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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