戴姆勒奔驰公司使用Simpack进行DCT变速箱NVH分析

奔驰 AMG 运动自动变速箱– Speedshift MCT 详解新款奔驰AMG配备了Speedshift MCT自动变速箱，例如C63 AMG，E63 AMG和SL63AMG。

这款变速箱被美国《Popular Science》杂志评为“Best of what’s new Awards”最佳创新奖。

那么究竟这款变速箱和其他变速箱，例如传统的自动变速箱，双离合变速箱，序列式变速箱有什么区别和共同点呢？让我们一探究竟吧。

Speedshift MCT是一款改进型的传统自动变速箱。

它与传统自动变速箱之间最大的区别就是去掉了传递效率低下的液力变矩器。

发动机与传统的自动变速箱连接的部分是液力变矩器，如下图蓝色区域所示:液力变矩器的作用是传递发动机扭矩给变速箱，他内部结构有一个泵轮，一个导轮（定子），一个涡轮。

这三个元件之间充斥着液体油。

发动机一侧连接在泵轮上（也就是液力变矩器的外壳），而变速箱一侧连接在涡轮上。

液力变矩器的外壳通过螺栓固定到发动机的飞轮上，这样液力变矩器泵轮的转速将始终等于发动机的转速。

下面的剖面图显示了液力变矩器内部各个零部件的连接状况。

红色区域是油液，绿色部分是涡轮，连接到变速箱。

灰色部分整体连接到发动机飞轮。

当飞轮带动泵轮旋转时，油液被离心甩出，之后，油液进入涡轮的叶片，而涡轮又与变速器相连。

这样，涡轮使变速器旋转，而变速器驱动汽车。

这种方式可以让发动机和变速箱之间有一定转数差，这就是为什么自动档车挂入D档时候，发动机不会憋灭火的原因。

但当你加速时，转数远远超过怠速转数，扭矩随着转数差的增加而增大，比较先进的液力变矩器可以放大发动机扭矩2～3倍。

但液力变矩器有个弱点就是传递效率不高，由于发动机和变速箱之间是非直接连接，而是靠液体动能传递扭矩，动力在其中有一定损耗，最终传递给变速箱的动力要小于发动机动力。

当今先进的液力变矩器中间虽然有锁止离合器，保证在高速档位匀速行驶时把发动机和变速箱直接连接起来，但在大油门加速时，这个锁止离合器装置是要打开的，因为他的设计强度只能在汽车匀速时启用，不能直接用来传递大扭矩。

时间:2010-11-03 10:15来源: 作者:维修保养点击:129次汽车五大变速箱工作原理、发展前景解析汽车五大变速箱工作原理、发展前景解析MT、AT、AMT、DCT、CVT介绍内容导读：汽车CVT机械式无级变速器工作原理解析汽车AT自动变速箱工作原理解析汽车MT手动变速箱工作原理解析汽车AMT机械式自动变速箱工作原理解析汽车DCT双离合器变速箱工作原理解析一，汽车CVT机械式无级变速器工作原理解析CVT 的英文全称是Continuous Variable Transmission，中文意思是“机械式无级变速器”。

CVT技术的发展，已经有了一百多年的历史。

德国奔驰公司是在汽车上采用CVT技术的鼻祖，早在1886年就将V型橡胶带式CVT安装在该公司生产的汽油机汽车上。

但是由于橡胶带式CVT存在一系列的缺陷：功率有限(转矩局限于135Nm以下)，离合器工作不稳定，液压泵、传动带和夹紧机构的能量损失较大，因而没有被汽车行业普遍接受。

现在，将液力变矩器集成到CVT系统中，主、从动轮的夹紧力实现电子化控制，在CVT中采用节能泵，传动带用金属带代替传统的橡胶带。

新的技术进步克服了CVT系统原有的技术缺陷，导致了传递转矩容量更大、性能更优良CVT 的面世，汽车界对CVT技术的研究开发日益重视。

CVT能实现无级变速，因此能根据车辆和路面实际情况，改变传动系统的传动比，使发动机在功率和燃油消耗率都在最佳范围内工作。

因此相比较有级变速器，CVT变速器的动力性。

同时，CVT通过改变主、从动轮工作半径实行无级变速，比起目前国内市场上常用的AT自动变速器通过液力变矩器实行无级变速，CVT的传动效率和燃油经济性都大大提高。

CVT无级变速器是采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力。

可以使传动系与发动机工况实现最佳匹配。

金属带式无级变速器的系统主要包括主动轮组、从动轮组、金属带和液压泵等基本部件。

主动轮组和从动轮组都由可动盘和固定盘组成，与油缸靠近的一侧带轮可以在轴上滑动，另一侧则固定。

simpack案例Simpack是一种用于多体动力学分析的仿真软件，广泛应用于机械、航空航天、汽车等工程领域。

本文将以人类的视角描述Simpack的应用案例，让读者感受到仿佛是真人在叙述，同时保证文章的自然度和流畅度。

1. 仿真汽车悬挂系统：Simpack可以模拟汽车悬挂系统的动力学行为，通过改变悬挂参数和道路条件，分析悬挂系统的响应特性、车辆稳定性和乘坐舒适度。

2. 轴承振动分析：Simpack可以对各种类型的轴承进行振动分析，研究轴承的疲劳寿命、振动响应和噪声特性，帮助优化轴承设计和选型。

3. 桥梁结构动力学仿真：Simpack可以对桥梁结构进行动力学仿真，研究桥梁的自然频率、振动模态和疲劳寿命，为桥梁设计和维护提供参考。

4. 飞机机翼振动分析：Simpack可以模拟飞机机翼在各种飞行状态下的振动行为，研究机翼的结构强度、气动稳定性和疲劳寿命，为飞机设计和改进提供指导。

5. 电机振动分析：Simpack可以对各种类型的电机进行振动分析，研究电机的动力学行为、振动特性和噪声辐射，帮助改善电机的性能和可靠性。

6. 车辆碰撞模拟：Simpack可以模拟车辆在碰撞过程中的动力学行为，研究车辆的碰撞安全性和结构强度，为车辆设计和碰撞安全评价提供依据。

7. 摩擦材料磨损分析：Simpack可以模拟摩擦材料的接触和磨损行为，研究摩擦材料的摩擦系数、磨损率和寿命，为摩擦材料的选择和优化提供指导。

8. 船舶动力学仿真：Simpack可以对船舶的运动和操纵特性进行仿真，研究船舶的稳定性、操纵性和航行性能，为船舶设计和操作提供参考。

9. 铁路车辆悬挂系统优化：Simpack可以模拟铁路车辆的悬挂系统，通过改变悬挂参数和轨道条件，优化车辆的稳定性、运行平稳性和乘坐舒适度。

10. 建筑结构地震响应分析：Simpack可以对建筑结构在地震荷载下的响应进行仿真，研究结构的抗震性能和振动特性，为建筑设计和抗震评估提供参考。

建模、计算记录1创建文件主窗口>>File>>Open File，弹出文件选择窗口。

选择合适的文件目录，点击New，输入文件名，OK。

主菜单>>Model Setup，弹出建模窗口，同时创建了基本模型，该基本模型包括一个坐标参考系（Isys），一个刚体（Body）和一个运动副（joint）。

2设置环境2.1设置重力建模窗口>>Globals>>Gravity，弹出重力设置窗口。

将重力设置为Z方向+9.81，OK。

2.2设置视图建模窗口>>View>>View Setup，弹出视图设置窗口。

选择【Standard Views】中的【wheel/Rail: Perspective view】，OK。

3创建第1个轮对3.1创建轮对刚体建模窗口>>Element>>Bodies，弹出刚体元件窗口。

将Body1重命名为Wheelset1。

双击Wheelset1，弹出刚体参数设置窗口。

设置轮对的参数：轮对的质量为1654kg，轮对的摇头转动惯量为726 kg.m.m。

3.2创建轮对的外形选择【3D Geometry】，弹出刚体外形设置窗口。

双击$P_Wheelset1_Cuboid，出现设置外形参数窗口。

设置车轴外形参数，见上图，OK。

回到刚体外形设置窗口，OK。

回到刚体设置窗口，OK。

4创建轮对的运动副和轮轨接触4.1创建轮对的运动副>>Elements>>Joints，出现运动副窗口，双击$J_Wheelset1，出现运动副设置窗口。

选择07号运动副，设置初始状态。

4.2创建轮轨接触选择【Generate/Update Wheel-Rail Elements of Joint】，出现轮轨接触窗口。

选择OK，回到运动副设置窗口。

点击【Assemble System】，OK，完成车轮及轮轨接触运动副设置。

TRANSPOWORLD 2012 No.10(May)98两年前，德国联邦技术救援局（THW ）为购置新设备车辆以提高其车队的现代化而公开招标。

其中一项必要的部件是自动变速箱，旨在减轻驾驶员的负担。

Rosenbauer （卢森堡亚）公司提供的配有艾里逊全自动变速箱和梅赛德斯奔驰Axor 底盘的车辆解决方案具有说服力，54辆这款新车于2010年配送到地方民防组织。

德国联邦技术救援局（THW ）是德国的一家民防和灾害事故管理机构，已有60多年的历史。

这个机构全球独一无二的特点在于它拥有超过八万名成员，志愿提供快速和专业的技术和人道主义支援，其中只有1%是全职员工。

雪灾、风暴、山崩、意外事故、地震或洪水……德国联邦技术救援局（THW ）为各类事故提供民防、事故管理和技术援助。

在德国，此援助工作通常与国家的消防队和紧急救援服务机构携手进行。

德国联邦技术救援局（THW ）高度专业的团队还参与到诸如巴基斯坦洪水或海地地震等事故的国际救援工作，这些团队可以仅在几个小时内集结待命。

德国联邦技术救援局（T H W ）拥有超过8400辆车，其中约800辆为多用途设备重型卡车（如A x o r ），亦即G K W 1。

德国联邦技术救援局（THW ）的在德国的668个地方组织（OV ）各配备至少一台这类型的卡车。

在车队不断现代化的过程中，54个地方组织在2010年3月至12月间收到了新型Axor 卡车。

这款新的GKW 1 Axor 替代了那些服役超过30年的车辆。

特种卡车的特殊要求每辆装有Rosenbauer （卢森堡亚）车身的梅赛德斯奔驰Axor 1829 A 卡车，都配置了艾里逊 3000 系列全自动变速箱和OM 906 LA 六缸柴油发动机，符合欧五标准。

该柴油发动机的额定功率为210kW （286 P S ），车辆的最高时速达100km/h 。

全轮驱动和特定轮胎在需要时提供越野机动性。

德国联邦技术救援局（THW ）的标书列出非常具体的要求，特别规定新的GKW 系列采用全自动变速箱，以减少司机在执行艰巨任务时的压力。

Why Engine Brake is required 为何需要发动机缓速器What Engine Brake is发动机缓速器简介What JVS could contribute 皆可博公司的价值Agenda议程Frequent Traffic Accidents交通事故频发Due to the overloading or failure of foundation brake, truck and bus accidents happen frequently in hilly areas. In 2010, there were about 240K traffic accidents, 68K people death, 275K people injury and 910 million RMB direct assets loss.由于超载或行车制动失灵，卡车和客车的交通事故在山区频发。

2010年，全国共发生约24万起道路交通事故，造成6.8万人死亡，27.5万人受伤，直接财产损失9.1亿元。

Temporary Solutions to Avoid Accidents避免事故的临时措施Water tank spray may produce iceon the road during the winterseason, bringing additional safetyrisks for other vehicles冬季，水箱洒出的水可能会导致冰滑路况，给其他车辆带来额外的安全风险。

Service brakes wear much faster once hot一旦发热，刹车片便加快磨损And, they become less effective as they heat up.温度上升后，行车制动的作用便开始递减Drum Brake Performance and wear rate vs. temperature鼓式制动性能、磨损率和温度的关系鼓式制动器的温度鼓式制动器的温度平均磨损率平均摩擦系数Vehicle-related Drivers 与整车相关的驱动因素Increased Retarding Requirements 对缓速器的需求日益提升•Legislated reduced stopping distances 法规要求减少制动距离•Legislated downhill speed control 法规要求下坡速度可控•Increased Gross Vehicle Weight 车辆的总重日益增加Decreased Natural Vehicle Retarding 车辆固有的缓速功率日益减少•Decreased Aerodynamic Drag 空气阻力减小•Decreased Rolling Resistance 滚动阻力减小Increased Focus on Fuel Economy 注重燃油经济性的提高•Downsized engines 发动机小型化•Lower Engine RPM 发动机转速更低Supplemental Retarding 辅助缓速功率辅助缓速功率固有缓速功率缓速功率需求的演变功率（千瓦/升）Regulatory Driver法规的驱动因素Meet the upcoming new regulation requirementsGB7258 <Vehicle Operation Safety Technology Rules>满足即将颁布的新国家标准GB7258《机动车运行安全技术条例》的要求GB7258《机动车运行安全技术条例》（送审稿）•Bus longer than 9m, truck heavier than 12 T and all vehicles carrying hazardous chemical are required to install retarders and other suppllementary braking devices车长大于9m的客车、总质量不小于12000kg的货车、所有危险货物运输车，应装备缓速器或其他辅助制动装置•Retarding requirements should meet type II or type IIA test according to GB 12676 standard辅助制动装置的性能要求应使汽车能通过GB12676规定的Ⅱ型或ⅡA型试验•II type test: 30km/h average speed, 6% grade, 6km ramp, no foundation brake II型实验：30km/h的平均速度，6%的坡度，6km的坡道，不使用行车制动•IIA type test: 30km/h average speed, 7% grade, 6km ramp, no foundation brake IIA型实验：30km/h的平均速度，7%的坡度，6km的坡道，不使用行车制动•Implement after 25 months when the new regulation takes into effectiveness 以上要求自标准实施之日起第25个月开始对新生产车实施为了满足GB12676规定的Ⅱ型或ⅡA 型试验，发动机所需要的制动功率Braking Power needed to meet new GB12676 regulationfor Type II or Type IIA TestsII 型试验Type II TestIIA 型试验Type IIA Test 49 T （吨）173.2 kW 213.2 kW 55 T （吨）198.7 kW243.7 kWBraking Requirements to Meet Regulation满足法规所需用的制动功率5001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0004,5005,0001011121314151617181920212223P r i c e (R M B )kW/l @ 1,900 rpmCR BLDR11L11L12L11L10L &12L12L11L10L11L10L9L10L9L10L10L11 L9 L10 L49T Type II Regulatory RequirementsM a r k e t T a r g e t P r i c e3 New engines with Jacobs engine brakes to be launched by2013Local products fall short on power and/or qualityJacobs Working Hard to help Customers Meet the New Regulation皆可博努力帮助客户满足新的法规12 LPenetration Trend: North America & Europe0%100%1980199020002010YearM a r k e t P e n e t r a t i o nEndurance Brake increase and acceptance 持久制动被接受并需求增加-Europe and North America dominated by “Engine Retarders”“发动机缓速器”席卷欧洲和北美Market Driver 市场的驱动因素渗透率：北美和欧洲市场的渗透率Benefits offered by Engine Brake发动机缓速器提供的好处•Safety安全性•Maintenance Costs 维修成本•Productivity业务效率Foundation brakes fade when used excessively. An Engine Brake reduces the use of foundation brakes on downhill grades as well as level land. Cooler brakes = better braking. Driver comfort and control translate to driver retention. (Increased Safety)如果过多的使用脚刹，其功能容易退化。

车身结构模态分析作者：王子剑文章来源：江西昌河汽车股份有限公司点击数：100 更新时间：2008-8-5对白车身结构的灵敏度的分析是进行结构动力学修改的有效方法，不仅提高了优化设计的效率，而且减少了设计变更的盲目性和设计成本。

为整车的结构设计和优化设计提供了明确的指导方向。

有限单元法的实质是把具有无限多个自由度的弹性连续体，理想化为只有有限个自由度的单元集合体，使问题简化为适合于数值解法的结构型问题。

因此，只要研究并确定有限大小单元的力学特性，就可以根据结构分析的方法求解，使问题得到简化。

有限元法以离散、逼近的灵活算法，广泛地应用于车身结构动力学分析。

随着电子计算机功能提高、使用普及和通用性较强的商业化软件的大量应用，有限元法已经成为一种常用的车身结构动力学分析方法。

为了在汽车结构中避免共振，降低噪声，确保安全可靠、提高行驶平顺性，可通过有限元法计算结构振动的固有频率及其相应的振型，即模态分析。

模态分析在汽车车身设计中的应用1.模态分析的重要性汽车车身结构本身是一个无限多自由度的振动系统，在外界的时变激励作用下将产生振动。

当外界激振频率与系统固有频率接近时，将产生共振。

共振不仅使汽车乘员感到不舒服，带来噪声和部件的早期疲劳损坏，还会破坏车身表面的保护层和车身的密封性，从而削弱了汽车车身结构抗腐蚀性能。

车身作为一个多自由度的弹性系统，其固有振动频率也就相应表现为无限多的固有模态，其低阶模态振型多为整体振型，如整体扭转、弯曲振型，高阶模态振型多为一些局部共振振型，如地板振型、车顶振型和侧围外板振型等。

有时，由于车身的局部刚度低，也有一些局部振型在低频范围出现，或与整车振型同时出现。

合理的车身模态分布对提高整车的可靠性和NVH性能等有着十分重要的意义。

2.应用现状汽车模态分析目前划分为几个层次：零部件模态、白车身模态、Trimmed Body 模态和整车模态（含发动机）。

随着这些层次的逐步提高，分析涵盖的范围越来越大，复杂程度和困难度也越来越大，分析成本也在逐渐提高。