汽车传动系统模态分析,汽车传动系统布置

1.传动系统故障是什么原因

2.汽车传动系的组成，它的功用是什么？它每部分的功用是什么？

3.汽车传动系的检测方法

4.汽车底盘的传动系统为什么会出现故障呢？又该怎么去检测呢？

跳跃现象是每指微小变化引起角振幅突增或突减。

在实际工程中，很多结构由于自身原因或外界因素的影响，当结构参数发生微小的变化时，就可能引起结构的部分模态信息出现急剧变化，即产生模态跳跃现象，这种现象最早是美国国家航天局(NASA)的专家在弹性薄板构件的瞬态屈曲试验过程中发现的，随后一些学者做了后续的研究。

车辆在高滑转率下行驶时，动力传动系中常会产生强烈的自激振动，其牵引性能变得很不稳定，同时伴有强烈的整车垂直振动，这就是所谓的“跳跃现象”。跳跃现象的危害很大，它对车辆动力传动系零部件的寿命、车辆的行驶平顺性和安全性等都带来不良影响。

基本介绍 中文名 ：跳跃现象 外文名 ：jump phenomena 领域 ：物理科学 类型 ：力学术语 特点 ：微小变化引起角振幅突增或突减 模态跳跃现象 ：NASA最先发现 概述,分类,模态跳跃现象,车辆跳跃现象, 概述 跳跃现象是每指微小变化引起角振幅突增或突减。 分类 1 由于转换之后的正弦图像和余弦图像不存在相位跳跃的影响,就可以采用传统的滤波方法,在此分别对正弦图像和余弦图像进行均值滤波:T1(i,j)CJFD2004。 2在激励比较强烈而系统的阻尼又很小的情况下,主共振的幅频特性的曲线有反向弯曲。由于反向弯曲的虚线部分不可能实现,所以当激振频率pCJFD2001。 3 绕非平凡定常解支附近进行的混沌运动由于条件的变化而导致“访问”平凡或其它的非平凡定常解支,从而使系统整体围绕五解支进行运动。 4(2)当带速低于临界速度时,回响幅值为单值。而当带速超过临界速度时,在同一个带速下有三个回响幅值。即存在跳跃现象。 模态跳跃现象 在实际工程中，很多结构由于自身原因或外界因素的影响，当结构参数发生微小的变化时，就可能引起结构的部分模态信息出现急剧变化，即产生模态跳跃现象，这种现象最早是美国国家航天局(NASA)的专家在弹性薄板构件的瞬态屈曲试验过程中发现的，随后一些学者做了后续的研究。近年来，这种现象在力学、土木工程和航空航天等领域逐渐得到关注，而研究对象也由柔性板等简单构件逐渐向更复杂结构转变，同时在密、重频系统的研究过程中，很多研究人员发现频率密集极可能会引起模态跳跃现象的发生，但这种现象会对结构产生何种影响，目前相关研究较少。 为了使用模态分析法来求解结构的精确回响，必须获得其固有频率及模态信息，这样解耦的模态方程才可以很容易地进行积分。模态分析法非常适用于结构动力学问题的求解，例如在地震载荷的作用下，只需要利用结构的几个低阶模态，就可以近似得到具有较好精度的结构动力回响结果，况且由于高阶模态通常对系统的实际回响影响有限，同时有限元法得到的高阶模态又与实际相差很大，因此，从这个意义上讲，求解高阶模态的意义不大，但低阶模态是必需的。从上述分析可以看出模态是计算回响的基础，模态跳跃现象会对结构的动力回响产生影响。 随着静力条件下的结构最佳化设计理论的日益成熟及工程设计要求的逐步提高，结构动力学最佳化设日受到越来越多的关注，结构动力学最佳化包括结构动力学特性最佳化和动态回响最佳化2类，相比而言，由于结构动力回响的控制属于多目标、多约束最佳化的数学模型，因而更为复杂、难度更大。张淼结合一个二自由度阻尼系统的算例，分析模态的跳跃现象对振动回响的影响，并提出一种新的结构最佳化设计的方法。即首先分析固有频率随设计参数变化而产生变化的规律，然后研究当固有频率为密集或重复状态时，相应系统的模态随之发生跳跃变化的规律，最后利用稳态回响来对比和分析这些系统的振动特性，从而揭示模态发生跳跃时系统回响的变化规律。这样就可以实现通过讨论结构动力回响与设计参数之间的关系，来确定在某种动力回响要求下的设计参数的最优值，从而获得最优的设计方案。 车辆跳跃现象 自然界和工程中存在这样一种振动，它接受外界的能量补充，但能源是恒定的，而不是周期变化的。系统以自己的运动状态作为调节器，以控制能量的输入。这类系统能自主地从定常的能源汲取能量，调节器的作用使输入的能量具有交变性。当输入能量与耗散能量达到平衡时，系统即可维持等幅振动，称为自激振动。一个自激振动系统由能源、反馈调节系统和振动系统组成。只有当在一个振动周期内从能源通过反馈调节系统输入到系统中的能量等于系统所消耗的能量，系统才能产生自激振动。车辆在高滑转率下行驶时，动力传动系中常会产生强烈的自激振动，其牵引性能变得很不稳定，同时伴有强烈的整车垂直振动，这就是所谓的“跳跃现象”。跳跃现象的危害很大，它对车辆动力传动系零部件的寿命、车辆的行驶平顺性和安全性等都带来不良影响。因此，有必要探讨跳跃现象的产生机理，找出其影响因素和影响规律，合理确定车辆结构参数，消除跳跃现象，减小对传动系零部件的损坏，提高车辆的安全性，充分发挥发动机的动力特性，为实现车辆动态最佳化设计、提高其强度和可靠性提供理论依据。 对于车辆跳跃现象的成因，目前主要有2种解释：跳跃现象是由于轮胎花纹接地中心的周期性变化这种外界激励造成的。这一观点是值得斟酌的。首先，如果跳跃现象是由于这一原因造成的，则其振动频率应随平均滑转率的变化而有较大的变化;而在实际实验中，对同一车辆而言，无论平均滑转率怎样变化，只要它大于临界滑转率(指最大附着重量利用系数所对应的滑转率，下同)，车轮在同一路面上所产生的振动频率基本一致;其次，当汽车装有光滑轮胎时，上述现象仍会产生，该观点无法解释这种现象。②当滑转率超过一定值时，地面附着系数随滑转率的增大而下降的特性使车辆动力传动系发生自激振动，从而造成上述跳跃现象。

传动系统故障是什么原因

模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。

模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的，则称为计算模态分析；如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，称为试验模态分析。通常，模态分析都是指试验模态分析。

模态分析的经典定义：将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，以便求出系统的模态参数。坐标变换的变换矩阵为模态矩阵，其每列为模态振型。

扩展资料：

模态分析技术的应用可归结为以下几个方面：

1、评价现有结构系统的动态特性；

2、在新产品设计中进行结构动态特性的预估和优化设计；

3、诊断及预报结构系统的故障；

4、控制结构的辐射噪声；

5、识别结构系统的载荷。

百度百科-模态分析

汽车传动系的组成，它的功用是什么？它每部分的功用是什么？

传动系统出现的故障导致的原因如下：

1、离合器打滑，这种故障的表现是：汽车启动困难，行驶无力，加速不良，严重时会冒出焦炭或黑烟，原因分析：离合器踏板自由行程过小，使压盘处于半卡滞状态，活动盘有油，摩擦衬片严重磨损、硬化、变形或露钉，离合器片弹簧太软或断裂，调整不当，离合器盖和飞轮固定螺钉松动；

2、传动系统异响，这种故障表现为：在汽车启动时，车身颤抖，并听到“格子、格子”的撞击声，在变速时，特别是在慢行时，噪音更为明显，原因分析：万向节轴与滚针磨损松动，或滚针断裂，传动轴花键齿与叉管花键槽磨损过大，变速器输出轴上的花键齿与法兰花键槽磨损过大，连接件的固定螺钉松动；

3、变速器跳挡，这种故障是：在汽车挂挡时，变速器自动跳挡或空挡，原因分析：齿轮内外结合齿磨损过大、变锥，输出轴花键齿和滑动齿轮花键槽磨损过大而松动，轴承磨损过大，使两个啮合齿轮在运动时上下摆动，输出轴五个齿轮B冲、垫圈磨损过大、松动，运动时上下摆动，输出轴、输入轴上的止动扣或锁紧螺母脱落或松动，导致轴或齿轮前后移动，变速拨叉轴上的自锁定位球磨损，槽太浅或槽位不当、弹簧太软或弹簧断裂，变速叉轴和变速叉磨损或弯曲；

4、离合器分离不彻底，这种故障是：经常有换挡困难，挂挡后，不抬起离合器踏板，车辆在行驶或发动机熄火，原因分析：离合器踏板自由行程过大；活动盘变形翘曲；摩擦片损坏或铆钉松动；更换摩擦片后，新磨擦片过厚或磨擦片的正反装错，使其不能分离，离合器片花键槽与变速器输入轴的花键齿配合过紧或生锈，有污物，使其运动不涩，不能分离，离合器浮动销拆下，双片离合器中间压盘限位螺钉调整不当，个别支撑弹簧断裂或太软，中间压盘较薄，液压控制离合器漏油或液压系统中有空气。

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汽车传动系的检测方法

汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系。它应保证汽车具有在各种行驶条件下所必需的牵引力、车速，以及保证牵引力与车速之间协调变化等功能，使汽车具有良好的动力性和燃油经济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动轮能适应差速要求，并使动力传递能格局需要而平稳地结合或彻底、迅速地分离。传动系包括离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器及半轴等部分。

汽车传动系统的组成和分布形式：

汽车传动系的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置，以及汽车用途的不同而变化的。例如，越野车多采用四轮驱动，则在它的传动系中就增加了分动器等总成。而对于前置前驱的车辆，它的传动系中就没有传动轴等装置。

传动系的布置型式机械式传动系常见布置型式主要与发动机的位置及汽车的驱动型式有关。可分为：

1.前置后驱—FR：即发动机前置、后轮驱动

这是一种传统的布置型式。国内外的大多数货车、部分轿车和部分客车都采用这种型式。FR的优点是附着力大易获得足够的驱动力，整车的前后重量比较均衡，操控稳定性较好。缺点是传动部件多、传动部件多、传动系统质量大，贯穿乘坐舱的传动轴占据了舱内的地台空间。

2.后置后驱—RR：即发动机后置、后轮驱动

在大型客车上多采用这种布置型式，少量微型、轻型轿车也采用这种型式。发动机后置，使前轴不易过载，并能更充分地利用车箱面积，还可有效地降低车身地板的高度或充分利用汽车中部地板下的空间安置行李，也有利于减轻发动机的高温和噪声对驾驶员的影响。缺点是发动机散热条件差，行驶中的某些故障不易被驾驶员察觉。远距离操纵也使操纵机构变得复杂、维修调整不便。但由于优点较为突出，在大型客车上应用越来越多。

3.前置前驱—FF：发动机前置、前轮驱动

这种型式操纵机构简单、发动机散热条件好。但上坡时汽车质量后移，使前驱动轮的附着质量减小，驱动轮易打滑；下坡制动时则由于汽车质量前移，前轮负荷过重，高速时易发生翻车现象。现在大多数轿车采取这种布置型式。

4.越野汽车的传动系

越野汽车一般为全轮驱动，发动机前置，在变速箱后装有分动器将动力传递到全部车轮上。目前，轻型越野汽车普遍采用4×4驱动型式，中型越野汽车采用4×4或6×6驱动型式；重型越野汽车一般采用6×6或8×8驱动型式。

5.中置后驱—MR: 即发动机中置、后轮驱动

发动机放置在前、后轴之间，同时采用后轮驱动，类似F1赛车的布置形式。还有一种“前中置发动机”，即发动机置于前轴之后、乘员之前，类似于FR，但能达到与MR一样的理想轴荷分配，从而提高操控性。MR的优点是：轴荷分配均匀，具有很中性的操控特性。缺点是：发动机占去了座舱的空间，降低了空间利用率和实用性，因此MR大都是追求操控表现的跑车。

6.四轮驱动—4WD

无论上面的哪种布局，都可以采用四轮驱动，以前越野车上应用的最多，但随着限滑差速器技术的发展和应用，四驱系统已能精确地调配扭矩在各轮之间分配，所以高性能跑车出于提高操控性考虑也越来越多采用四轮驱动。4WD的优点是：四个车轮均有动力，地面附着率最大，通过性和动力性好。

汽车传动系统的分类

机械式传动系

机械式传动系结构简单、工作可靠，在各类汽车上得到广泛的应用。其基本组成情况和工作原理：发动机的动力经离合器1、变速器2、万向节3、传动轴8、主减速器7、差速器5、半轴6传给后面的驱动轮。并与发动机配合，保证汽车在不同条件下能正常行驶。为了适应汽车行驶的不同要求，传动系应具有减速增扭、变速、使汽车倒退、中断动力传递、使两侧驱动轮差速旋转等具体作用。

液力传动系

液力传动系组合运用液力和机械来传递动力。在汽车上，液力传动一般指液传动，即以液体为传动介质，利用液体在主动元件和从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。动液传动装置有液力偶合器和液力变矩器两种。液力偶合器只能传递扭矩，而不能改变扭矩的大小，可以代替离合器的部分功能，即保证汽车平稳起步和加速，但不能保证在换档时变速器中的齿轮不受冲击。液力变矩器则除了具有液力偶合器的全部功能外，还能实现无级变速，故目前应用得比液力偶合器广泛得多。但是，液力变矩器的输出扭矩与输入扭矩的比值范围还不足以满足使用要求，故一般在其后再串联一个有级式机械变速器而组成液力机械变速器以取代机械式传动系中的离合器和变速器。液力机械式传动系能根据道路阻力的变化自动地在若干个车速范围内分别实现无级变速，而且其中的有级式机械变速器还可以实现自动或半自动操纵，因而可使驾驶员的操作大为简化。但是由于其结构较复杂，造价较高，机械效率较低等缺点，目前除了高级轿车和部分重型汽车以外，一般轿车和货车很少采用。

静液式传动系

静液式传动系又称容积式液压传动系。主要由油泵、液压马达和控制装置等组成。发动机的机械能通过油泵转换成液压能，然后由液压马达再又转换为机械能。在图示方案中，只用一个水磨石马达将动力传给驱动桥主减速器，再经差速器、半轴传给驱动轮。另一方案是每一个驱动轮上都装一个水磨石马达。采用后一方案时，主减速器、差速器、和半轴等机械传动件都可取消静压式传动系由于机械效率低、造价高、使用寿命和可靠性不够理想，故目前只在某些军用车辆上开始采用。

电力式传动系

电力式传动系主要由发动机驱动的发电机2、整流器3、逆变装置（将直流电再转变为频率可变的交流电的装置）、和电动轮（内部装有牵引电动机和轮达减速器的驱动轮）等组成。电力式传动系的性能与静液式传动系相近，但电机质量比油泵和液压马达大得多，故目前只限于在超重型汽车上应用。

汽车传动系统的组成

离合器

功用：1，离合器可使汽车发动机与传动系逐渐结合，保证汽车平稳起步。2，离合器可暂时切断发动机与传动系的联系，便于发动机的起动和变速器的换挡，以保证传动系换挡时工作平顺。3，离合器还能限制所传递的转矩，防止传动系过载。

组成：主动部分、从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构。

变速器

功用：1，实现变速变矩。2，实现汽车倒驶。3，必要时中断动力传输。4，实现动力输出。

由于变速器分为MT、AT、AMT、DCT、CVT等多种形式，并且此处并没有完全展开介绍的必要。只按照手动和自动两种情况分类。手动变速器最为常见，自动变速器已较为普遍并且有取代手动变速器的趋势。虽然类型不同、组成部分不同。但功能几乎一样。显然自动变速器结构更为复杂、技术含量更高、操作更为简便、价格较为昂贵、维修较为不便。此处就再略为介绍下对变速器的要求：1，能防止变速器自动换挡和自动脱档。2，能保证变速器不会同时挂入两个档位。3，能防止误挂倒档。(关于汽车自动变速器百科有专门词条，欲知详情请直接在百科里搜“汽车自动变速器”就可以了）

万向传动装置

功用：在汽车上任何一对轴间夹角和相对位置经常发生变化的转轴之间传递动力。

汽车底盘的传动系统为什么会出现故障呢？又该怎么去检测呢？

汽车传动系统包括离合器、变速器、通用变速器、主减速器、差速器等部件。汽车在运行过程中，传动系统的功能会逐渐下降，出现异响、过热、漏油、排挡乱等故障。及时对传动系统进行检测、诊断和维护，可以保证汽车的正常运行和安全行驶。该仪器在不拆卸汽车的情况下，不仅可以检测传动系统的滑距、功耗、运转角度等技术参数，还可以检测和诊断传动系统的主要部件，如离合器是否打滑、各部件运转角度、各部件异常噪音、变速器是否跳动等。传动系统滑动距离的检测：传动系统的滑行距离可以在惯性底盘测功机上测试，也可以用五轮仪在路试上测试。试验前，要求发动机运转至正常温度。当试验速度达到设定的初始滑行速度时，变速器设置为空档，测量滑行距离和滑行时间，直到车轮停止。传输系统功耗的检测：传动系统的功耗可以在惯性底盘测功机上进行测试。测量完驱动轮的输出功率后，立即踩下离合器踏板，利用试验台的惯性将传动系拖回来，不仅可以测量传动系在一定速度下的功率消耗。离合器打滑的检测：离合器打滑会使发动机的动力不能有效地传递给驱动轮，使离合器磨损加剧

汽车底盘作为汽车的基础组成部分，对汽车系统的安全运行有十分重要的作用。如果汽车底盘发生故障则会汽车整体造成严重的损坏，因此需要明确汽车常见的故障，并提高诊断技术以避免影响汽车的正常运行。底盘的传动系统主要包括离合器系统和变速器系统，接下里小编就给大家介绍一下他们的故障检测吧。

离合器打滑是汽车底盘故障的一类较为常见的故障，主要发生在汽车的行驶的过程中。汽车刚刚启动的时候，原有的离合器虽然已经松开，但是汽车却无法正常运行；又或者在加油的过程中，车内部的转速已经加快，但是车体的本身运行速度却没有发生变化。

以上出现的问题都是离合器的故障，如果没有得到及时的解决则会对离合器的质量造成严重的影响，甚至还有可能影响汽车的使用寿命。

为了确定底盘出现故障是否是离合器故障造成的，可以通过刹车挂挡的方式进行检测。车子在停稳之后可以挂到一档，若离合器没有出现故障，此时的车子是完全熄火状态的；但是如果车子仍然处于发动中，这就说明了离合器可能存在一定的故障。以上的检测方式仅仅作为一种较为初级的检测方式。

除此之外，还有很多检测离合器是否出现故障的措施，可以由专门的维修人员进行更加深入的检测。

变速器故障也是汽车底盘常见的故障之一，一般来说是换挡的难度较大。造成这种故障的原因主要有以下几点：首先是变速杆出现相应故障，进而使得汽车无法在运行的过程中顺利完成变速工作；其次是变速的第一轴出现故障；最后则是同步器出现故障而导致汽车的内部协调性无法得到保障。

当基本确定是变速器发生故障时，在检查的过程中可以对以上的三个部件进行排除以便找到出故障的点。当汽车的变档故障出现时，需要引起驾驶员的注意，如果不加重视，不但会影响正常的行驶，甚至还会影响驾驶员的生命安全。