汽车分动器内部流场的数值模拟

以企业的某款汽车分动器壳内流体场为基体,对其建立三维模型,在流体动力学的理论基础上,采用CFD方法分析其内部流场状态及流场特性,得出不同时刻分动器内部齿轮润滑油流体的速度场和压力场,最终的数值模拟及分析计算结果为分动器的设计提供参考依据,对于缩短设计周期、降低设计风险、改善及提高分动器性能都有着实际意义。     

热负荷特性下的分动器动力传递特性研究

分动器作为智能四驱汽车的关键部件,关于其性能研究较多从机械传动角度考虑,没有考虑动力传动中摩擦生热的影响。针对这一问题,首先建立基于热负荷特性作用下的分动器力学模型;接着基于Matlab/Simulink软件建立性能仿真模型,分析结果表明热负荷对分动器摩擦片的摩擦因数以及润滑油黏度的影响较大;在此基础上,构建分动器试验平台,获得热负荷条件下总转矩和转矩响应时间的变化规律与仿真值基本保持一致,验证了所建模型的正确性。最后探明峰值黏性转矩约等于峰值总转矩的1/3,达到峰值总转矩需要0.3 s左右;在热负荷条件下,不同摩擦片数和不同压力对所能传递的转矩起决定性作用,不同油槽的宽度对黏性转矩影响较大,对粗糙转矩基本上不起作用。通过对比分析热负荷条件下有无沟槽的分动器传递转矩变化情况,说明了热负荷在分动器工作过程中的重要作用,获得了分动器接合过程中工作特性的变化规律,为分动器的设计提供了理论依据。     

汽车四驱分动器换挡机构壳体动态特性分析与优化

以提高汽车四驱分动器换挡机构工作时动态特性为目的,建立该机构壳体三维简化模型,利用ANSYS软件对其进行模态分析,得到固有频率和振型,并以此为基础采用模态叠加法进行谐响应分析。通过拓扑优化,分析得到该机构壳体材料最佳分布,改进壳体结构,并与原结构进行动态特性对比分析。结果表明汽车四驱分动器换挡机构壳体固有频率增加,最大响应位移减少且低频段激振频率增加,动态特性明显改善,分析结果可为四驱汽车分动器换挡机构设计提供参考。     

基于拓扑优化方法的分动器箱体轻量化设计

针对某专用分动器的工作特性,利用有限元法建立分动器箱体的有限元模型,基于箱体静强度和模态分析分析结果,采用变密度法对箱体展开以加权应变能最小为优化目标,位移、体积分数和应力为约束下的结构拓扑优化,在此基础上根据拓扑密度云图对其进行优化设计,优化后箱体质量减轻8%。分析结果表明,优化后的分动器箱体综合性能得到提高,实现了箱体的轻量化设计。     

百吨级汽车起重机分动器的开发

介绍了国外起重机分动器的产品情况,并结合汽车起重机的整车特点分析了汽车起重机分动器的设计技术难点,从分动器的主要技术参数确定、整体方案设计和高强度齿轮传动、强制润滑和散热系统、全时驱动差速器、前输出结构及壳体设等方面介绍了百吨级汽车起重机分动器的设计,通过对分动器进行台架和装车试用,验证了分动器总成的开发效果。     

汽车分动器齿形链疲劳失效分析

通过汽车分动器齿形链传动总成台架试验,研究了汽车链的疲劳机理,分析了链板疲劳断口的微观形貌,及探讨了汽车链主要零件的塑性变形和循环硬化特性,结果表明,汽车链的疲劳主要与链板的尺寸一致性、热处理和冲裁表面质量有关,指出了提高汽车分动器齿形链疲劳可靠性的措施.     

汽车四驱分动器换挡控制机构齿轮动力学分析

汽车四驱分动器换挡控制机构是四驱分动器完成换挡的重要部件,其齿轮传动系统动力学特性直接影响着工作的稳定性、准确性和使用寿命。基于ANSYS/LS-DYNA对汽车四驱分动器换挡控制机构齿轮进行动力学仿真,得到齿轮在运动过程中的应力分布情况,在轮齿未啮合时齿根处应力极低,进入啮合状态急速增大,在前齿即将脱离啮合、后齿啮入的临界时候达到最大值,表明机构齿轮的失效形式应该以轮齿的疲劳破坏作为主要诱导因素,为研究齿轮失效形式、提高齿轮寿命提供了参考。     

面向多目标满意度的分动器设计方案优选

由于分动器仅在四驱车辆上使用,以降低成本、提高传动效率和改善整车经济性为目标,提出了一种基于多目标满意度方法建立分动器设计方案的优选模型,实现分动器不同设计方案的有效优选。首先,考虑分动器设计开发流程与整车性能匹配的基础上,确定单轴无加强筋、单轴加强筋、双轴无加强筋和双轴加强筋4种备选方案。然后根据有限元分析结果和理论分析为基础,建立分动器设计方案评价的目标集,联合层次分析法确定目标集各因素对分动器设计方案优选的影响权重,从而建立分动器优选方案的多目标优化模型。最后运用多目标满意度决策机理,对不同分动器设计方案进行综合评估,得到的综合满意度最大的方案经验证合格即为优选的方案。该研究可为分动器设计方案优选提供参考。     

卡特R型履带车辆差速转向机构之运动与力矩分析

主要目的是针对卡特R型履带车辆差速转向机构的运动与力矩特性进行系统化的分析,以做为履带车辆差速转向机构的设计参考。首先,以图论为基础,定义运动图表示卡特R型履带车辆差速转向机构的运动构造;然后,根据基本回路理论,由运动图推导其系统运动方程式,并由所得的系统运动方程式分析差速转向机构的运动特性;接着,根据力平衡原理、能量守恒原理及基本回路理论,由运动图推导差速转向机构的系统作用力矩方程式,发展履带车辆差速转向机构的力矩分析方法;最后,讨论了履带车辆差速转向机构传动比与力矩关系。本文所得的结果可做为相关产业设计履带车辆差速转向机构之参考。     

基于多因子模糊算法的分动器设计方案评估方法研究

为了获取合理的评价方法作为分动器设计方案评价的目标,以某种智能四驱车分动器的3种设计方案为例,简述了多因子模糊综合评价方法的基本原理及多因子模糊综合评价方法模型的构建步骤,根据汽车越野性能和行驶性能的要求,在保证分动器性能及性能稳定性、零部件强度和刚度可靠性的条件下,以分动器齿轮体积、原地起步加速时间,最高车速为评价因子建立分动器多目标评价函数,然后应用多因子模糊综合评价方法进行了评价。实例评价结果表明:采用多因子模糊综合评价方法可以对多种类型的分动器进行合理有效的评价。     

风力机与液力变速传动装置匹配工作特性研究

通过对液力变速传动装置应用于风力发电系统运动规律的分析,得到了适应变化的风轮转速、保持恒定发电机输入转速的风轮转速与液力变矩器涡轮输出转速应保持的关系。根据传动系的功率分流原理及能量平衡方程,推导了液力变矩器泵轮输入功率占风轮功率的比例以及液力变速传动装置的总体传动效率关系式。结合风力机特性进行了液力变矩器涡轮输出工作特性的分析,综合评价了影响传动效率的主要因素。针对低转速比和高转速比两种型号的液力变矩器进行了系统的匹配计算,为液力元件的选型与设计、差动轮系及定轴轮系关键结构参数的选取提供了参考。
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改善电动助力转向系统动态性能的控制策略

为了改善电动助力转向系统的动态性能，在基本助力控制的基础上引入了电机惯量补偿控制、电机阻尼补偿控制和力矩微分控制。由于电机惯量补偿控制和电机阻尼补偿控制中都需要用到电机转速信号，因此又给出了一种电机转速观测器模型。台架试验的结果验证了上述控制策略能够有效地改善电动助力转向系统的动态性能，减小转向盘力矩的振荡，而且所使用的电机转速观测器的精度也基本能够满足控制系统的要求。     

提高电动助力转向系统动态性能的控制策略研究及实车试验验证

为了改善电动助力转向系统的动态性能，在基本助力控制的基础上引入了电机惯量补偿控制、电机阻尼补偿控制和力矩微分控制。由于电机惯量补偿控制和电机阻尼补偿控制中都需要用到电机转速信号，因此又给出了一种电机转速观测器模型。实车试验的结果验证了上述控制策略能够有效地改善电动助力转向系统的动态性能，能减小转向盘力矩的振荡和超调量，所使用的电机转速观测器的精度基本能够满足控制系统的要求。     

基于分级压差控制的电动挖掘机双变动力总成控制方法研究

工程机械电动化是节能减排的最为理想的驱动方式之一。传统工程机械采用的负载独立流量分配(LUDV)系统由于柴油机调速特性的限制,一般主要采用的是变排量定转速的变流量模式,多执行器同时工作时容易出现流量饱和。工程机械电动化后,电动机相对柴油机具有良好的调速特性。为了进一步避免流量饱和的现象,同时考虑到变量泵在低排量区间效率较低,提出一种基于分级压差控制的双变动力控制方法,对比实际负载压差与设定压差大小来提高操控性。分析不同目标流量阶段与负载实际压差之间的关系,实现全范围的流量匹配,控制变量泵的变排量工作区间处于效率较高区域,达到最大程度地避免流量饱和工况的发生;建立AMESim仿真模型进行仿真分析;搭建试验样机进行试验,验证了分级压差控制具有良好的流量跟随,解决传统挖掘机在低速定转速时流量饱和问题,高转速时节能性提高了19%以上。     

综合传动装置中胀圈密封功率损失敏感度研究

胀圈密封作为综合传动装置中重要的动密封形式,准确地评估其功率损失影响因素的敏感度对传动装置设计和性能评估有着重要意义。为研究不同影响因素对胀圈密封功率损失的影响,建立某胀圈密封结构的计算流体动力学模型,采用层流模型对胀圈密封内部流动特征进行研究,分析压力、转速、温度(动力黏度)对胀圈密封功率损失和泄漏量的影响规律,并通过正交方案研究胀圈密封功率损失和泄漏量的影响因素主次关系。结果表明：主密封面在实现密封的同时造成了较大的功率损失,泄漏主要由胀圈切口和端面槽体在压差作用下产生;密封功率损失与转速呈抛物型关系,与压力、动力黏度呈线性增长关系,泄漏量与转速呈线性降低关系,与压力呈线性增长关系,与动力黏度呈反比例关系;三者对功率损失的影响由强到弱依次为动力黏度、转速、压力,对泄漏量的影响由强到弱依次为动力黏度、压力、转速。     

机械自适应型管道机器人驱动单元的设计

提出了一种新型差动式管道机器人——机械自适应型管道机器人,其驱动单元是由三轴差速式驱动模块与弹性全主动轮腿式管径适应模块组成。三轴差速式驱动模块可根据管道拓扑约束自动调节驱动单元各行走轮转速,避免了因行走轮滑移产生的寄生功率;弹性全主动轮腿式管径适应模块通过径向的伸缩来适应管径的变化,其全主动结构保证了行走轮在悬空状态下仍可提供足够的拖动力。文中提出的机械自适应型管道机器人驱动单元管道适应能力强,其新颖的结构组成与驱动原理丰富了管道机器人的自适应驱动理论。     

带式行星齿轮无级变速器的研究

带式行星齿轮无级变速器实质上是一种可无级变速的封闭式差动轮系。根据差动轮系的 3个基本构件中必有两个将同为主动件或从动件这一特点 ,推导出 3个效率计算公式 :并将功率流向分析、循环功率的确定及效率计算有机地联系在一起。同时 ,还分析了功率流类型与调速范围的关系 ,举例说明了这种无级变速器的设计步骤和计算方法     

轴向运动功能梯度梁的横向振动

新型非均匀复合材料,功能梯度材料具有防止脱层和减缓热应力等优良性能,将其应用于功能梯度梁的结构有着非常重要的工程应用价值。基于Euler-Bernoulli梁理论和Hamilton原理,建立轴向运动功能梯度梁横向自由振动的运动微分方程,其中假设功能梯度梁的材料特性沿梁厚度方向按各组分材料体积分数的幂函数连续变化;再对运动微分方程和边界条件进行量纲一处理,采用微分求积法对其进行离散化,导出系统的广义复特征方程,然后计算分析轴向运动功能梯度简支梁横向振动复频率的实部和虚部随量纲一轴向运动速度、梯度指标等参数的变化情况,并讨论量纲一轴向运动速度和梯度指标对功能梯度梁的横向振动特性以及失稳形式的影响。     

差动调速的风电机组传动特性研究

对差动调速的新型风电机组的传动系统调速原理、总体功率流向及传动效率进行研究。在完成机组传动系统三轴动力学模型的基础上,建立了1.5 MW差动调速风电机组仿真模型,并通过实验验证了仿真模型的准确性。利用1.5 MW仿真模型,对该机组的传动特性进行仿真研究,结果表明：在不同风速条件下,该机组的整体传动效率高,最高可达0.951;调速端功率消耗占同步发电机输出功率的比值小于 15.47%,且输出转速稳态最大误差小于1.23%。所研究风电机组的传动性能可以很好地满足实际应用要求。     

非对称泵控差动缸速度伺服系统特性

为解决差动缸两腔面积差引起的吸排油流量不对称问题,系统应用非对称泵的结构特点使其在运动过程中能进行自动补偿。但由于两腔面积差不是严格的比例关系以及系统存在气蚀、泄漏等非线性的影响,仍然存在差动缸伸出和收回速度不一致,动静态性能差,系统能耗大等问题。针对于此,分析非对称泵控差动缸系统四象限运行特性,建立能量传输模型,从理论上阐述能量消耗和速度的关系,并进行开环特性试验验证。进一步以差动缸速度和电动机转速的特性曲线为速度闭环控制的前馈函数,提出非线性动态前馈补偿控制策略,根据工况实时调用,将计算所得值作为电动机给定转速,对差动缸的速度进行动态补偿。仿真和试验结果表明,该控制策略有效改善差动缸伸出和收回速度动静态性能,提高了系统能量效率。