车辆动力学(6)- 传动系统扭振-发动机激励 自由振动课件
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汽车传动系统概述PPT课件
液力变矩器
发动机
行星齿轮 变速系统
23
电力式传动系统
24
四、电力式传动系统
目前电动汽车越来越受到的关注，理由：
1、 环境污染：降低排放(零排放) ，缓解环境污 染
2、能源危机： 避免石油危机，解决能源问题
优点：
无（小）污染、无级调速、驱动平稳、噪音低、寿 命长等。
缺点：
造价高、目前电池等技术还不成熟。
第十三章 汽车传动系统概述
1
汽车传动系统的组成
机械式传动系统主要由 离合器、变速器、万向 传动装置和驱动桥组成。
万向传动装置由万向节和 传动轴组成
驱动桥由主减速器和差速 器组成。
2
汽车传动系统的组成
液力机械式传动系统主 要由液力变矩器、自动 变速器、万向传动装置 和驱动桥组成。
3
2．传动系统的功用
10
后置后驱动（RR）
特点是发动机布置在后轴之后， 用后轮驱动。
主要用于大中型客车和少数跑车。
优点：
降低车厢内的噪声； 空间利用高； 容易做到前后轴荷的分配合理。
缺点：
稳定性差； 操纵距离长，操纵机构复杂； 不容易散热，发动机的冷却条
件差。
11
后置后及重型 货车。
优点：获得最大的地 面附着条件
缺点：结构复杂， 成 本高，重量大
14
全轮驱动（AWD）
15
全轮驱动（AWD）
16
17
三、汽车传动系统的类型
汽车传动系统
机械式 液力式
液力式传动系统 静液式传动系统
电力式
18
液力式传动系统
液力机械式传动系统
特点是组合运用液力传动和机械 传动。
结构紧凑； 无传动轴穿过地板，增加乘坐空间； 有助于提高车辆的操纵稳定性。
发动机
行星齿轮 变速系统
23
电力式传动系统
24
四、电力式传动系统
目前电动汽车越来越受到的关注，理由：
1、 环境污染：降低排放(零排放) ，缓解环境污 染
2、能源危机： 避免石油危机，解决能源问题
优点：
无（小）污染、无级调速、驱动平稳、噪音低、寿 命长等。
缺点：
造价高、目前电池等技术还不成熟。
第十三章 汽车传动系统概述
1
汽车传动系统的组成
机械式传动系统主要由 离合器、变速器、万向 传动装置和驱动桥组成。
万向传动装置由万向节和 传动轴组成
驱动桥由主减速器和差速 器组成。
2
汽车传动系统的组成
液力机械式传动系统主 要由液力变矩器、自动 变速器、万向传动装置 和驱动桥组成。
3
2．传动系统的功用
10
后置后驱动（RR）
特点是发动机布置在后轴之后， 用后轮驱动。
主要用于大中型客车和少数跑车。
优点：
降低车厢内的噪声； 空间利用高； 容易做到前后轴荷的分配合理。
缺点：
稳定性差； 操纵距离长，操纵机构复杂； 不容易散热，发动机的冷却条
件差。
11
后置后及重型 货车。
优点：获得最大的地 面附着条件
缺点：结构复杂， 成 本高，重量大
14
全轮驱动（AWD）
15
全轮驱动（AWD）
16
17
三、汽车传动系统的类型
汽车传动系统
机械式 液力式
液力式传动系统 静液式传动系统
电力式
18
液力式传动系统
液力机械式传动系统
特点是组合运用液力传动和机械 传动。
结构紧凑； 无传动轴穿过地板，增加乘坐空间； 有助于提高车辆的操纵稳定性。
《汽车传动系》课件
排除方法：更换密封垫片和油封，检查并紧固螺丝。
故障现象
差速器内部发出异常响声。
故障现象
主减速器周围出现漏油现象。
故障原因
密封垫片老化或损坏、油封损坏等。
排除方法：更换密封垫片和油封，检查并紧固螺丝。
05
CHAPTER
汽车传动系的维修实例分析
离合器打滑
当汽车起步或加速时，发动机转速上升，但车速却无法相应提高，这是离合器打滑的典型表现。可能的原因包括离合器摩擦片磨损、压盘弹簧断裂等。维修方法包括更换摩擦片、调整离合器间隙等。
主减速器是用于进一步降低转速和增大扭矩的装置，提高汽车的牵引力。
总结词
主减速器由多个齿轮组成，通过多级减速实现转速的降低和扭矩的增大，从而提高汽车的牵引力，使汽车能够克服更大的阻力。
详细描述
03
CHAPTER
汽车传动系的维护与保养
传动系是汽车的重要部分，定期检查与保养可以预防故障，确保汽车在行驶过程中安全可靠。
离合器是连接发动机和变速器的装置，用于控制动力的传递和切断。
详细描述
离合器通过摩擦片之间的摩擦力将发动机的动力传递给变速器，同时通过调节摩擦片的压紧程度来控制动力的传递程度。
总结词
变速器是改变传动比和传动方向的装置，用于适应不同的行驶需求。
详细描述
变速器由多个齿轮组成，通过切换不同的齿轮组合来改变传动比和传动方向，实现倒车、加速和减速等功能。
功能
根据结构和用途的不同，汽车传动系可以分为机械传动、液力传动和电力传动等类型。
汽车传动系主要由离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器和半轴等组成。
组成
类型
03
高效能
提高传动效率、降低能耗也是汽车传动系的重要发展方向，如高效变速器和新型传动材料的应用。
车辆系统动力学讲义ppt课件
式计算：
NMV6 a9p5xa9p5ya9p5z
车辆系统动力学讲义
温馨性的等级 NMV<1
1<NMV<2 2<NMV<4 4<NMV<5 5<NMV
最正确温馨性 良好温馨性 中等温馨性 不好温馨性 极差温馨性
温馨性和平稳性目的的差别 1. 丈量点和丈量的加速度不同； 2. 计算方法不同； 3. 评价方法(有无纵向)和等级不同；
W 0 .8(9 [j3 6 F (f)/f]0 .1 )
车辆系统动力学讲义
平稳性等级 平稳性目的分横向和垂向，平稳性等级是一样的。
客车 W<2.5 优 W<2.75 良好 W<3.0 合格
货车 W<3.5 优 W<4.0 良好 W<4.25 合格
车辆系统动力学讲义
平稳性指标
2.5
2.4
2.3
车辆系统动力学讲义
1.1 车辆动力学的开展
车辆动力学系统是一个复杂的系统，其开展依托科学 技术和研讨手段的提高。至今仍有大量问题没有处理。
60年代以前的传统方法
轮轨蠕滑实际的提出和运用
计算机技术的大量采用
大系统方法和复杂动力学模型
车辆系统动力学讲义
1.2 车辆动力学的主要研讨内容
车辆动力学模型的建立和求解 车辆动力学模型的验证
车辆系统动力学讲义
2.2 铁道车辆模型
1〕铁道车辆系统是一个由多个部件组成的复杂系统，每 个部件有6个自在度，再加上各体之间有复杂的非线性 力和几何约束关系，故传统的方法仍是采用多刚体动 力学实际，简化影响较小的要素，根据研讨的目的不 同建立各种简化模型。
普通不思索各车间的耦合，只建立单车模型； 普通不思索车辆－轨道的耦合，以为轨道是刚性的； 普通不思索车辆与接触网的耦合振动，其对车辆影响较
NMV6 a9p5xa9p5ya9p5z
车辆系统动力学讲义
温馨性的等级 NMV<1
1<NMV<2 2<NMV<4 4<NMV<5 5<NMV
最正确温馨性 良好温馨性 中等温馨性 不好温馨性 极差温馨性
温馨性和平稳性目的的差别 1. 丈量点和丈量的加速度不同； 2. 计算方法不同； 3. 评价方法(有无纵向)和等级不同；
W 0 .8(9 [j3 6 F (f)/f]0 .1 )
车辆系统动力学讲义
平稳性等级 平稳性目的分横向和垂向，平稳性等级是一样的。
客车 W<2.5 优 W<2.75 良好 W<3.0 合格
货车 W<3.5 优 W<4.0 良好 W<4.25 合格
车辆系统动力学讲义
平稳性指标
2.5
2.4
2.3
车辆系统动力学讲义
1.1 车辆动力学的开展
车辆动力学系统是一个复杂的系统，其开展依托科学 技术和研讨手段的提高。至今仍有大量问题没有处理。
60年代以前的传统方法
轮轨蠕滑实际的提出和运用
计算机技术的大量采用
大系统方法和复杂动力学模型
车辆系统动力学讲义
1.2 车辆动力学的主要研讨内容
车辆动力学模型的建立和求解 车辆动力学模型的验证
车辆系统动力学讲义
2.2 铁道车辆模型
1〕铁道车辆系统是一个由多个部件组成的复杂系统，每 个部件有6个自在度，再加上各体之间有复杂的非线性 力和几何约束关系，故传统的方法仍是采用多刚体动 力学实际，简化影响较小的要素，根据研讨的目的不 同建立各种简化模型。
普通不思索各车间的耦合，只建立单车模型； 普通不思索车辆－轨道的耦合，以为轨道是刚性的； 普通不思索车辆与接触网的耦合振动，其对车辆影响较
汽车的动力传动原理及其结构实现PPT课件精选全文
高洪制作
第19页/共36页
➢FF型结构特点：前桥为转向驱动桥， 左右半轴必须再次一分为二（三）并 用万向节连接！
Z
X
Y
高洪制作
第20页/共36页
转向驱动桥(FF)
万向节 右驱动半轴 万向节 左驱动半轴
高洪制作
第21页/共36页
转向驱动桥与（配）滑柱连杆式（麦弗逊式）式悬架
教学提示：如奇瑞轿车悬架结构，简讲！
左驱动半轴 （含万向节）
FR型结构特点（一）
教学提示：商用车典型结构
FR型结构，匹配非独立悬架，单个左右半轴不再断开！
高洪制作
第31页/共36页
FR型结构自车底向上看 右驱动半轴套管
右驱动半轴套管
差速器
差速器
高洪制作
第32页/共36页
左驱动半轴套管
FR型结构特点（二）
教学提示：乘用车典型结构
FR型结构，匹配独立悬架，单个左右半轴必须再次断开 （以适应独立悬架运动）并用等速万向节相连！
驱动半轴
传动轴
高洪制作
第17页/共36页
驱动半轴
汽车总体布置形式实例小结（视频）
高洪制作
第18页/共36页
2 各总体布置形式特点 驱动桥（轴）要一分为二，成为左、右驱动半轴，中 间安装差速器。左右半轴是否要再次一分为二（三） 并用等速万向节相连取决于两点：
A、驱动桥是否为转向桥，如是（FF），则左右半轴 必须再次一分为二（三）。 B、与驱动桥配套的悬架是否为独立悬架，如是，则 左右半轴也必须再次一分为二（三）。
高洪制作
第28页/共36页
➢后桥驱动车辆（RR、FR） 驱动半轴特点
后桥驱动车辆（RR、FR）驱动半轴特点视频
第19页/共36页
➢FF型结构特点：前桥为转向驱动桥， 左右半轴必须再次一分为二（三）并 用万向节连接！
Z
X
Y
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第20页/共36页
转向驱动桥(FF)
万向节 右驱动半轴 万向节 左驱动半轴
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转向驱动桥与（配）滑柱连杆式（麦弗逊式）式悬架
教学提示：如奇瑞轿车悬架结构，简讲！
左驱动半轴 （含万向节）
FR型结构特点（一）
教学提示：商用车典型结构
FR型结构，匹配非独立悬架，单个左右半轴不再断开！
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第31页/共36页
FR型结构自车底向上看 右驱动半轴套管
右驱动半轴套管
差速器
差速器
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左驱动半轴套管
FR型结构特点（二）
教学提示：乘用车典型结构
FR型结构，匹配独立悬架，单个左右半轴必须再次断开 （以适应独立悬架运动）并用等速万向节相连！
驱动半轴
传动轴
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驱动半轴
汽车总体布置形式实例小结（视频）
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第18页/共36页
2 各总体布置形式特点 驱动桥（轴）要一分为二，成为左、右驱动半轴，中 间安装差速器。左右半轴是否要再次一分为二（三） 并用等速万向节相连取决于两点：
A、驱动桥是否为转向桥，如是（FF），则左右半轴 必须再次一分为二（三）。 B、与驱动桥配套的悬架是否为独立悬架，如是，则 左右半轴也必须再次一分为二（三）。
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第28页/共36页
➢后桥驱动车辆（RR、FR） 驱动半轴特点
后桥驱动车辆（RR、FR）驱动半轴特点视频
汽车传动系统结构与使用PPT课件
通过控制两个离合器的动作，实现快速 率高等优点，但控制逻辑较为复杂，需
换挡，同时保证动力连续输出。
要精确控制离合器的动作。
05
汽车传动系统的使用与维 护
正确使用传动系统
启动前检查
在启动汽车之前，应检查传动系 统是否正常，包括检查油液是否 充足、油质是否良好、各部件是
否紧固等。
平稳驾驶
在行驶过程中，应保持平稳驾驶， 避免急加速、急减速和急转弯等操 作，以免对传动系统造成过大的冲 击。
工作原理：驾驶员通过换挡杆和离合器踏板，控制离合器和换挡机构的动作，使发 动机的动力传递到变速器，并按照不同档位传递到车轮上。
手动变速器具有结构简单、可靠性高、成本低等优点，但在操作上需要一定的技巧 和经验。
自动变速器工作原理
自动变速器（AT）是一种可以 根据车速、发动机转速和油门开 度等参数自动选择合适档位的变
定义
传动系统是汽车中连接发动机和 车轮的重要部分，负责将发动机 的动力传递到车轮，使汽车得以 行驶。
作用
实现发动机动力的传递、减速、 扭振减振和变速等，使汽车能够 适应不同的行驶条件和驾驶需求 。
传动系统的组成与分类
组成
传动系统主要由离合器、变速器、传 动轴、主减速器和差速器等部分组成 。
分类
根据传动方式的不同，传动系统可以 分为机械传动、液力传动和电力传动 等类型。
始终保持在最佳工作状态。
无级变速器具有平顺性好、燃油 经济性好等优点，但承受扭矩较 小，一般用于中小排量车型。
双离合变速器工作原理
双离合变速器（DCT）是一种具有两个 离合器的变速器，其中一个离合器控制 奇数档位，另一个离合器控制偶数档位。
工作原理：双离合变速器在换挡过程中， 双离合变速器具有换挡速度快、传动效
车辆动力学(6)- 传动系统扭振-发动机激励+自由振动
ri ,1 —— 第 i 缸与第1缸的相位差。
r 2 ,1
x
r i ,1
(M r )2
三、多缸发动机端面矢量图 端面矢量图示例：
已知四冲程六缸发动机发火顺序为：1－5－3－6－2－4
1,5 120 ,1,3 240 ,1,6 360 , 1,2 480 ,1,4 600
M1
M5
2
M 1,3, 2
M 1, 6
M4
1 1 2
M3
M6
r 0.5 ,3.5,6.5
M2
M 5, 2
r 1 ,4,7
M 3, 4
r 1 .5
强 简 谐
M 5, 6 , 4
,4.5,7.5
M 1, 6
2
M1
M4
2.5
M 1,5 ,3 ,6 ,2 ,4
3
M5
M 3,4
0.02054
0.16902
4.023 9
0.117
0.19955
0.4727
23
16.873
24
8 1.1902 0.9419
14 13 0.117
10 8.1788 1.791
11 7.8058
12 2.9715
4.1304
0.096456 0.22263 0.19294 0.28725 0.10281
M 5,2
r 2 ,5,8
M2
M6
M3
r 3 ,6,9
主 简 谐
r 2.5 ,5.5,8.5
四、多缸发动机输出转矩
例如：
多缸发动机激励力矩
第二节 动力传动系统扭转自由振动建模与分析 一、动力传动系统集中质量当量模型
汽车知识讲座：汽车传动系统ppt课件精选全文
手动变速器的工作原理
2档变速箱的简单模型
汽车基础讲座
手动变速器的工作原理
倒档 通过一个中间齿轮（紫色）来实现。如图所示，齿轮（蓝色）始终朝其他齿轮（蓝色）相反的方向转动。因此，在汽车前进的过程中，是不可能挂进倒档的，套筒上的齿和齿轮（蓝色）不能啮合，但是会产生很大的噪音。
汽车基础讲座
同步装置
汽车基础讲座
DSG 双离合自动变速箱
双离合器和齿轮箱在工作过程中充当“苦力”，负责传递动力；而滑阀箱（机电控制模块）则是“指挥官”，发号施令的同时也“亲力亲为”地执行。
CVT无级变速箱
汽车基础讲座
所谓无级变速，就是在一定传动比范围内能线性的调节传动比，理论上相当于有无数个档位。它的结构很简单，由两个锥型盘和一个钢片链条组成。锥型盘就是把两个圆锥型的盘片组合在一起形成一个带V型槽的驱动盘。 锥型盘可在液压的推力作用下做轴向移动，挤压钢片链条以此来调节V型槽的宽度。当锥型盘向内侧移动时，钢片链条在锥盘的挤压下向圆心以外的方向（离心方向）运动。这样，钢片链条带动的圆盘直径增大，传动比也就发生了基础
差速器
功用：传递转矩，使两侧车轮以不同转速旋转 组成：行星齿轮、行星齿轮轴、半轴齿轮和差速器壳等
汽车基础讲座
差速器
汽车基础讲座
差速器
汽车基础讲座
半轴
半轴的内侧通过花键与半轴齿轮相连，外侧用凸缘与驱动轮的轮毂相连。将差速器传来的动力传给驱动轮。
汽车基础讲座
变速器概述
2、变速器的分类 按传动比变化情况可分为有级式、无级式和综合式三种
汽车基础讲座
变速器概述
按操纵方式可分为手动变速器、自动变速器二种 手动变速器：手动变速器MT、自动离合变速器AMT 自动变速器：AT纯自动、DSG双离合、CVT无级变速
车辆动力学前言发动机.pptx
第三三、章发动发机动动态机转建矩模模型
② 往复惯性力激励力矩
往复惯性力: Fj m j x
D
Fj
L
R
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三、发动机动态转矩模型
曲柄连杆比： R / L
(1 x) 1 x ( 1) x2 ( 1)( 2) x3
2!
3!
活塞位移：x (R L) (R cos Lcos )
性等。
Gear Sequence Programmed Clutch Control
Throttle Throttle
In Out
Clutch Hydraulics
Gear
P
Gear Turbine
Impeller
Programmed Brake Torque
Torque
Brake Torque
P
Out
J k
c
第5页/共28页
1. 集中质量模型建模与仿真
2）集中质量系统数学模型 ——状态方程
状态方程形式： x(t) f (t, x(t),u(t)),
x(t0
)
x0
t t0
x0是状态初始向量 对线性系统，多变量输入输出系统
x(t) Ax(t) Bu(t)
y(t)
Cx(t)
Du(t)
x(t) x1(t) x2(t)
三、发动机动态转矩模型
2. 多缸发动机激励
不同转速的输出转矩：不均匀发火
6000 5000 4000 3000 2000 1000
0 -1000 -2000 -3000
0
4000
3000
2000
1000
0
-1000
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
M 5,2
r 2 ,5,8
M2
M6
M3
r 3 ,6,9
主 简 谐
r 2.5 ,5.5,8.5
四、多缸发动机输出转矩
例如：
多缸发动机激励力矩
第二节 动力传动系统扭转自由振动建模与分析 一、动力传动系统集中质量当量模型
一、动力传动系统集中质量当量模型
例：
0.0933963 0.054637 0.050487
λj φ j (t ) u j g (t )
(K λj J) u j 0
uj
1、临界转速 临界转速
ne rne 60 f m
60 f m ne r
固有频率，Hz
发动机激励由无数简谐成份组成，某 一自振频率在不同转速下，将与不同 谐次的激励力矩发生共振，因而在发 动机转速范围内，将产生无数个共振 点，即存在多个临界转速。 激励频率
第二章
动力传动系统扭振建模与计算
第一节 第二节 第三节
发动机激励分析 动力传动系统扭转自由振动分析 动力传动系统扭转强迫振动分析
引言：扭振的概念
1、基本概念
• • • • • • •
自由扭转振动 强迫扭转振动 固有频率 振型 振幅 扭振应力 振动附加转矩
2、扭振模型
第一节 回顾:
Mg
发动机激励分析
ri ,1 —— 第 i 缸与第1缸的相位差。
r 2 ,1
x
r i ,1
(M r )2
三、多缸发动机端面矢量图 端面矢量图示例：
已知四冲程六缸发动机发火顺序为：1－5－3－6－2－4
1,5 120 ,1,3 240 ,1,6 360 , 1,2 480 ,1,4 600
0.19955
16.873
0.028701
0.02054
0.16902
4.023 9
0.117
0.19955
0.4727
16.873
23
0.051798
24
8 1.1902 0.9419
10 8.1788 1.791
11 7.8058
12 2.9715
13 0.117
14
4.1304
0.096456 0.22263 0.19294 0.28725 0.10281
谐次
三、多缸发动机端面矢量图
直列四缸机曲柄排列及曲柄端面图
直列四冲程六缸发动机曲轴曲拐布置
三、多缸发动机端面矢量图
各气缸与第一发火气缸的同谐次力矩相位差为：
y
r 2 ,1 —— 第2缸与第1缸的相位差；
r3,1 —— 第3缸与第1缸的相位差；
… … …
( M r )1 r t r ( M r )i
3.1067
21 3.2049
22
25 1.4566
26 1.6315
27
二、无阻尼自由振动计算
Jφ(t ) Κφ(t ) 0
j 为系统实模态特征值
固有频率为 j j
(K λj J) φ j (t ) 0 | K λ j J | 0
uj
为系统第 j 阶实模态振型
发动机单缸激励力矩
D 2
4
pR
sin( ) cos
sin( ) M j m j 2 R 2 (cos cos 2 ) cos
Me M g M j
一、单缸发动机激励简谐分析
M e M 0 M v sin(v v )
v 1
固有频率
只考虑主简谐、强简谐激励。
只考虑低频振动涉及的临界转速。
临界转速
2、振型和节点
0.0933963
0.054637
0.050487
5 4 0.0249
1
2
3
6 1.5263
7 0.4928
15 0.49449
16 0.22950
17 0.66695
18 0.91639
0.019789
0.55284
19 0.00908
0.008730
0.06690
0.40189
0.14757
0.40189
4.71
0.03952
2.4033
20 0.05
6.60459 3.87219 3.87175 6.41788
0 -0.05 -0.10 -0.15
0.051798
0.19955
16.873
0.028701
0.02054
-0.20 -0.25 -0.30 -0.35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
3.1067
M1
M5
2
M4
M 1, 6
M 1,3, 2
1 1 2
M3
M6
r 0.5 ,3.5,6.5
M2
M 1, 6
M 5, 2
r 1 ,4,7
M 3, 4
r 1 .5
强 简 谐
M 5, 6 , 4
,4.5,7.5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
M1
M4
2.5
M 1,5 ,3 ,6 ,2 ,4
3
M5
M 3,4
0.16902
4.023 9
0.117
0.19955
0.4727
16.873
23
24
相对振幅
8 1.1902 0.9419 10 8.1788 1.791 11 7.8058 12 2.9715 13 0.117 14 4.1304
0.096456 0.22263 0.19294 0.28725 0.10281
M 0 (av cosv bv sin v )
v 1
Mv
av
bv
av bv
2 0
2
2
2
1
1
f ( )cos vd
f ( )sinvd
0
tg v
av bv
1 M0 2
2
0
f ( ) d
第三章 发动机建模 二、谐次的概念
M e M 0 M v (sin vt v )
v 1
对二冲程发动机： 对四冲程发动机： / 2
M e M 0 M r sin (r t r )
r
对二冲程发动机： r 1,2,3,4 2 对四冲程发动机： r 0.5,1,1.5,
5 4 0.0249
1
2
3
6 1.5263
7 0.4928
15 0.49449
16 0.22950
17 0.66695
18 0.91639
0.019789
0.55284
19 0.00908
0.008730
0.06690
0.40189
0.14757
0.40189
4.71
0.03952
2.4033
20
6.60459 3.87219 3.87175 6.41788