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第1章 四驱汽车传动系统结构与工作原理1

1.1 四驱汽车传动系统分类、结构与工作原理1

1.1.1 全时四驱传动系统1

1.1.2 分时四驱传动系统2

1.1.3 适时四驱传动系统2

1.2 四驱汽车动力分配关键部件分类、结构与工作原理3

1.2.1 轴间动力分配部件——分动器3

1.2.2 轮间动力分配部件——差速器5

1.3 国内外研究现状6

1.3.1 国内四驱传动系统研究现状6

1.3.2 国外四驱传动系统研究现状7

参考文献8

第2章 四驱汽车传动系统模型构建与性能分析12

2.1 四驱汽车传动系统功率损失理论推导12

2.1.1 离合器摩擦功率损失12

2.1.2 齿轮传动功率损失13

2.1.3 轴承摩擦功率损失16

2.1.4 搅油功率损失16

2.1.5 油封功率损失16

2.1.6 万向节功率损失16

2.2 四驱汽车传动系统效率建模17

2.2.1 离合器17

2.2.2 变速器17

2.2.3 分动器18

2.2.4 主减速器18

2.2.5 差速器19

2.2.6 驱动车轮传动装置19

2.2.7 四驱汽车传动系统20

2.3 四驱汽车传动系统效率的仿真结果20

2.3.1 分动器传动效率21

2.3.2 四驱汽车传动系统效率23

2.4 动力分配对整车性能影响分析24

2.4.1 整车模型建立24

2.4.2 不同扭矩分配比下仿真分析26

2.4.3 爬坡度仿真分析27

2.4.4 最大加速度仿真分析28

2.4.5 制动性能仿真分析29

参考文献29

第3章 分动器数字化设计方法30

3.1 四驱汽车分动器力学特性分析30

3.1.1 分动器极限工况分析30

3.1.2 齿轮式分动器特性分析30

3.1.3 行星齿轮链式分动器特性分析35

3.1.4 电控多片离合器式分动器特性分析38

3.1.5 设计实例40

3.2 基于适应性原理的分动器零部件可重构设计41

3.2.1 分动器零部件适应性设计模块42

3.2.2 分动器智能装配设计模块43

3.3 分动器有限元分析46

3.3.1 分动器静力学分析结果47

3.3.2 疲劳分析结果49

3.4 基于流固耦合的分动器两相流动分析与优化50

3.4.1 分动器流固耦合模型建立51

3.4.2 分动器内流场状态52

3.4.3 不同工况下分动器内部流场变化57

3.4.4 试验验证60

3.4.5 两相流优化设计63

3.5 基于多学科设计方法的分动器优化设计65

3.5.1 分动器多学科优化数学模型65

3.5.2 分动器多学科优化流程65

3.5.3 分动器多学科优化设计实例66

参考文献70

第4章 电控限滑差速器数字化设计方法72

4.1 电控限滑差速器介绍72

4.2 电控限滑差速器的参数化设计模块72

4.3 电控限滑差速器的自动装配模块75

4.3.1 装配工艺优先关系矩阵76

4.3.2 集成拆卸关系矩阵77

4.3.3 装配序列评价函数的改进78

4.4 电控限滑差速器有限元分析79

4.4.1 电控限滑差速器模态分析79

4.4.2 电控限滑差速器静力学分析82

4.4.3 电控限滑差速器疲劳分析85

4.5 电控限滑差速器流固耦合分析86

4.5.1 XFlow原理介绍86

4.5.2 流固耦合模型的建立88

4.5.3 仿真结果及分析89

4.5.4 不同油液高度与不同工况转速的耦合计算和分析93

参考文献97

第5章 电控多片式离合器摩擦特性和数学模型研究98

5.1 多片式离合器结合过程摩擦特性分析98

5.1.1 摩擦过程98

5.1.2 摩擦的动态特性99

5.2 电控多片式离合器的工作原理、特性及选用101

5.2.1 电磁离合器的分类101

5.2.2 电控多片式离合器的工作原理102

5.3 电控多片式离合器接合特性影响因素分析103

5.3.1 摩擦片上沟槽形状的影响分析103

5.3.2 摩擦材料的影响分析105

5.4 电控多片式离合器接合过程中油膜厚度的计算105

5.4.1 电控多片式离合器工作过程中的油膜特性方程105

5.4.2 电控多片式离合器工作过程中油膜厚度数学模型的建立108

5.5 电控多片式离合器接合过程中的扭矩计算110

5.5.1 电控多片式离合器滑摩过程传递的扭矩110

5.5.2 电控多片式离合器粗糙接触过程传递的扭矩111

5.5.3 电控多片式离合器有沟槽总扭矩111

5.6 电控多片式离合器接合特性仿真与分析112

5.6.1 电控多片式离合器相关参数112

5.6.2 电控多片式离合器影响因素分析114

参考文献122

第6章 电控多片式离合器设计与特性分析124

6.1 电控多片式离合器结构和工作原理124

6.2 电控多片式离合器摩擦副热力学特性分析125

6.2.1 摩擦副传热理论125

6.2.2 热力学有限元模型建立129

6.2.3 自变量因数提取136

6.2.4 不同参数下的温度模拟预测137

6.3 电控多片式离合器流场散热特性147

6.3.1 计算流体动力学理论147

6.3.2 流体动力学模型建立149

6.3.3 不同工况下温度场散热分析152

6.4 电控多片式离合器试验台搭建与试验158

6.4.1 多片式离合器试验台搭建158

6.4.2 电控多片式离合器摩擦副散热试验160

参考文献162

第7章 四驱汽车动力分配控制系统设计163

7.1 四驱汽车整车动力学建模163

7.1.1 整车动力学建模163

7.1.2 发动机模型165

7.1.3 传动系统模型165

7.1.4 轮胎模型166

7.1.5 变速器模型168

7.1.6 辅助计算模块168

7.2 动力分配对行驶稳定性能影响分析170

7.2.1 轴间扭矩分配对汽车行驶稳定性的影响174

7.2.2 轮间扭矩分配对汽车行驶稳定性的影响176

7.3 基于人群搜索算法PID的四驱动力分配控制策略178

7.3.1 联合仿真结果分析180

7.3.2 基于NI PXI实时控制器的硬件在环试验182

7.4 控制系统硬件设计185

7.5 控制系统软件设计190

7.6 实车试验191

7.6.1 样车试制191

7.6.2 控制器实车试验192

7.7 基于电子稳定控制与驱动力分配协调控制的四驱汽车性能分析194

7.7.1 差动制动/驱动力分配性能分析194

7.7.2 ESP与DPC协调控制系统200

7.7.3 仿真分析203

7.7.4 硬件在环试验验证205

参考文献207