(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210619363.8 (22)申请日 2022.06.02 (71)申请人 中国第一汽车股份有限公司 地址 130011 吉林省长 春市汽车 经济技术 开发区新红旗大街1号 (72)发明人 王学旭　徐占　张冰　白学斌　 石珊　金子嵛　张鹏　郭相坤　 于博瑞　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权 代理有限公司 2321 1 专利代理师 陈晶 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/06(2020.01) (54)发明名称 一种乘用车驱动桥总成效率仿真 分析方法 (57)摘要 本发明提供一种乘用车驱动桥总成效率仿 真分析方法。 包括确认工况、 明确设计参数、 建立 驱动桥仿真计算模型、 计算总效率损失和计算驱 动桥总成 效率。 所述确认工况为确认所要计算的 工况点参数； 所述明确设计参数包括明确驱动桥 主从齿的设计参数、 轴承设计参数和壳体设计参 数； 所述建立驱动桥仿真计算模 型包括建立锥齿 轮啮合功率损失模型、 轴承功率损失模型和搅油 功率损失模 型； 所述计算总效率损失为将锥齿轮 啮合功率损失计算模块、 轴承功率损失计算模块 和搅油功率损失计算模块结果集成到驱动桥总 成效率计算模块， 计算出总效率损失； 所述计算 驱动桥总成效率为在驱动桥总成效率计算模块 中计算及输出最终的驱动桥总成效率计算结果。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 114996847 A 2022.09.02 CN 114996847 A 1.一种乘用车驱动桥总成效率仿真 分析方法， 其特 征在于： 包括五个步骤： 步骤一， 确认工况： 所述确认工况为选取待考 察效率map点， 即确认所要计算的工况点 参数； 步骤二， 明确设计参数： 所述明确设计参数具体包括明确驱动 桥主从齿的设计参数、 轴 承设计参数和壳体设计 参数； 步骤三， 建立驱动桥仿真计算模型： 所述建立驱动桥仿真计算模型为在Amesim环境中搭建， 包括建立锥齿轮啮合功率损失 模型、 轴承功率损失模型和搅油功率损失模型； 步骤四， 计算总效率损失： 所述计算总效率损失为在Amesim环境中， 将锥齿轮啮合功率损失计算模块、 轴承功率 损失计算模块和搅油功 率损失计算模块结果集成到驱动桥总成效率计算模块， 计算出总效 率损失； 步骤五， 计算驱动桥总成效率： 所述计算驱动桥总成效率为在驱动桥总成效率计算模块中计算及输出最终的驱动桥 总成效率计算结果。 2.根据权利要求1所述的乘用车驱动桥总成效率仿真分析方法， 其特征在于： 所述工况 点参数包括明确驱动桥输入转速、 驱动桥输出转速、 驱动桥输出扭矩和工况润滑油的体积 及温度。 3.根据权利要求1所述的乘用车驱动桥总成效率仿真分析方法， 其特征在于： 所述明确 驱动桥主从齿的设计参数包括明确驱动桥主从齿的计算载荷、 宏观参数、 微观控制参数和 刀具设计参数； 所述明确轴承设计参数包括明确轴承选型类型和型号； 所述明确壳体设计 参数包括明确驱动桥壳体三维设计参数及材 料属性。 4.根据权利要求1所述的乘用车驱动桥总成效率仿真分析方法， 其特征在于： 建立锥齿 轮啮合功率损失模型包括： (1)有限元 结果提取 本步骤为针对啮合齿轮的有限元模型， 输入所述确认工况的信息， 通过计算获得啮合 过程接触点 坐标、 各方向的啮合力分量、 齿面节点 坐标、 齿面接触压力分布和大小轮转角； (2)啮合速度计算 本步骤为将主从齿在啮合点的速度在切 平面内进行分解， 计算接触点的滑动速度矢量 及卷吸速度矢量； (3)滑动摩擦系数计算 在啮合过程中润滑状态分为两啮合齿面中间油膜均匀的理想均匀润滑状态和两啮合 齿面中间油 膜非均匀的边界润滑状态， 在低速或者重载工况， 啮合齿面非均为理想润滑状 态， 利用加权量 化公式综合两种润滑状态， 所述加权量 化公式为： 其中 λ＝hmin/σ， hmin为接触区润 滑油最小油膜厚度， σ 为啮合两表面的权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114996847 A 2综合均方根， μ0数值由λ 决定， μB为一常数； (4)锥齿轮啮合损失计算模型建立 输入驱动桥主从齿的设计参数包括驱动桥主从齿的计算载荷、 宏观参数、 微观控制参 数和刀具设计参数； 在一维环境中建立驱动桥啮合损失计算模型， 采用计算公式： 其中η为啮合效率， μ为摩擦系数， φ为平均压力角， ψG为从齿螺旋角， ψP为主齿螺旋角， E 为主齿偏距， D为从齿的外节 距直径； 啮合功率损失相关公式： P1＝(1‑η )RplωTω1 其中η为啮合效率， Rp1ω为从齿的工作节圆半径， T为输出 扭矩， ω1为输出速度。 5.根据权利要求4所述的乘用车驱动桥总成效率仿真分析方法， 其特征在于： 所述μB范 围在0.07 ‑0.22之间。 6.根据权利要求1所述的乘用车驱动桥总成效率仿真分析方法， 其特征在于： 建立轴 承 功率损失模型包括： (1)设计参数输入 输入所述确认工况的信息， 明确驱动桥主从齿的设计参数、 轴承设计参数和壳体设计 参数； 其中， 明确驱动桥主从齿的设计参数包括明确驱动桥主从齿的计算载荷、 宏观参数、 微观控制参数和刀具设计参数， 明确轴承设计参数包括明确轴承选型类型和型号， 明确壳 体设计参数包括明确驱动桥壳体三维设计参数及材 料属性； (2)轴齿件动力学模型建立 根据设计参数在Masta环境建立轴齿3D动力学模型； (3)全有限元壳体模型建立并导入 将驱动桥总成壳体进性 三维模型处 理及建立全有限元壳体模型并导入Masta环境； (4)轴承功率损失计算模型建立 轴承功率损失利用公式： 其中， M1为轴承负载导 致的摩擦力矩， 单位 Nm， M2为轴承受轴向力产生摩擦力矩， 单位 Nm， 除圆柱滚子轴承外不需考虑。 7.根据权利要求1所述的乘用车驱动桥总成效率仿真分析方法， 其特征在于： 建立搅油 功率损失模型包括： (1)驱动桥总成数模输入 输入所述确认工况的信息， 输入驱动桥总成数模， 数据格式为stl格式， 所述驱动桥总 成数模包括带有完整轴齿宏观参数、 微观控制参数 的主从齿三维数模、 带有完整设计参数 的轴承三 维数模和带有完整设计参数的驱动桥壳体、 所有驱动桥总成内部导油装置和固定 装置；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114996847 A 3