万向传动轴装配图
面向对象的汽车动力传动系统模型库建立与性能计算
摘要
汽车是涉及机械、控制、电子、液压、气动等多学科领域的复杂的系统，对这种复杂系统的简化研究已经成为了新时代的焦点。Modelica语言的出现立即为多领域物理系统的建模和仿真提供了新的思想和方向。
本文基于多领域物理系统统一建模和仿真平台SimulationX，建立了传统汽车传动系统与并联式混合动力汽车传动系统的仿真模型。
首先，本文介绍了汽车制动系、传动系的基本功用与组成，常用的建模方法与工作原理，推导了它们的数学模型。制动器使用的为盘式制动器模型，主要通过接触面间的摩擦力实现其功能。离合器使用的是盘式摩擦离合器模型，与制动器的工作原理相似，也是通过接触面间的摩擦力来实现动力的传递与中断。差速器采用的是对称式锥齿轮差速器模型，建模时忽略了齿轮间的摩擦力。变速箱采用面向对象的方法，根据其工作原理建立了其仿真模型。轮胎采用理论公式建立了其模型。
其次，本文介绍了混合动力汽车的几种结构形式，说明了每种结构形式的优缺点，并对混合动力汽车控制策略的选择作了详细的说明，最终确定当电池的SOC值低于45%时，发动机进行开启，带动发电机向电池进行充电；当电池的SOC值高于65%时，发动机立即关闭，汽车以纯电动模式运行。
最后，使用这些部件模型建立了传统汽车传动系统与并联式混合动力汽车传动系统的仿真模型，分别在平直公路与新欧洲行驶循环工况的条件下对所建立的模型进行仿真分析，根据行驶工况图来判断汽车最高车速、加速时间以及制动距离，并以此来对汽车的动力性和制动性进行评判。
关键词：建模,仿真,多领域,传动系统， Modelica
目录
1绪论1
1.1引言1
1.2目的及意义1
1.3国内外研究现状2
1.4汽车传动系统模型发展概况2
1.5本的主要工作3
2面向对象的系统建模方法4
2.1面向对象的物理系统建模语言Modelica 4
2.1.1面向对象建模语言Modelica 4
2.1.2 Modelica建模语言的发展4
2.2面向对象技术与建模方法5
2.2.1面向对象技术5
2.2.2基于面向对象技术的建模方法5
2.2.3面向对象的基本概念6
2.2.4面向对象建模方法的特点6
2.2.5面向对象建模方法的特征8
2.2.6面向对象建模方法与其它建模方法的区别9
2.3面向对象建模方法的具体应用9
2.4小结10
3汽车传动系统基本功用与组成11
3.1汽车传动系统的组成11
3.2汽车传动系统的功用11
3.3小结12
4汽车传动系统部件建模及传统传动系统的仿真13
4.1离合器工作原理及建模13
4.1.1摩擦式离合器工作原理13
4.1.2摩擦式离合器的数学模型14
4.2变速器工作原理及建模15
4.2.1变速器的工作原理15
4.2.2变速器的仿真模型17
4.3差速器工作原理及建模17
4.3.1差速器的工作原理18
4.3.2差速器的数学模型19
4.4轮胎建模20
4.5车身建模22
4.6制动器的工作原理及建模25
4.6.1盘式制动器的工作原理26
4.6.2盘式制动器的数学模型27
4.7汽车传统的传动系统建模仿真与性能评判28
4.7.1模型库的建立与动力性评判28
4.7.2汽车制动性评判30
5混合动力汽车传动系统仿真与性能计算32
5.1混合动力汽车的结构形式32
5.2混合动力汽车的常用控制策略34
5.3混合动力汽车传动系统仿真35
6全文总结与展望39
6.1全文总结39
6.2展望39
参考文献41
致谢43
万向节叉零件图
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设计参数
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