基于总成结特性车辆特性车辆特性车辆特性车辆构车辆动力构车辆动力构车辆动力构车辆动力靘佘谠调动力学模动力学模学模型学模型型型-60 -56 -52 -48 -42 -36 -30 -27 -24 -19 -12 -8 -6 -3 0 3调研深入研究决策准备设计整合项目计划试装试验检验量产前期量产前期开发量产开发工业化吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL ofJLU二二20082008版版SAE J670SAE J670解读解读吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUSAE J670 V002SAE J670 V0022008年1月发布了SAE J670 V002发展了1976年的年的V001V001Axis and Coordinate SystemsVehicleSuspension and SteeringBrakesTires and WheelsStates and ModesInputs and ResponsesVehicle Longitudinal ResponseVehicle Lateral ResponseRide Vibration吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL ofJLUcom Axis and Coordinate SAxis and Coordinate Syyyystemsstems 轴和坐标系轴和坐标系吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL ofJLUAxis and Coordinate SystemsAxis and Coordinate Systems Inertial Reference Vehicle Plane of惯性坐标系SymmetryAxis System 车辆对称面轴系轴系Coordinate System坐标系坐标系Ground Plane地平面地平面Road Surface路面路面Road Plane道路平面道路平面轮胎印轮胎印迹平面吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL ofJLUAxis and Coordinate SystemsAxis and Coordinate Systems Earth-Fixed Tire CoordinateCoordinate System System地面固定坐标系地面固定坐标系轮胎坐标系轮胎坐标系Vehicle Coordinate Wheel CoordinateSystemSystem SystemSystem车辆坐标系车轮坐标系VehicleVehicle ReferenceReferencePoint车辆参考点吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL ofJLUAxis and Coordinate SystemsAxis and Coordinate Systems 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUcom22 VEHICLEVEHICLEVEHICLEVEHICLE车辆车辆吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLU Geometry and MassesGeometry and MassesWheelbase L 轴距车辆静止在水平面上时在规定载荷下方向盘转角为零度度设定车辆高和悬架高度设定车辆高和悬架高度在平行于在平行于X轴上测量的轴上测量的车车辆同侧轮胎接地点中心的距离TrackTrack Track Track WidthWidth WheelWheel Track Track TT 轮距轮距车辆静止在水平面上在规定载荷下设定车辆高度或悬架高度同架高度同一车轴上两个轮胎的接地点中心的平行于车轴上两个轮胎的接地点中心的平行于YY 轴方轴方向的距离再测量对于双轮车辆内外侧轮胎接地中心中点的距离吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUGeometry and MassesGeometry and Masses UnsprungUnsprung WeightWeight Unsprung Unsprung Mass Mass 非簧载质量非簧载质量one-half the weight of the suspension linkage ride sppringgs and driveshaftsSprung Weight Sprung Mass 簧载质量BaseBase VehicleVehicle MassMass 基本车重基本车重Curb Mass 整备质量PayloadPayload 预载预载Vehicle Operating Mass 车辆实际质量PPassenger MMass 68 68 kkg 乘乘员员质量质量吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSL of JLUGeometry and MassesGeometry and MassesVehicle Center of Gravityy CG 车辆车辆重心Sprung-Mass Center of Gravity 簧载质量重心MassMass MomentsMoments ofof InertiaInertia 质量转动惯量质量转动惯量Vehicle Roll Moment of Inertia车辆侧倾转动惯量车辆侧倾转动惯量Vehicle Pitch Moment of Inertia车辆俯仰转动惯量Vehicle Yaw Moment of Inertia车辆横摆转动惯量Vehicle Roll-Yaw Product of Inertia车辆侧倾-横摆的转动惯量吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSL of JLUKinematicsKinematicsVelocities 速度AccelerationsAccelerations 加速度加速度Angular Motion Variables 角加速度Vehicle Euler Angles ψ θ φ 车辆欧拉角吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUForces and MomentsForces and Moments Longitudinal Force FX纵向力LateralLateral ForceForce FYFY 侧向力侧向力Vertical Force FZ 垂直力Roll Moment MX 侧倾力矩PitchPitch MomentMoment MYMY 俯仰力矩俯仰力矩Yaw Moment MZ 横摆力矩吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLU23 SUSPENSION AND STEERING23 SUSPENSION AND STEERING 悬架与转向吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUSuspensionSuspensionIndependentIndependent SuspensionSuspension 独立悬架独立悬架Solid-Axle Suspension 非独立悬架Suspension Corner 转向悬架非独立悬架非独立悬架独立悬架独立悬架吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUSuspension ComponentsSuspension ComponentsAxle 车轴Ball Joint 球形接头Bushing 衬套Control Arm Wishbone 摆臂Damper 减震器Jounce Stop Jounce Bumper Bump Stop 上缓冲块Rebound Stop 下缓冲块吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUSuspension ComponentsSuspension ComponentsKnuckle HubKnuckle Hub CarrierCarrier Upright Upright转向节转向节Link 连杆RideRide SpringSpring 弹簧弹簧Stabilizer Bar Anti-Roll Bar Anti-Sway Bar 横向稳定器TrackTrack BarBar Panhard Panhard Rod Rod 横拉杆横拉杆吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUSteering ComponentsSteering ComponentsSteering Wheel Hand Wheel 方向盘Steering Column 转向柱管Intermediate Shaft 中间轴中间轴Steering Gear 转向器RackRack andand PinionPinion SteeringSteering GearGear 齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器Recirculating-Ball Steering Gear 循环球式转向器吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSL of JLUSteering ComponentsSteering ComponentsSteering Linkage 转向传动机构TiTie RRodd 转向横拉杆转向横拉杆Steer Arm Knuckle Arm 转向节臂吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSL of JLUSUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERING MassesMasses andand InertiasInertias 质量与惯量质量与惯量Unsprung-Mass Center of Gravity 簧下质量重心Unsprung-Mass Moments of Inertia 簧下质量转动惯量Sppin Moment of Inertia 转动惯量Steer Moment of Inertia 转向惯量吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLU SUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERING Geometryy 几何Steer and Camber Angles 转向角与外倾角ReferenceReference SteerSteer AngleAngle 参考转向角参考转向角Ackermann Wheel Steer Angle 阿克曼转向角MeanMean ReferenceReference SteerSteerAngleAngle 平均参考转向角平均参考转向角Included Reference Steer Angle 前后轴平均参考转向角之差之差Included Ackermann Steer Angle 前后轴阿克曼转向角之差差Toe Angle 前束角CamberCamber AngleAngle 外倾角外倾角吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUSUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERING吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLU SUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERING吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLU SUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERING Steering-Axis Geometry 主销轴线几何Steering Axis Kingpin Axis 主销轴线Caster Angle 主销后倾角Caster Offset at Wheel Center Spindle Trail轮心后倾拖距Caster Offset at Ground Caster Trail地面后倾拖距吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSL of JLUSUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERING Steering-Axis Geometry 主销轴线几何Steering-Axis Inclination Angle Kingpin Inclination Angle 主销内倾角Steering-Axis Offset at Wheel Center Kingpin Offset at Wheel Center 主销轴线在轮心处偏移Steering-Axis Offset at Ground Kingpin Offset at Ground Scrub Radius 内倾拖距Spindle Length 主轴有效轴有效长度度吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSL of JLUSUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERING Suspension Motions 悬架架运动JouJouncece Co Comppressessioon Buump p 压缩压缩Rebound Extension Droop 回弹SuspensionSuspension RideRide悬架跳动悬架跳动Suspension Roll 悬架侧倾Suspension Ride Displacement 悬架跳动位移Susppension Roll Anggle 悬架侧倾角悬架侧倾角吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL ofJLUSUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERING Kinematics Ride Kinematics 跳动跳动运动学动学Front- Rear- View Swing Center车轮跳动时车轮中心轨迹在yz平面的瞬心Front- Rear- View Swing-Arm Length瞬心到车轮中心或轮胎接地点在yz平面的距离Front- Rear- View Swing-Arm Angle瞬心与车轮中心或接地中心连线在yz平面与y轴的夹角吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL ofJLUSUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERINGKinematics Ride Kinematics 跳动跳动运动学动学Side-View Swing Center车轮跳动时车轮中心轨迹在xz平面的瞬心Side-View Swing-Arm Length瞬心到车轮中心或轮胎接地点的在xz平面的距离Side-View Swing-Arm Angle瞬心与车轮中心或接地中心连线在xz平面与y轴的夹角吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUSUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERINGKinematics Ride Kinematics 跳动运动学Suspension Ride Camber 悬架跳动外倾角变化Suspension Ride Camber Gradient 悬架跳动外倾角变化梯度Suspension Ride Caster 悬架跳动后倾角变化Susppension Ride Caster Gradient 悬架跳动后倾角变化梯度Suspension Ride Toe 悬架跳动前束角变化Susppension Ride Toe Gradient 悬架跳动架跳动前束角变化梯度束角变化梯度Suspension Ride Steer 悬架跳动转向角变化Susppension Ride Steer Gradient 悬架跳动转向角变化梯度悬架跳动转向角变化梯度Ride Track Change 悬架跳动轮距变化RideRide TrackTrack ChangeChange GradientGradient 悬架跳动轮距变化梯度悬架跳动轮距变化梯度吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUSUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERINGKinematics Roll Kinematics 侧倾运动学Suspension Roll Camber 悬架侧倾外倾角变化Suspension Roll Camber Gradient 悬架侧倾外倾角变化梯度SSuspensiion RRollll IInclilinatition 悬架侧倾内倾角变化悬架侧倾内倾角变化Suspension Roll Inclination Gradient悬架侧倾内倾角变化梯度SuspensionSuspension RollRoll CasterCaster 悬架侧倾后倾角变化悬架侧倾后倾角变化Suspension Roll Caster Gradient 悬架侧倾后倾角变化梯度SuspensionSuspension RollRoll SteerSteer 悬架侧倾转向角变化悬架侧倾转向角变化Suspension Roll Steer Gradient 悬架侧倾转向角变化梯度RollRoll CenterCenter 侧倾中心侧倾中心Roll Center Height 侧倾中心高度Roll Axis 侧倾轴线侧倾轴线吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUSUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERINGKinematics Steering Kinematics 转向运动学Steer Camber 转向外倾角变化Steer Camber Gradient 转向外倾角变化梯度StSteer CCastter 转向后倾角变化转向后倾角变化Steer Caster Gradient 转向后倾角变化梯度AckermannAckermann GeometryGeometry 阿克曼转向几何阿克曼转向几何Ackermann Error 阿克曼转向误差SteeringSteering RatioRatio 转向系传动比转向系传动比Overall Steering Ratio 转向系总传动比GearGear RatioRatio 转向器传动比转向器传动比Linkage Ratio 转向机构传动比C-Factor Rack Ratio Rack Sppeed 小齿轮传动小齿轮传动比吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUSUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERINGKinematics Anti- CharacteristicsAnti-Dive front 抗点头BrakingBraking AntiAnti-LiftLift 制动抗后仰制动抗后仰Acceleration Anti-Lift front 加速抗前仰AntiAnti-SquatSquat 抗后蹲抗后蹲Anti-Roll 抗侧倾吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUSUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERINGRide and Roll Stiffness 乘乘适刚度与侧倾刚度刚度与侧倾刚度Ride Rate 乘适刚度SuspensionSuspension RideRide RateRate Wheel Wheel Rate Rate 悬架乘适刚度悬架乘适刚度Roll Stiffness Roll Rate 侧倾刚度SuspensionSuspension RollRoll StiffnessStiffness Suspension Suspension RollRoll Rate Rate悬架侧倾刚度VehicleVehicle RollRoll StiffnessStiffness 整车侧倾刚度整车侧倾刚度Roll Stiffness Distribution 侧倾刚度分配吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUSUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERINGComppliances Camber and Steer Comppliances柔度车轮外倾弹性与转向弹性ComplianceCompliance CamberCamber 弹性外倾角弹性外倾角Camber Compliance Compliance CamberCoefficient Coefficient 弹性外倾系数弹性外倾系数Compliance Steer 弹性转向角SteerSteer ComplianceCompliance Compliance Compliance SteerSteer Coefficient Coefficient弹性转向系数吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUSUSPENSION AND STEERINGSUSPENSION AND STEERINGComppliancesLateral Compliance at the Wheel Center轮心处侧向弹性轮心处侧向弹性Lateral Compliance at the Contact Center轮胎接地中心的侧向弹性轮胎接地中心的侧向弹性Longitudinal Compliance 纵向弹性WindupWindup ComplianceCompliance 回转弹性回转弹性Axle Windup Compliance 轴回转弹性吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLU24 BRAKES24 BRAKES制动器制动器吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUBRAKESBRAKESFriction Brake 摩擦制摩擦制动器RegenerativeRegenerative BrakeBrake 再生制动器再生制动器Disc Brake 盘式制动器Drum Brake 鼓式制动器AntiAnti--LockLock BrakeBrake SystemSystem 防抱死刹车系统防抱死刹车系统Brake Pressure 制动压力Brake Torque 制动力矩吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUBRAKESBRAKESBrake CompponentsBrake Pedal 制动踏盘MasterMaster CylinderCylinder 制动主缸制动主缸Proportioning Valve 比例阀BrakeBrake CaliperCaliper 制动钳制动钳Wheel Cylinder 制动轮缸FrictionFriction MaterialMaterial Brake BrakeLining Lining 制动衬片制动衬片Brake Pad 制动衬块BrakeBrake ShoeShoe 制动蹄制动蹄Brake Rotor Brake Disc 制动盘BrakeBrake DrumDrum 制动鼓制动鼓吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSL of JLUBRAKESBRAKESBrake Propportioningg 制动力分配制动力分配Brake Balance 制动平衡FixedFixed ProportioningProportioning 固定比值制动力分配固定比值制动力分配Variable Proportioning 变比值制动力分配吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLU25 TIRES AND WHEELS25 TIRES AND WHEELS轮胎和车轮轮胎和车轮轮胎和车轮轮胎和车轮吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSWheel Nomenclature 车轮专业术语Rim 轮辋RimRim WidthWidth 轮辋宽度轮辋宽度Rim Diameter Specified Rim Diameter轮辋直径直径标定轮辋直径标定轮辋直径Rim Diameter Designation Nominal RimDiameter 轮辋直径代号轮辋直径代号轮辋名义直径轮辋名义直径Rim Contour Designation 轮辋轮廓代号Rim Size Designation 轮辋尺寸代号RimRim FlangeFlange 轮辋凸缘轮辋凸缘吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELS吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSPneumatic Tire Nomenclature充气轮胎专业术语Tire Section Width 轮胎断面宽度Tire Overall Width 轮胎总宽度Tire Overall Outside Diameter 轮胎总外缘直径Tire Section Height 轮胎断面高度Tire Asppect Ratio 轮胎高宽比轮胎高宽比Tire Face 胎面TireTire LoadLoad IndexIndex 轮胎载荷指数轮胎载荷指数Tire Speed Symbol 轮胎速度记号ContactContact PatchPatch Footprint Footprint 接地印迹接地印迹吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSWheel Plane Geometry 车轮车轮平面几何Wheeeel-SpSpin Axiss 车轮旋转轴线车轮旋转轴线Wheel Plane 车轮平面WheelWheel CenterCenter 车轮中心车轮中心Contact Line 接地印迹线Contact Center Center of Tire Contact 接地印迹中心Loaded Radius 负载半径StaticStatic LoadedLoaded RadiusRadius 静态负载半径静态负载半径吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSTire Orientation Angles 轮胎轮胎方向角向角SSlipp Angglee 侧偏角侧偏角Inclination Angle侧倾角侧倾角吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSTire Rolling Characteristics 轮胎滚动特性TireTire TrajectoryTrajectory VelocityVelocity 轮胎轨迹速度轮胎轨迹速度Tire Longitudinal Velocity 轮胎纵向速度TiTire LLatterall VVellocitity 轮胎侧向速度轮胎侧向速度Tire Vertical Velocity 轮胎垂向速度吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSWheel Spin and Tire Slip车轮车轮旋转转和轮胎轮胎滑移Wheeeel-SpSpin Veelococityy 车轮转速车轮转速Reference Wheel-Spin Velocity 车轮参考转速TireTire LongitudinalLongitudinal SlipSlip VelocityVelocity 轮胎纵向滑移速度轮胎纵向滑移速度Tire Longitudinal Slip Ratio 轮胎纵向滑移率Clockwise Tire Rotation 轮胎顺时针旋转Counterclockwise Tire Rotation 轮胎逆时针旋转轮胎逆时针旋转吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSStandardStandard LoadsLoads andand InflationInflation PressPressuresres标准负荷和充气压力Cold Inflation Pressure 冷胎压HotHot InflationInflation PressurePressure Warm Warm InflationInflationPressure 热胎压TiTire LLoadd LiLimitit 轮胎负载极限轮胎负载极限吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSWheel Torque 车轮转车轮转矩Drivingg Toorqueque 驱动力矩驱动力矩Braking Torque 制动力矩吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSTiree Foorcesces aandd Moomeentsts 轮胎力和力矩轮胎力和力矩Tire Normal Force Tire Radial Force 轮胎垂直力TireTire LongitudinalLongitudinal ForceForce Tire Tire ForeFore-AftAft Force Force 轮胎轮胎纵向前后方向力Tire Lateral Force Tire Side Force 轮胎侧向力轮胎侧向力Tire Overturning Moment 轮胎翻转力矩Tire Rolling Moment Tire Rolling ResistanceMoment 轮胎滚动轮胎滚动阻阻力矩力矩Tire Aligning Moment Tire Aligning Torque 轮胎回正力矩回正力矩吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSL of JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSPullPull ForcesForces andand MomentsMomentsProperties of Forces in the Road Plane 路面力特性TireTire ShearShear ForceForceCoefficientCoefficient Tire Tire NormalizedNormalized ShearShear Force 轮胎切向力系数轮胎标准切向力TireTire LongitudinalLongitudinal ForceForce CoefficientCoefficient Tire Tire NormalizedNormalizedLongitudinal Force 轮胎纵向力系数TireTire LateralLateral ForceForce CoefficientCoefficient Tire Tire NormalizedNormalized LateralLateralForce 轮胎侧向力系数吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSL of JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSPull Forces and MomentsTire Lateral Force Load Sensitivity 轮胎侧向力负荷敏感度TireTire LongitudinalLongitudinal StiffnessStiffness 轮胎纵向刚度轮胎纵向刚度Tire Cornering Stiffness 轮胎侧偏刚度TireTire InclinationInclination StiffnessStiffness Tire Tire CamberCamber Stiffness Stiffness 轮胎侧倾轮胎侧倾刚度Tire Longgitudinal Stiffness Coefficient 轮胎纵向刚度系数轮胎纵向刚度系数Tire Cornering Stiffness Coefficient Tire CorneringCoefficient 轮胎侧偏刚度系数吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSL of JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSPull Forces and MomentsTire Inclination Stiffness Coefficient Tire CamberStiffness Coefficient Tire Camber Coefficient轮胎侧倾刚度系数Tire Relaxation Lenggth 轮胎松弛长度Tire Lateral Force Response Phase Angle轮胎侧向力响应相位角轮胎侧向力响应相位角吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSNormal Force Propperties 垂垂直力特性力特性Tire Deflection 轮胎挠度TireTire NormalNormal StiffnessStiffness Tire Tire RadialRadial StiffnessStiffnessTire Spring Rate 轮胎垂向刚度吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSMMomentt PPropertities 力矩特性力矩特性Tire Overturning Moment Coefficient Tire NormalizedOOvertturniing MMoment t 轮胎翻转力矩系数轮胎翻转力矩系数Tire Rolling Moment Coefficient Tire NormalizedRollingRolling Moment Moment 轮胎滚动力矩系数轮胎滚动力矩系数Tire Aligning Moment Coefficient Tire NormalizedAligningAligning Moment Moment 轮胎回正力矩系数轮胎回正力矩系数Tire Aligning Moment Load Sensitivity 轮胎回正力矩负荷敏感度负荷敏感度吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL ofJLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSMMomentt PPropertitiesTire Overturning Stiffness 轮胎翻转刚度Tire Overturning Inclination Stiffness 轮胎翻转侧倾刚度轮胎翻转侧倾刚度Tire Aligning Stiffness 轮胎回正刚度Tire Aligning Inclination Stiffness 轮胎回正侧倾刚度Tire Aligning Stiffness Coefficient 轮胎回正刚度系数吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUTIRES AND WHEELSTIRES AND WHEELSTiTireRRoadd FFriictition 轮胎与路面之间的摩擦轮胎与路面之间的摩擦Tire Friction Ellipse 轮胎摩擦椭圆Tire Friction Ellipse Boundary 轮胎摩擦椭圆边界线轮胎摩擦椭圆边界线Peak Coefficient of Friction 峰值摩擦系数Slide Coefficient of Friction 滑动摩擦系数Peak-to-Slide Ratio 峰值滑移比率吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLU26 STATES AND MODES26 STATES AND MODES状态和模态状态和模态状态和模态状态和模态吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUSTATES AND MODESSTATES AND MODESEEquilibilibriium 平衡平衡Steady State Trim 稳态平衡点Transient State 瞬态吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUSTATES AND MODESSTATES AND MODESStabilityStability 稳定性稳定性Non-Oscillatory Stability Asymptotic Stability无振荡稳定性无振荡稳定性渐近稳定性渐近稳定性Neutral Stability 中性稳定性Oscillatory Stability 振荡稳定性NonNon-OscillatoryOscillatoryInstabilityInstability Divergent DivergentInstability 无振荡不稳定性发散不稳定性OscillatoryOscillatory InstabilityInstability 振荡不稳定性振荡不稳定性吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUSTATES AND MODESSTATES AND MODESCConttroll MModdes 控制模态控制模态Position Control 位置控制Fixed Control 固定控制ForceForce ControlControl 力控制力控制Free Control 自由控制ClClosedd-LLoop CConttroll F Feedbdbackk CConttrol l 闭环闭环控制反馈控制Open-Loop Control 开环控制开环控制吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL ofJLU27 INPUTS AND RESPONSES27 INPUTS AND RESPONSES输入和响应输入和响应输入和响应输入和响应吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUINPUTS AND RESPONSESINPUTS AND RESPONSESInputs ControlInputs Control Input Input 输入输入控制输入控制输入Steering Control Input 方向盘控制输入SteeringSteering-WheelWheel AngleAngle Hand Hand-WheelWheel Angle Angle 方向盘角度方向盘角度Steering-Wheel Torque Hand-Wheel Torque方向盘力矩StSteeriing-WhWheell RiRim FForce H Handd-WhWheell RiRim FForce 方向盘方向盘圆周力BrakingBraking ControlControl InpInputt 制动控制输入制动控制输入Brake Pedal Force 制动踏板力BBrakke PPeddall DiDispllacement B Brakke PPeddall TTravel l制动踏板位移制动踏板行程吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUINPUTS AND RESPONSESINPUTS AND RESPONSESIInputts C Conttroll IInput t 输入输入控制输入控制输入Acceleration Control Input 加速度控制输入Accelerator Pedal Position 油门踏板位置Throttle Position 节气门开度Driver Control Input 驾驶员控制输入AutomaticAutomatic ControlControl InputInput 自动控制输入自动控制输入Inputs Control System Input 控制系统输入IInputts D Driiver SSettittings 驾驶员设置驾驶员设置吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUINPUTS AND RESPONSESINPUTS AND RESPONSESIInputts Di Distturbbance IInput t 扰动输入扰动输入Aerodynamic Disturbance Input空气扰动输入Load-Shift Disturbance Input 负载变化输入RoadRoad DisturbanceDisturbance InputInput 道路干扰输入道路干扰输入TireWheel Disturbance Input 轮胎车轮扰动输入输入Equivalent Time of Initiation 当量时间吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL ofJLUINPUTS AND RESPONSESINPUTS AND RESPONSESRResponses 响应响应Vehicle Response 车辆响应Control Response 控制响应控制响应Disturbance Response 干扰响应Steady-State Response 稳态响应Gain Sensitivity 增益灵敏度GGradidientt 梯度梯度Transient Response 瞬态响应DynamicDynamic GainGain Dynamic DynamicSensitivity Sensitivity 动态增益动态增益动态灵敏度动态灵敏度Dynamic Gradient 动态梯度吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUINPUTS AND RESPONSESINPUTS ANDRESPONSESResponsesRise Time Response Time 上升时间响应时间Peak Response Time峰值响应时间Settling Time稳定时间峰值峰值稳态值稳态值09响应时间响应时间tr 峰值响应时间峰值响应时间t 稳定时间tspp吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUINPUTS AND RESPONSESINPUTS AND RESPONSESResponsesOvershoot超调值峰值-稳态值Percent Overshoot超调量峰值-稳态值稳态值X100Bandwidth带宽Peak to Steady-State Ratio峰值与稳态值比峰值稳态值吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLU22228888 VEHICLEVEHICLEVEHICLEVEHICLE LONGITUDINALLONGITUDINALLONGITUDINALLONGITUDINAL RESPONSERESPONSERESPONSERESPONSE车辆纵向响应车辆纵向响应吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUVEHICLE LONGITUDINAL RESPONSEVEHICLE LONGITUDINAL RESPONSELLongititudidinall LLoadd TTransffer 纵向载荷转移纵向载荷转移Descriptors of Steady-State Longitudinal Response 纵向稳态响应描述量纵向稳态响应描述量Gain Measures 增益测量Brake Pedal Force Gain 制动踏板力增益Accelerator Pedal Position Gain 加速踏板位板位置增增益Gradient Measures 梯度测量PitchPitch AngleAngle GradientGradient 俯仰角增益俯仰角增益Suspension Trim Height Gradient 悬架平衡高度梯度吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUVEHICLE LONGITUDINAL RESPONSEVEHICLE LONGITUDINAL RESPONSE DDescriipttors off TTransiientt LLongititudidinall RResponse 瞬态纵向响应描述量Pitch Angle Overshoot 俯仰角超调量俯仰角超调量Descriptors of Transient Brake System Response瞬态制动系统描述量Brake Apply Rise Time 制动执行响应时间从稳态值的50上升到稳态值90所需的时间Brake Release Time 制动释放时间从稳态值的10上升到稳态值90所需的时间吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUVEHICLE LONGITUDINAL RESPONSEVEHICLE LONGITUDINAL RESPONSEChCharactteriiziing DDescriipttors off BBrakiking PPerfformance车辆制动性能的表征描述Adhesion Utilization 附着利用率Braking Efficiency 制动效能吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLU29 VEHICLE LATERAL RESPONSE29 VEHICLE LATERAL RESPONSE车辆侧向响应车辆侧向响应车辆侧向响应车辆侧向响应吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUVEHICLE LATERAL RESPONSEVEHICLE LATERAL RESPONSELateralLateral LoadLoad TransferTransfer 侧向载荷转移侧向载荷转移Tire Lateral Load Transfer 轮胎侧向载荷转移TotalTotal TireTire LateralLateral LoadLoad TransferTransfer 总的轮胎侧向载荷转移总的轮胎侧向载荷转移Tire Lateral Load Transfer Distribution 轮胎侧向载荷转移分配OverturningOverturning CoupleCouple 翻转力矩翻转力矩Overturning Couple Distribution 翻转力矩分配吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSL of JLUVEHICLE LATERAL RESPONSEVEHICLE LATERAL RESPONSERRanges off DiDirectitionall RResponse方向响应范围方向响应范围On-Center Range 中心区Linear Range 线性范围Nonlinear Range 非线性范围吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUVEHICLE LATERAL RESPONSEVEHICLE LATERAL RESPONSEDescriptors of Steady-State Directional Response稳态方向响应描述量Gain or Sensitivity Measures 增益或敏感系数测量Lateral Acceleration Gain Steering Sensitivity 侧向加速度增益转向灵敏度LateralLateral AccelerationAcceleration MomentMoment GainGain Control Control MomentMoment Sensitivity Sensitivity 侧侧向加速度力矩增益控制力矩灵敏度Yaw Velocity Gain 横摆角速度增益Sideslip Angle Gain 侧偏角增益Path Curvature Gain 轨迹曲率增益StSteeriing-WhWheell TTorque GGaiin St Steeriing StiffStiffness 方向盘力矩增益方向盘力矩增益转向刚度吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室ADSL of JLUVEHICLE LATERAL RESPONSEVEHICLE LATERAL RESPONSEDescriptors of Steady-State Directional Response稳态方向响应描述量Gradient Measures 梯度测量Steering-Wheel Angle Gradient Hand-Wheel Angle Gradient 方向盘转角梯度SteeringSteering-WheelWheel TorqueTorque GradientGradient Hand Hand-WheelWheel TorqueTorqueGradient 方向盘力矩梯度Reference Steer Angle Gradient 基准转向角梯度Ackermann Steer Angle Gradient 阿克曼转向角梯度Roll Angle Gradient 侧倾角梯度SSuspensiion RRollll AAnglle GGradidientt 悬架侧倾角梯度悬架侧倾角梯度Sideslip Angle Gradient 侧偏角梯度PathPath CurvatureCurvature GradientGradient 轨迹曲率梯度轨迹曲率梯度吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUVEHICLE LATERAL RESPONSEVEHICLE LATERAL RESPONSEUndersteer and Oversteer不足转向和过度转向Understeer Oversteer Gradient 不足转向过度转向梯度Neutral Steer 中性转向Understeer 不足转向Oversteer 过多转向Cornering Compliance转向柔度转向柔度吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUVEHICLE LATERAL RESPONSEVEHICLE LATERAL RESPONSE Stability Measures 稳定性测量NeutralNeutral SteerSteer LineLine 中性转向线中性转向线StStatitic MMargiin 静态储备系数静态储备系数Stability Factor 稳定性因数吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUVEHICLE LATERAL RESPONSEVEHICLE LATERAL RESPONSE Characterizing Speeds 速度特性Tangent Speed 切向速度CharacteristicCharacteristic SpeedSpeed 特征车速特征车速Critical Speed 临界车速吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSLof JLUVEHICLE LATERAL RESPONSEVEHICLE LATERAL RESPONSE Descriptors of Transient Directional Response瞬态方向响应描述量Rise-Time Measures 响应时间测量响应时间测量Lateral Acceleration Rise Time LateralAcceleration Respponse Time 侧向加速度响应时间Sideslip Angle Rise Time Sideslip AngleResponse Time 侧偏角响应时间Yaw Velocity Rise Time Yaw Velocity ResponseTime 横摆角速度响应时间Yaw Velocity Peak Response Time 横摆角速度峰值响应时间吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL ofJLUVEHICLE LATERAL RESPONSEVEHICLE LATERAL RESPONSEDescriptors of Transient Directional Response瞬态方向响应描述量Overshoot Measures 超调量测量超调量测量Yaw Velocity Overshoot 横摆角速度超调量RollRoll AngleAngle OvershootOvershoot 侧倾角超调量侧倾角超调量吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 ADSL of JLUVEHICLE LATERAL RESPONSEVEHICLE LATERAL RESPONSEDescriptors of Limit Response 极限响应描述量Directional Response Limits 方向响应极限imumimum LateralLateral AccelerationAcceleration 最大侧向加速度最大侧向加速度。
汽车系统动力学第2章 车辆动力学建模方法及基础
第三节 多体系统动力学方法
3.车辆建模中对柔体的考虑 在汽车工程领域,由于提高车辆的行驶速度、最大限度地减轻 车重、降低能耗等要求,使得在高速车辆的操纵稳定性、行驶 平顺性分析中必须考虑车身、车架以及转向系统构件的弹性; 在传动系统的齿轮、传动轴,发动机的曲轴连杆、配气机构等 的动力学分析中,必须采用多柔体动力学模型才能满足精度要 求。
第三节 多体系统动力学方法
(4)研究中存在的问题 多柔体系统动力学的研究虽然在近 十几年中取得了长足的发展,但是目前仍存在一些不足,如动 力学方程的建立及求解欠成熟;计算机程序的编制规划和交 流欠通畅;理论研究与实际应用的差距有时会较大,可能需要 一些试验数据做补充等。 上述问题的核心是构造满足精度条件下具有小求解尺寸的动 力学模型和构造刚性(病态)条件下具有良好稳定性和计算精 度的数值算法。这两方面的工作是反映柔性效应对系统的影 响,特别是对复杂大系统的影响的关键所在,同时也是多体系 统动力学分析研究的重点和难点。
第三节 多体系统动力学方法
(3)图论(R-W)方法 1966年R. E. Roberson和J. Wittenburg创造性地将图论引入多刚体系统动力学,利用图论中 的一些基本概念和数学工具成功地描绘系统内各个刚体之间的联 系状况,即系统的结构。借助图论工具可将系统的结构引进运动 学和动力学的计算公式。Roberson-Wittenburg和HookerMargulies独立地重新发现并发展了增广体概念。利用增广体概 念可对Roberson-Wittenburg或Hooker-Margulies的基本方 程做出明确的物理解释。R-W方法完美地处理了树结构的多刚体 系统,而对非树系统,则利用假想铰切割或刚体分割方法转变成树 系统处理。R-W方法以相邻刚体之间的相对位移为广义坐标,对 复杂的树结构动力学关系给出了统一的数学表达式,并据此推导 出系统微分方程,编制了应用于机械、卫星、车辆和机器人等的 MESA VERDE程序。
汽车系统动力学第二章 车辆动力学建模方法及基础理论
第二章车辆动力学建模方法及基础理论§2-1 动力学方程的建立方法在车辆动力学研究中，建立系统运动微分方程的传统方法主要有两种：一是利用牛顿矢量力学体系的动量定理及动量矩定理，二是利用拉格朗日的分析力学体系。
本节将对这两种体系作一简单回顾，并介绍几个新的原理。
一牛顿矢量力学体系(1)质点系动量定理质点系动量矢p对时间的导数等于作用于质点系的所有外力F i的矢量和(即主矢),其表达式为:二、分析力学体系分析力学是用分析的方法来讨论力学问题，较适合处理受约束的质点系。
(1)动力学普遍方程动力学普遍方程由拉格朗日(Lagrange)于1760年给出的，方程建立的基本依据是虚位移原理，表示如下：(2-6)(2)拉格朗日方程拉格朗日法的基本思想是将系统的总动能和总势能均以系统变量的形式表示，然后将其代入拉格朗日方程，再对其求偏导数，即可得到系统的运动方程。
拉格朗日方程形式如下：利用此方程推导车辆动力学方程时，因采用广义坐标，从而使描述系统位移的坐标数量大大减少，并可以自动消去无功内力。
但也存在下述问题：①应用拉格朗日方程时，有赖于广义坐标选取得是否得当，而适当地选择广义坐标有时要靠经验；②拉格朗日能量函数对于刚体系统的表达式可能非常复杂，代人拉格朗日方程后要作大量运算。
而对于复杂的车辆系统，写出能量函数的表达式就更加困难。
三、虚功率原理若丹(Jourdain)于1908年推导出另一种形式的动力学普遍方程，其所依据的原理称之为虚功率原理。
虚功率形式的动力学普遍方程为：四、高斯原理1829年，高斯(Gauss)提出动力学普遍方程的又一形式，称为高斯原理，其表达式为：§2-2 非完整系统动力学一、非完整系统动力学简介1894年，德国学者Henz第一次将约束系统分成“完整”和“非完整”两大类，从此开辟了非完整系统动力学(Nonholonomie System)的新领域，如今它已成为分析力学的一个重要分支。
02_车辆动力学建模方法及基础理论
汽 车 系 统 动 力 学
车辆动力学中应用非完整约束的利弊
传统方法中，车轮和地面间的约束是用力和力矩描述 的，其规律不易获得。采用非完整约束可以避免它； 与车轮实际运动状况相符，更精确； 要想获得车轮与地面之间的作用力，采用拉格朗日待 定乘子法即可求出约束力； 在控制动力学中，控制装置可以处理成非完整约束形 式，便于研究；
13
汽 车 系 统 动 力 学
研究方法
车辆建模中对柔体的考虑（柔体部件的建模方法） 离散化方法 划分为刚体，用力元约束； 钢板弹簧的建模； 适用于形状和力学特性较规则的简单模型。
马 天 飞
14
汽 车 系 统 动 力 学
研究方法
车辆柔体部件的建模 模态集成法 利用有限元方法计算柔体模态，集成到多体系 统中建模。 局部小变形，整体大变形。 考虑车身、车架柔性的刚弹耦合建模。
可以得到非完整约束方程组
x = θr0sin ϕ ɺ ɺ ɺ ɺ y = θr0cosϕ
马 天 飞
8
汽 车 系 统 动 力 学
非完整约束方程的实例
考虑车轮定位参数的约束方程 考虑车轮的外倾角和前束角，车轮呈空间倾斜状态。
可以得到约束方程组
马 天 飞
ɺ xC − r0 (ψ t cosψ tsin γ + γsin ψ t cosγ +θcosψ t ) = 0 ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ yC − r0 (ψ tsin ψ tsin γ + γcosψ t cosγ +θsin ψ t ) = 0 ɺ ɺ zC + r0γsin γ = 0
马 天 飞
11
汽 车 系 统 动顿-欧拉方法 拉格朗日方程法（ADAMS、DADS软件） 图论（R-W）方法 凯恩方法 变分方法 旋量方法 优点 适用对象广泛，通用性强； 可计算大位移运动，便于研究几何非线性问题； 不用推导公式，模型精度高。
车辆动力学行星齿轮传动建模分解课件
车辆动力学主要研究车辆行驶过程中的动态性能，包括牵引性能、制动
性能、操作稳定性和行驶平顺性等。
03
耦合关系的重要性Βιβλιοθήκη 行星齿轮传动与车辆动力学之间存在密切的耦合关系，行星齿轮传动的
性能直接影响车辆的动力学性能，因此需要对两者进行耦合建模以实现
更精确的仿真和分析。
行星齿轮传动与车辆动力学的耦合模型
1 2 3
耦合效应的实际意义
通过对耦合效应的分析，可以深入了解行星齿轮传动与车 辆动力学之间的相互关系和影响机制，为优化车辆设计和 性能提供理论支持和实践指点。
05
实例分析与应用
某型汽车行星齿轮传动的动力学分析
总结词
详细描述
该部分第一介绍了车辆动力学行星齿轮传动 的基本概念和原理，然后以某型汽车为例， 详细讲授了其行星齿轮传动的动力学分析过 程，包括模型建立、参数设置、结果分析等 。
总结词
该部分主要讲述了某型汽车的动力学仿真与优化过程。通过仿真分析，得到了该型汽车在不同工况下 的动力学特性，并针对不良工况进行了优化设计。
详细描述
在某型汽车的动力学仿真方面，采用了专业仿真软件对该型汽车进行了动力学仿真分析，得到了其在 不同工况下的动力学特性。在优化设计方面，根据仿真结果，针对不良工况进行了优化设计，包括改 变齿轮参数、调整悬挂系统等措施，最终提高了该型汽车的整体性能。
建立耦合模型的方法
通过将行星齿轮传动的运动方程与车辆动力学方 程进行耦合，建立行星齿轮传动与车辆动力学之 间的耦合模型。
耦合模型的基本组成
耦合模型包括行星齿轮传动的运动方程和车辆动 力学方程，其中涉及到的变量包括转速、转矩、 加速度等。
模型简化与假设
为了简化模型并使其更易于分析，通常需要对模 型进行假设和简化，例如假设传动系统为线性系 统，忽略阻尼等次要因素。
机械传动系统的运动特性建模与仿真
机械传动系统的运动特性建模与仿真引言：机械传动系统是现代工业中不可或缺的重要组成部分。
通过传递和转换动能，机械传动系统可以实现不同工艺和运动要求。
准确地建模和仿真机械传动系统的运动特性，可以为系统设计与优化提供有力的支持。
本文将探讨机械传动系统的运动特性建模与仿真的方法和应用。
一、机械传动系统的基本原理机械传动系统由传动装置、传送带、轴承、齿轮等组成，通过各个零部件之间的相互作用，实现能量的传递和转换。
在机械传动系统中，常见的传动方式包括直线传动、旋转传动和连续传动等。
1. 直线传动直线传动是指传动装置通过直线运动实现动能的传递和转换。
这种传动方式广泛应用于输送带、链条传动等。
在建模和仿真直线传动系统时，需考虑传动装置受力、摩擦和阻力等因素对系统运动特性的影响。
2. 旋转传动旋转传动是指传动装置通过转动实现能量的传递和转换。
这种传动方式常见于齿轮传动、皮带传动等。
在建模和仿真旋转传动系统时，需考虑齿轮啮合、轴承摩擦、离心力等因素对系统的动力学响应和稳定性的影响。
3. 连续传动连续传动是指传动装置通过连续的动力学过程实现能量的传递和转换。
例如，汽车的传动系统就是一种连续传动系统。
在建模和仿真连续传动系统时，需要考虑系统中各个部件之间的动力学相互作用和能量损耗，以实现系统动态特性的准确预测。
二、机械传动系统的运动特性建模方法机械传动系统的运动特性建模是机械工程领域中的一项重要任务。
它可以通过建立系统的数学模型，描述和分析系统在给定条件下的运动特性，为系统设计与优化提供重要的理论支持。
常见的机械传动系统运动特性建模方法包括经典数学建模方法和基于计算机仿真的建模方法。
1. 经典数学建模方法经典数学建模方法包括运动学和动力学建模两个方面。
在运动学建模中，可以通过定义系统中各个部件之间的几何关系，计算系统中部件的位移、速度和加速度等。
在动力学建模中，需考虑系统中部件之间的相互作用力、惯性力和外部载荷等因素，通过牛顿运动定律和能量守恒定律等原理，建立系统的运动学方程和动力学方程，并求解系统的运动变量。
基于MATLAB车辆动力传动系统建模与仿真研究
基于MATLAB车辆动力传动系统建模与仿真研究作者：王铁刘菲菲来源：《科技视界》2013年第34期【摘要】本文在MATLAB/Simulink环境下，建立了车辆动力传动系及其各部件的动力学仿真模型，该系统可以模拟最佳动力性换挡规律下车辆的行驶性能，模拟车辆换挡的动态过程，为换挡规律的开发、换挡动态过程的控制的研究提供了方便。
【关键词】自动变速器；建模；仿真；动力传动系统0 引言由于市场竞争激烈，在对车辆动力传动系统的研究中，各厂商要在短时间内开发出新的产品，就需要通过软件建模仿真这样的有效的途径，既满足用户需求，同时可以给厂家赢得利益。
车辆传动系统的建模仿真对分析整个动力系统及相关子系统的行为非常有利，不仅能进行不同设计方案的比较，还能够更精确的理解各种换挡规律对车辆性能的影响[1]。
1 车辆动力传动系动力学分析动力传动系统以变矩器为界可分为三个部分：发动机与变矩器泵轮固连的部分为前半部分；变矩器涡轮与变速器、传动轴、主减速器、车轮共同组成后半部分；变矩器本身为一部分[2-4]。
1.1 传动系前部分对于由发动机与泵轮组成的前部分有式（1）、（2）的动力学方程，由于泵轮与发动机相连故发动机负载转矩Mi即为泵轮转矩。
Iebn■=Me-Mi（1）Ieb=Ie+Ib（2）式中：ne——发动机转速，r/min；Ieb——发动机和泵轮的转动惯量，kg·m2；Ie——发动机转动惯量； Ib——泵轮转动惯量；Me——发动机转矩，N·m； Mi——发动机负载转矩。
1.2 传动系后部分对于动力传动系后半部分，动力学方程如式（3）-（7），由于涡轮与变速器相连，涡轮的输出转速nT为变速器的输入转速nin，涡轮的输出转矩MT为变速器的输入转矩Min。
车辆的驱动力是由发动机转矩经传动系传至车轮上得到的。
车轮上的驱动力Ft和车速v由式（3）-（4）得到。
车辆动力学方程如式（7），它反应了车辆在行驶过程中所受到的各种阻力，并用来估算车辆的车速和加速度。
车辆动力学模型课件
发动机模型与特性
发动机模型
发动机是车辆的动力源，其模型和特性 对车辆的动力学性能有很大的影响。
VS
发动机特性
发动机的特性包括功率、扭矩、燃油消耗 等，这些特性会影响车辆的加速性能、最 高速度和燃油经济性。
04
车辆动力学模型的建立与 验证
车辆动力学模型的建模方法
基于物理学的建模方法
01
根据车辆的物理规律和运动特性，建立相应的数学模型。
车辆动力学模型的分类
根据应用领域和目的的不同，车辆动力学模型可 以分为不同的类型，例如基本动力学模型、制动 系统模型、悬挂系统模型、转向系统模型等。
制动系统模型和悬挂系统模型分别描述车辆的制 动系统和悬挂系统的动态行为，这些模型可以用 于预测和优化车辆在不同条件下的制动性能和乘 坐舒适性。
基本动力学模型主要描述车辆的整体动态行为， 包括车辆的加速度、速度和位置等变量，以及它 们之间的相互作用关系。
车辆动力学模型课件
contents
目录
• 车辆动力学模型概述 • 车辆空气动力学模型 • 车辆动力学模型的关键参数 • 车辆动力学模型的建立与验证 • 车辆动力学模型的发展趋势与挑战
01
车辆动力学模型概述
车辆动力学模型的定义
车辆动力学模型是一种描述车辆动态行为的数学模型，它基 于力学、运动学和动力学原理，将车辆视为一个系统，并对 其进行数学描述。
集成化
未来的车辆动力学模型将更加重视不同领域之间的集成，例如将车辆动力学与能源、环境 、交通等多个领域进行集成，实现多领域的协同优化。
车辆动力学模型面临的挑战
01
高维度
车辆动力学模型具有高维度和非线性的特点，这使得模型的建立和求解
变得非常复杂和困难。因此，需要发展新的数值方法和计算技术来处理
基于CRUISE的动力传动系统建模与仿真分析_刘振军
1 CRU ISE软件功能与特点
油密度 、热值等. 数学模型为 : Pe = M ·φ B = Pe ·N ·π /V ·φ
式中 : Pe 为全负荷特性的功率 [W ];φ为发动机 转速 [ rad / s]; M 为全负荷特性的转矩 [Nm ]; B 为全负 荷特性的平均有效压力 [ Pa ]; N 为冲程数 ; V 为发动机 排量 [L ].
载荷 [N ]; Fact为实际轮胎载荷 [N ]; Fs, norm为标准轮胎
载荷 [N ]; cs, F为标准轮胎载荷校正系数.
2) 滚动阻力 Ff :
Ff = cf ·Fs
式中 : cf 为与车速有关的滚动阻力系数.
3 仿真分析
应用图 2建立的系统模型对某一车辆的动力性 、 经济性和排放进行仿真分析. 其中汽车整备质量为 1 690 kg,轮胎半径为 310 mm ,发动机排量为 2 478 cm3 , 最高转速为 6 000 rpm.
=μ + (μ1
μ ·e - )
|φrel|·C c μ1 -μ
φ re l
=
φ in
-
φ out
式中 :φrel为离合器相对角速度 ;φin为离合器输入
角速度 ;φout为离合器输出角速度 ; Cc为摩擦梯度.
3) 实际压紧力 Fc, act :
实际压紧力是离合器释放行程的函数 , 取决于离
合器踏板踩下程度.
汽车动力学的建模与仿真分析
汽车动力学的建模与仿真分析随着汽车的普及，汽车制造业也越来越受到人们的关注。
汽车作为交通工具的重要组成部分，其安全、性能、动力等方面对车主来说均非常重要。
汽车动力学建模与仿真分析便是以汽车动力学研究为基础，通过建立模型和仿真分析的方法，帮助汽车制造商更好地了解汽车的工作原理和性能表现。
一、汽车动力学建模的基本内容汽车动力学建模是对汽车动力学研究的理论化和系统化表现，通常包括对转向系统、悬挂系统、传动系统、发动机动力输出等方面进行建模，以此来揭示汽车动力学基本规律，了解汽车性能、稳定性等。
汽车力学建模有以下基本内容：1. 汽车动力学的基本原理：汽车动力学的基本原理包括转向系统、悬挂系统、传动系统等各个部分的工作原理，这些都是汽车力学建模的基础。
2. 转向系统的建模：转向系统是汽车的核心部分，决定了汽车的操控和稳定性，因此，对转向系统进行建模，分析其稳定性和可靠性，能够有效地提升汽车的操纵性和舒适性。
3. 悬挂系统的建模：悬挂系统是汽车行驶过程中最重要的部分之一，其主要作用是保持车身稳定性和提高行驶舒适性，因此对悬挂系统进行建模，对汽车的稳定性、舒适性等方面的分析、优化具有重要意义。
4. 传动系统的建模：传动系统是汽车发动机和车轮之间的连接，能够将发动机的动力传导到车轮上，因此传动系统的建模和仿真分析，对于判断车辆性能、燃油效率等方面具有重要的作用。
5. 发动机动力输出的建模：发动机动力输出是决定发动机性能和车辆动力性能的核心参数之一，因此发动机动力输出的建模分析，对于汽车的综合性能和实际使用效果的评估有着重要的作用。
二、汽车动力学建模的具体方法在汽车动力学建模过程中，主要采用数学建模的方法，通过对汽车各系统进行参数分析，并将数据传递到数学模型中，从而将设计方案转化为数字模型，计算机仿真实验，进而对汽车的性能、稳定性、环保等方面进行分析和优化。
1. 动态建模法：采用动态建模法的最大优点是可以计算多个时间步骤，从而让仿真更加接近实际状况。
汽车动力传动系实时动力学仿真模型
ｉｇｎｉｄｏⅡ州ｉｔｃｈ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｏ。ｐｅｄａｌ，ｃｌｕｔｃｈ ｐｅｄａｌ，蚰ｄ
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汽车工程 ２００６年（第２８卷）第５期
Ａｕｔｏｍ“ｖｅ Ｅｎ西ｎｅ喇“ｇ ２００６（Ｖ０１ ２８）Ｎｏ．５
汽车动力传动系实时动力学仿真模型
杨得军，林柏忠，郭学立，管欣，郭孔辉
（吉林大学，汽车动态模拟国家重点实验室．长春１３００２５）
【摘要］将动力传动系视为刚体系统，建立适用于开发型驾驶模拟器的动力传动系４自由度实时动力学仿真
车辆动力学-传动系统动力学讲义【北京理工大学】
传动系统动力学讲义2009-2010学年前言一、传动系统简介传动装置的功用是把发动机的功率传递到主动轮驱动车辆行驶，实现减速增矩；实现车辆变速；实现车辆的倒挡行驶、车辆制动、停车和必要时切断发动机动力；利用发动机制动、拖车起动发动机等。
除上述的基本功用外，传动装置还可以有一些辅助的功用：输出功率带动压气机、风扇、喷水式推进器、泵等等。
为车辆辅助系统、工程车辆和水陆两栖车辆提供动力输出。
（1（2）液力传动以液体动能来传递或交换能量，优点是无级变速、变矩能力，动力性好；具有自动适应性，提高了操纵方便性和车辆在坏路面上的通过性；充分发挥发动机性能，有利于减少排气污染；减振、吸振、减缓冲击，提高传动、动力寿命和乘坐舒适性。
缺点是效率低，结构复杂，成本高。
（3）定轴传动由于结构简单，制造成熟，成本低而被广泛应用。
行星传动结构紧凑、寿命长、噪音小，工艺要求高，成本高。
二、传动系统载荷车辆在使用中传动装置可能发生的故障，分为两类：1． 当作用在零件上的应力超过材料的强度极限时，产生的突然破坏；2． 在使用期间内，在零件上由于逐渐累积的损坏而产生的破坏，例如：疲劳损坏、磨损、塑性变形不可恢复的累积等。
车辆传动装置的零部件承受的载荷性质主要是发动机和道路激励以及传动系内部的冲击等交变载荷，在这种随时间变化的载荷的作用下，其破坏形式一般是疲劳破坏。
统计资料表明，零件的破坏50%~90%为疲劳破坏。
随着车辆传动装置向高转速、高功率密度方向发展，其零部件的应力越来越高，使用条件越来越恶劣，发生疲劳破坏的现象越来越多。
因此，在车辆传动装置的设计中，仅进行静强度计算，是远远不够的，必须计算零件的疲劳寿命。
传动装置稳态工况是车辆以等速在不变路面条件下行驶的工况，在这种工况下传动装置各构件的转矩和转速是保持不变的。
严格说来，这种车辆行驶工况很少能遇到，从实际应用来说，认为转矩和转速对其自身的最大值在%10±的范围内变化的工况是稳态工况。
AMESim动力传动系统建模、仿真和分析解决方案
- 扭矩的变化及其齿接触力 - 换档品质 - 液压系统正常工作， 失效安全分析 - 元件性能分析 - 功率流 - 传动损失 - 热交换及其油冷却器的尺寸确定
Performances&losses Passenger Comfort NVH
以下应用的完美方案: - 手动/手动自动变速器 - DCT (Dual Clutch Transmission) - 自动变速器 - 静液传动 - 复合传动 - CVT / IVT (Continuous或Infinitely variable)
应用
- 扭矩变化及其最大值 (驱动链阻力特性分析) - 车辆运动的舒适性 (SUV和卡车发动机纵置的jerk和roll分析)， 考虑驱动链的动态特性，包括发
动机在支座上的运动。 - 设计和优化作动和主动控制系统: TCC (变矩器离合器)， 分动器， 主动差速器， 发动机支座
定位…
发动机 – 详述
机械模型：主要包括齿轮模型（定轴齿轮和行星齿轮）， 惰轮， 差速器模型， 同步器
模型， 片式离合器模型， 片式制动器模型， 带式制动器模型， 单向轮模型， 变矩器 模型， 无级变速器模型等。同时在模型中需要考虑回转元件的回转惯性， 齿轮的间隙 撞击效应， 传动轴的扭转刚度等现象。 因此对仿真软件需要有专门的动力传动方面应 用库来支持自动变速器机械模型的建立， 同时为了能够实现硬件在环仿真， 仿真软件 建立的机械模型必须支持实时代码的产生， 从而能够通过实时仿真平台跟事物连接起来 仿真。
Driveline
2D/3D Modeling U-joints, Tires ESP / ASR Piloted Differential
Transmission
Robotized / Automatics DCT/Hybrid IVT/CVT
汽车动力学建模
2.1 仿真平台核心模型车辆模型作为一个仿真平台软件部分的核心，不仅要考虑仿真平台的应用范围对模型精度的要求，而且也要考虑仿真平台的软硬件性能对模型复杂程度的限制。
因此找到一个适合于应用范围并且匹配于软硬件要求的车辆模型，是一个仿真平台能否具有合理性和实施性的关键。
鉴于本仿真平台将应用于ESP控制系统，并且兼容ABS,TCS的开发，因此，车辆模型必须能够反应这些电子控制系统的控制变量以及它们的敏感变量，能够反应这些控制系统的控制效果。
ESP的控制变量涉及到车辆的横向稳定性，不考虑横向自由度的车辆模型是不能满足要求的。
比如2自由度1/4车辆模型或7自由度1/2车辆模型，都只适应于不考虑横向稳定性的情况。
因此，平台选用了15自由度的整车模型，示意如图2.1。
图2.1 车辆模型自由度示意图15个自由度包括：整车前进方向，侧向，垂直方向的线运动，俯仰，横摆，侧倾6个自由度,每个车轮转动，垂直2个自由度共8个自由度以及转向轮转向角度1个自由度。
根据这样的自由度分布，并且按照模型模块化的要求，将整车模型分成了如下的模块：悬架以上结构动力学模块，悬架模块，轮胎模块，转向系统模块，液压制动系统模块，动力系统模块（发动机模块，传动系统模块），驾驶员行为模块，控制系统软ECU模块等。
整个整车模型是一个典型的混杂系统。
混杂系统（Hybrid System）是指连续时间系统（Continuous Time System）和离散事件系统（Discrete Event System）并存并交换信息的一种动态系统。
通常的混杂系统是分层次表示的，低层次代表的是物理设备及下位控制器，使用微分方程表示的动力学系统；而高层次代表的是控制策略及上位控制器，是用接近自然语言的高级语言描述的控制逻辑系统[19]。
控制系统软ECU 模块就属于这样的离散事件系统。
在MATLAB 的环境下，利用Simulink 搭建连续系统模型，利用Stateflow 搭建离散事件系统模型，仿真平台可以运行在三种不同的仿真方式下，它们分别是：normal 方式，accelerate 方式，xPC 方式。
车辆系统动力学结构模型PPT课件
严格上说，构成车辆的各个要素都是质量分 布系统，模型化时常常将其近似为一个质量 集中的集中系统。
但在评价由车体的弹性振动而引起的乘坐舒 适度问题时，则须将车体作为一个分布质量 系统，来考虑其弯曲弹性振动问题。
三自由度系统振动方程
（7.3）
M c zc cs (zs zb ) ks (zs zb ) 0 M b zb cs (zs zb ) k s (zs zb ) c p (zb zw ) k p (zb zw ) 0
M w zw c p (zb zw ) k p (zb zw ) 0
23
（1） 速度与动量
刚体速度： v v0 刚体加速度： a a0 ( )
刚 体 的 角 速 度: x i y j z k
刚 体 的 速 度 矢 量: v vx i vy j vz k
x3
x2
(1.5x2
x1)t
14.72
104
(1.5
9.78
9.81)
104
19.58104
x3 (mg cx3 kx3) / m
(10009.81104 19.58104 108 29.45108) /1000 9.76
三自由度系统
Mc zc
Ks
Cs
Mb
Kp
Cp
zb
Mw
zw
19
车辆系统动力学结构模型
1
模型化总体原则
总体原则：根据不同研究目的，实行最适当的近 似化。 动力学研究目的多种多样，但无论从整体的简要 研究到局部的详细研究，都随着各自要求的精度 不同，模型化程度各不相同; 对能够做到何种程度的近似化判断时，首先必须 从力的传递、能量的传递和预计可能发生的现象 开始是极其重要的;
传动系统(驱动系统)的力学建模与仿真SimDriveLine
——传动系统（驱动系统）的力学建模与仿真SimDriveline是Simulink®的扩展，它为传动系统（驱动系统）的力学建模与仿真提供有力的工具。
这些工具包括像齿轮、转动轴和离合器等部件；标准的变速器模板；发动机和轮胎模型。
SimDriveline专门为传动系的力学分析进行了易用性和计算速度方面的优化。
它实现了与MathWorks控制系统设计和代码生成产品的集成，这样不仅可以进行控制器设计，而且还能够把机械系统模型生成实时代码，在实时环境中对控制器进行测试。
SimDriveline可以广泛用于汽车、航空、国防和工业领域。
它尤其适合于汽车和航空传动系统的控制器开发。
特点•在Simulink下对传动系力学进行定义的建模环境•通用的齿轮结构库•动态元件库，包括离合器和转动限位器（Rotational stops）、液力变矩器和扭转的弹簧-减震器•通用的变速器模板•车辆部件的基本模型，包括发动机、纵向车辆动力学和轮胎强大功能传动系统的建模SimDriveline为在Simulink环境中建立传动系模型提供了有效的途径。
用户可以使用模块图网络描述来表示一个系统。
不同的模块代表不同的部件，如齿轮、离合器和液力变矩器。
连接不同模块之间的线代表旋转部件，如驱动轴。
在SimDriveline中，用户可以拥有Simulink的所有功能。
使用传感器模块，用户可以测量速度、加速度和转矩，并且把这些测量信号值传给标准的Simulink 模块。
Simulink信号能够通过执行器模块对驱动转矩进行定义，或者预先设定传动轴的动力学参数。
SimDriveline为实现完全的机械系统3-D仿真器提供了另外一条有效的途径，它完全专注于旋转机械的力学仿真。
每一根杆件的运动被限制于绕某个轴的转动，用户可以通过一个简单的惯性质量部件为每根杆件进行质量参数赋值。
只对每根杆件的旋转速度进行记录的结果就是加快仿真执行的速度。
齿轮、离合器和动力学元件建模SimDriveline包括了很多部件的模块库，这些模块定义了连接轴之间的部件的运动和转矩关系。
车辆动力学行星齿轮传动建模分解课件
对行星齿轮传动进行可靠性评估，包括寿命预测、失效模式分析等 ，以确定其可靠性和潜在的改进方向。
可靠性设计
在设计阶段就考虑可靠性要求，通过优化设计参数、改进制造工艺 等方式提高行星齿轮传动的可靠性。
可靠性分析方法
采用现代分析方法，如有限元分析、有限差分分析等，对行星齿轮传 动进行详细的分析和评估，以实现更精确的可靠性预测和优化。
通过车辆动力学分析，可以对车辆的 制动性能、行驶稳定性等进行评估， 为车辆安全性设计和改进提供依据。
动力系统匹配
通过对发动机、变速器和制动系统等 进行动力学分析，可以实现动力系统 的优化匹配，提高车辆的动力性和经 济性。
车辆动力学的发展趋势
01
多体动力学与有限元方法的结合
将多体动力学和有限元方法相结合，可以更精确地模拟和分析复杂车辆
行星轮的旋转运动
行星轮通过与内齿圈和太 阳轮的啮合，实现自身的 旋转运动。
行星架的旋转运动
行星架通过行星轮的旋转 运动，实现自身的旋转运 动。
太阳轮的旋转运动
太阳轮通过与行星轮的啮 合，实现自身的旋转运动 。
行星齿轮传动的效率与功率流
效率分析
行星齿轮传动的效率主要取决于齿轮的材料、加工精度、润滑条件和传动比等 因素。
行星齿轮传动在车辆控制系统设计中的应用
实现精确的扭矩控制
行星齿轮传动具有较好的扭矩分配能力，通过精确控制行星 齿轮的转速和转矩，可以实现精确的扭矩控制。
提高车辆动态响应速度
行星齿轮传动具有较快的响应速度，通过优化控制算法，可 以提高车辆的动态响应速度，提升驾驶体验。
05
行星齿轮传动的优化设计
行星齿轮传动的参数优化
02
行星齿轮传动的工作原理
汽车动力传动系实时动力学仿真模型
2006年(第28卷)第5期汽 车 工 程Aut omotive Engineering2006(Vol .28)No .52006094汽车动力传动系实时动力学仿真模型 原稿收到日期为2005年4月29日,修改稿收到日期为2005年7月11日。
杨得军,林柏忠,郭学立,管 欣,郭孔辉(吉林大学,汽车动态模拟国家重点实验室,长春 130025)[摘要] 将动力传动系视为刚体系统,建立适用于开发型驾驶模拟器的动力传动系4自由度实时动力学仿真模型,输入驾驶员的点火开关信号、油门踏板信号、离合器踏板信号及挡位信号,在一定的传动系各部件及驱动轮的运动状态下,传动系模型可向整车动力学模型输出驱动轮上的驱动力矩,从而完成车辆的实时动力学仿真,并进一步向驾驶模拟器输送整车的实时运动状态。
仿真与动力性试验的对比结果表明,该模型不但具有实时性,而且可通过整车模型使开发型驾驶模拟器为驾驶员提供逼真的整车运动响应。
关键词:动力传动系,实时仿真模型,汽车动力学A Real 2ti m e Dyna m ics Si m ulati on Model for Vehicle PowertrainYang D ejun,L i n Ba i zhong,Guo Xueli ,Guan X i n &Guo Konghu iJ ilin U niversity,S tate Key L aboratory of A uto m obile D ynam ics S i m ulation,Changchun 130025[Abstract] By regarding vehicle powertrain as a rigid body syste m ,a real 2ti m e dyna m ics si m ulati on model for vehicle powertrain is set up,suited t o the driving si m ulat or f or devel opment .Under certain kine matic states of powertrain parts and driving wheels,by inputting the signals of igniti on s witch,accelerat or pedal,clutch pedal,and trans m issi on gear rati o,the model will out put the driving t orques on driving wheels t o the dyna m ics model of comp lete vehicle f or conducting the real 2ti m e dyna m ics si m ulati on of vehicle,and the real 2ti m e kine matic states are further trans m itted t o the driving si m ulat or .Comparis on of si m ulati on and test results shows that the model satisfies both real 2ti m e and accuracy require ments of the driving si m ulat or .Keywords:Powertra i n ,Rea l 2ti m e si m ul a ti on m odel,Veh i cle dynam i cs1 前言开发型驾驶模拟器要求车辆动力学仿真模型具有实时性,而且能够反映驾驶员的全部操纵输入对车辆运动状态的影响,包括转向盘转角、制动踏板位置、驻车制动器状态、点火开关位置、油门踏板位置、离合器踏板位置及挡位,其中后4项与动力传动系有关。
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nT
较高，
可以充分利用变矩器变矩性能，提高动力性；高挡闭锁
nT较低，以便尽早闭锁，利用机械传动，提高传动效率。
nT
3. 单参数闭锁控制
2）按车速进行闭锁控制
只要当车速达到某一定值时， 就能实现变矩器闭锁。 闭锁工况的 工作区
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。
3. 单参数闭锁控制
J5
e56
J6
J e12 2 J1 J2
J e12 1 J1 J2
J4
e45 e34 e45
J4
e34 e34 e45
J6
e60 e56 e60
J6
e56 e56 e60
J1 J 2
e23
e34 e45
e56 e60
J3
J5
J1 J 2
J2 J1 J 2
e23 e12
de Te Tc1 Tc 2 dt dc1 T J c1 Tc1 o dt i1 Je J c2 J dc 2 T Tc 2 o dt i2
do To T f dt Tc1 Z1 F1re1 Tc 2 Z 2 F2 re 2
de Te Tc1 Tc 2 dt d J Tc1 Tc 2 T f dt Tc1 Z1 F1re1 Je Tc 2 Z 2 F2 re 2
闭锁工况的 工作区
nT
4. 双参数闭锁控制
2）按车速和油门开度进行闭锁控制 油门开度一定时，只有当车速到 达一定值才闭锁；并可以根据挡 位实现高挡闭锁而低挡不闭锁， 是目前轿车常用的控制。
闭锁工况的 工作区
4. 双参数闭锁控制
3）按变矩器的速比进行闭锁控制 每当传动比达到一定值时，实现 闭锁。 这种控制原理比较合理，在各种油 门开度下都可得到合理的效率及动 力性能。
二、动态模型示例 行星变速箱
L T B Z
Je
r
de Me - MB dt
( JT J s )
c
d r Jr MZ ML Mr dt dc Jc Mc Mo dt
d s MT - M L - M s dt
某 两 挡 行 星 变 速 箱
（a）发动机－泵轮构件
一、换挡规律
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。
B
A
1
B
A
1
2
a Ⅰ
b Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
1
B
1
A
2
2
B
A
1
2
2
降挡线
升挡线
降挡线
升挡线
一、换挡规律
自动换挡特性 F
在牵引 特性图上表 示出由换挡 规律决定的 换挡点，这 种图线称换 挡特性图。 降挡曲线
闭锁工况的 工作区
nT
三、换挡过渡过程
1.换挡过渡过程的两种状态：
转矩相：在这种状态下，各构件之间只有转矩的 分配和变动，没有急剧的转速变化，因而忽略惯 性的影响。
惯性相：在这种状态下，不仅有转矩的变动，同 时伴有急剧的转速变化，因而惯性的影响不能忽 略。
三、换挡过渡过程
n
L Z T B
ns nc nr
A
B
C
a
r
升挡过程
低挡：A点以前
c
0 Tc
t/s
b
'' J k J k J k 1
' ek' 1
' ek'
J k 1 e ek J k J k 1
'' k-1
J k''
e'' k
Jk ek J k J k 1
一、传动系统动态模型 3.缩减自由度的基本方法
3)例
J1 e12 J2 e23 J3 e34 J4 e45
换挡特性曲线
一、换挡规律
2.单参数换挡规律
B A
换挡重叠或换挡延迟
1
1)换入新挡后不会因车速稍有变化而 重新换回原来的排挡，保证了换挡过程 的稳定性；
Ⅰ Ⅱ
2)有利于减少换挡循环，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挡。经济性差， 实际中只有少数军用车辆上有所应用， 目的是减少换挡次数，发挥车辆动力性 能。
一、换挡规律
1. 换挡规律概念
相邻排挡之间自动换挡点的控制参数(车速υ、油门开 度α)的变化规律，称为换挡规律。 是自动换挡系统的基本特性。 是按照车辆动力性和经济性要求设计的。 ECU的作用就是按照换挡规律的要求，来进行换挡控 制的，按车速、油门中的一个或两个参数，根据设计要 求的换挡时刻自动换挡，才能保证车辆获得良好的动力 性能和经济性能。
G 式中： ——材料的剪切弹性模量； 4 ； I —— 轴的横截面极惯性矩，I D / 32
D —— 轴的直径； L —— 轴的长度。
对于传动系的复杂轴段，常简化为阶梯轴或 者套轴，按照刚度串联或者并联的方法求解。
有限元分析软件
一、传动系统动态模型
3.缩减自由度的基本方法
1)双质量系统代替单质量系统
JB
JT
J1
J2
J3
J4 JL
Me e
T D B
1
CL CH
2
C1 C2
ML L
LC
T
D B
CR
C3
J0
J1
J2
J3
传统变速装置
二、动态模型示例
定轴变速箱
ML Me
e
B
K eB
LC
T D B
T
K T1
1
CL CH
2
K 23
3
C1 C2
4
L
K 4L
C4L J4 JL
CeB Je JB JT
优点： 1）大油门时换挡延迟大，可减少换挡次数。 2）大油门时，升挡车速高，接近最大功率点， 动力性好 。 缺点： 大油门降挡时的车速低，功率利用差，较适用 于后备功率大的轻型车辆。
1
2
2
3
v
一、换挡规律
2.双参数换挡规律
1 2 2 3
收敛型换挡规律：换挡延迟随油门开度增 大而减小，呈收敛状分布，也称减延迟型 换挡规律 。 1）在升降挡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。
M T /M B K
（b）涡轮一太阳齿轮构件
（c）制动器一齿圈构件
M B gB nB D5
2
（d）行星架一输出轴构件
行星排转速关系式： 行星排转矩关系式：
s kr (1 k )c 0
M s : M r : M c 1 : k : (1 k )
第二节
传动系统的换挡控制和闭锁控制
1
2
2
3
v
一、换挡规律
3.其它换挡规律
（a)组合型换挡规律 由两段或多段不同变化规律所组成的换挡规律，便于在不同油 门开度范围内得到不同的车辆性能。 常见的组合型换挡规律：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）多规律换挡控制
（c）设计了强制降挡，当油门 开 度 达 85-90% 时 ， 可 以 提 前 降 入低挡，提高了降挡后的发动 机转速，改善了降挡后的功率 利用和动力性。
一、换挡规律
阿里逊CLBT-6061重型车辆的换挡规律
采用收敛型换挡规律。当油门全开时， 降挡速差最小，有利于得到优良的动力 性能。在小油门开度时，降挡速差最大， 得到广泛的多挡重叠工作区，可以大大 减少换挡次数，也有利于提高经济性。
第三章
传动系统动态过程建模
第一节 传动系统动态过程模型及建模方法 第一节 动力传动系统扭转自由振动 第二节 传动系统的换挡控制和闭锁控制 第二节 动力传动系统扭转强迫振动
第一节
传动系统动态过程模型及建模方法
一、传动系统动态模型建模方法
1.建模原则
1)模型满足仿真任务需求。
2)模型应正确反映系统性质。 3)简化为集中质量离散系统。
一、传动系统动态模型
2.建模方法
1）多自由度系统，每个自由度对应一个集中质量
2）发动机用一个惯量表示
3）齿轮、较大质量部件为集中质量，惯性质量不做功的分 支和惯量可以包括在作功元件内。
一、传动系统动态模型
2.建模方法
4)模型参数确定
• 转动惯量 三维建模软件
• 轴的扭转刚度 材料力学公式
GI GD4 K L 32L
J3 J4
e45 e34 e45
J4
e34 e34 e45
J5 J6
e60 e56 e60
e12
J1 J1 J 2
e34 e45
e56 e60
二、动态模型示例
定轴变速箱
ML
Me
e
B
T D B
T
1
CL CH CR
2
3
C1 C2 C3
4
L
LC
Je
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）换挡时变矩器的缓冲解锁。