文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
基于键合图理论的新型差速器越野汽车性能仿真
姓名:肖志勤
申请学位级别:硕士
专业:车辆工程
指导教师:王仲范
20050501
摘要拥有完全自主知识产权是一切技术的核心,才使相应工业有了发展的可能。越简单的机构实现越复杂的功能就越有意义。把高通过性能越野汽车研究放在重要的战略地位。尽管差速器的出现,使包括越野汽车在内的各种车辆的正常行驶成为可能,但普通对称式锥齿轮差速器等力矩分配特性极大限制了汽车通过各种路面的能力。目前是用限滑差速器来解决这一问题的,它可以在一个或多个驱动轮滑转的情况下,把大部分甚至全部发动机的动力传给其它附着情况较好的驱动轮,在一定程度上改善了汽车的通过性能。但是它把研究重点转移到那些能够在特殊情况下实现差速器不等转矩分配的辅助装置上来,导致系统的复杂程度不断增加。基于此,本文试图提出并研究一种由传统差速器组成的纯机械式的新型差速器,来达到改善四轮驱动越野汽车通过性能的目的。从结构比较而言,该系统具有简单、易维护、性能稳定等优点。本文采用了键合图这一直观简洁的新兴系统动力学研究方法,全面认真的研究了汽车各部件的运动规律及力学特性,尤其是对差速器部分作了详细深入的探讨与研究,克服了国内外在该部分建模中关于功率分流以及模型有效性等方面出现的不足。按由易到难、由部分到整体同时兼顾模型的有效性及复杂性的研究方法得到了采用新型差速器越野汽车的传动系统的键合图模型,按照程式化的方法推导并得到系统的数学方程。基于/仿真软件,对系统进行了动力学仿真,并对仿真结果进行了较深入的探讨与分析。不同型式传动系统的对照仿真结果表明采用键合图进行动态特性分析是方便的、本文所建模型是正确的、采用该种差速器的越野汽车可以达到提高通过性能的目的。本文所建模型不仅可用于汽车纵向动力学分析,同时对采用该新型差速器越野车的设计开发出于认识自然、了解自然的需要,特别是出于国防的需要,世界各汽车主要生产国有一定的指导意义。关键词:键合图,差速器,通过性,仿真
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⒄,四轮驱动汽车便开始制造、销售了。这是因为当时交通还很不发达,马车是主要的交通工具,相应的道路交通等基础设施建设从汽车使用的角度来讲,还是很不理想。在这样的道路上,二轮驱动汽车根本无法行驶川。由于四轮驱动汽车经常行驶在坏路或无路地带,具有很强的通过性能,人们就称之,并于年推出了升级版本。但真正意义上的越野车诞生于美国,是战争催生的产物。年月,威利斯公司向美国军方提供了两辆叫做“”涞的样车,并获得军方的青睐。二战期间,该公司共生产了多万辆这样的军用越野车,以至二战以后,相对于轿车而言,越野车的研究逐渐放缓。不过出于国防的需要,美国、德国以及本等汽车主要生产国仍加大研究力度,开发了诸如悍马、陆虎、陆地巡洋舰等一批世界知名的越野汽车。称为全时四轮驱动街中褪降脑揭俺怠6淌彼穆智奶氐闶羌菔辉辈僮堇嘶蚩9兀根据行驶需要进行二轮驱动和四轮驱动的转换操作;常时四轮驱动则不需要人工操作,汽车总是处于四轮驱动状态。图疚A街炙穆智褪皆揭俺档氖疽馔肌对于短时四轮驱动越野车,驾驶必须时刻判断汽车行驶状态,在两轮驱动或四轮驱动之间进行转换。在坏路或无路情况下,为保证足够的牵引力,需采用四轮驱动,而在好路上行驶时,为避免增加功率消耗和轮胎以及传动系零件的磨损,又要断开分动器鉴于短时四轮驱动越野车操作的复杂性,在设计时趋向于常时驱动越野车,这也是为什么在越野车开发初期出现的几乎全部采用常时驱动的原因。术上的困难却是成倍的增加,许多在两轮驱动中不是问题的问题在四轮驱动中却成了问题。常时四轮驱动最容易想到的实现方式就是把发动机的动力利用定轴传动等方式直接在汽油机汽车诞生的一百多年历史的最初时刻,人们就开始考虑试制四轮驱动汽车;为“越野汽车”。年德国奔驰公司推出了第一辆产品型的越野车于有人认为是越野车造就了盟军的胜利【。越野汽车的基本思想是“想办法把发动机产生的动力传递到前后轴,让四个轮子都进行驱动”。基于此就产生了短时四轮驱动喑莆Q≡袷剿穆智和常时四轮驱动常时四轮驱动汽车和两轮驱动型式的相比,尽管驱动轮数目只增加了两个,但是技传递到前后驱动桥,这样会产生以下问题:武汉理工大学硕士学位论文
在前后桥之间加装一个差速器可以很好的解决上面提到的两个问题。这样常时四轮昂舐衷硕缮因为汽车各个车轮的轮胎运动半径不可能是完全相同的,即使选装同一尺寸的轮胎,半径的差异。但是由于前后轴冈Ⅱ性连接,,直径小的转速应该高,从而引起前后驱动轮的运动干涉。必然会导致各零件的异常磨损、汽车燃料消耗量增加等一系列不