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限滑差速器作为旨在提高汽车性能的一项高新技术,已被广泛地应用在国际汽车产品上。我国在这方面的研究开发工作还处在起步阶段,至今没有自主开发的产品投放市场。本文结合国家经贸委重大科技项目“限滑差速器研究开发”和吉林省科技厅“电控限滑差速器研究开发”,进行的拥有独立自主知识产权的摩擦片式限滑差速器和粘性式限滑差速器研究开发,其主要针对摩擦片式及粘性式限滑差速器输出限滑转矩特性及其在整车上的应用方面进行了一定研究试验,完成了JA1020限滑差速器得开发工作,建立了限滑差速器转矩传递特性的模型。主要针对限滑差速器输出限滑转矩特性进行了一定研究试验,验证了设计计算和理论模型的有效性和正确性。建立了分析汽车操纵稳定性的九自由度整车模型。通过进行汽车装限滑差速器与装普通差速器的操纵稳定性仿真对比分析,验证了限滑差速器对整车操纵稳定性有所改善,以及所建立的汽车模型的实用性。主要研究内容如下:首先完成了JA1020LSD机械摩擦片式限滑差速器的主要零部件设计,给出了机械摩擦片式限滑差速器的一般设计计算方法和设计步骤,并通过台架试验和整车道路试验证实差速器的研制是成功的。运用液体粘性传动学理论研究两平行圆盘传递剪切转矩的机理,从而得出粘性式限滑差速器传递的剪切转矩的计算方法。分析了影响粘性式限滑差速器传递转矩特性的各因素,由此得出综合考虑各因素的粘性式限滑差速器剪切转矩的理论计算模型。其次通过电控动力传动系试验台完成了摩擦片式及粘性式限滑差速器总成试验。主要是测定摩擦片式限滑差速器的转矩特性,以及在粘性式限滑差速器硅油粘度、叶片间隙、初始温度与填充率改变时,其限滑转矩输出特性的变化情况。通过对试验数据与试验曲线的分析得知,硅油工作温度愈低,填充的硅油粘度越大,叶片间隙愈小,两输出轴间的转速差愈大,粘性式限滑差速器所传递的限滑转矩就愈大。其中,工作温度对差速器整个传递转矩的特性影响<WP=101>较明显。仿真结果与试验结果基本符合,进而验证了前面所建立的摩擦片限滑差速器和粘性式限滑差速器转矩传递模型的正确性与有效性。然后从系统仿真学角度分析汽车操纵稳定性,通过对汽车转向运动过程的动力学分析,对汽车各参数特性进行了一定的线性化建立了考虑摩擦片式限滑差速系统在内用于分析汽车操纵稳定性的九自由度汽车数学模型。所建模型可用于分析限滑差速器的限滑转矩对后驱动汽车操纵稳定性能的影响。同时本文根据此数学模型利用SIMULINK软件构建了汽车操纵稳定性的计算机仿真模块,进行了装限滑差速器后的汽车操纵稳定性分析。最后对汽车装限滑差速器与装普通差速器的稳态回转运动、蛇行行驶及汽车在转向角阶跃输入时汽车的瞬态响应特性进行了仿真,通过对仿真结果的对比分析,验证了所建数学模型的有效性、可行性。限滑差速器对整车操纵稳定性的影响表现在,汽车转向行驶过程中横摆角速度减小,不足转向度增加,侧向加速度与车厢侧倾角减小以及汽车转向力矩增加等。这说明摩擦片式限滑差速器提高了汽车转弯行驶的稳定性及安全性,改善了高速转弯时的乘坐舒适性;同时它对汽车瞬态响应特性的影响,表现在响应峰值时间提前,超调量增大以及稳态值减小。这些变化表明摩擦片式限滑差速器增加了汽车在横向运动中的刚度而相对降低了系统的阻尼。但汽车的转向轻便性有一定程度的下降。本文作者参与完成了拥有独立自主知识产权的JA1020摩擦片式限滑差速器和JA1020V-LSD粘性式限滑差速器的开发,并首次将其应用于JA1020型载货汽车上,所做研究工作将使我国对限滑差速器的限滑转矩输出特性的研究更加深入,提高限滑差速器理论分析与计算的准确性。另外,将会促进人们对限滑差速器技术的进一步研究,提高限滑差速器设计时与整车操纵稳定性能的匹配的程度,并加快我国限滑差速器技术产品化的进程。另一方面,本文在利用计算机仿真学进行汽车动力学分析方面所做的尝试,也将对其它科研成员进行计算机仿真技术在汽车有关方面的应用上有一定帮助。