Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Dynamic modelling of a power transfer unit of all-wheel drive vehicle in a 1-D simulation environment
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2018 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Dynamisk 1-D modell av en kraftenhet till en bil med allhjulsdrift (Swedish)
Abstract [sv]

En Power Transfer Unit (PTU) eller vinkelväxel i ett drivsystem för allhjulsdrift är enväxellåda med en hypoid-växel som drevsats. PTUn ar placerad mellan fordonets transmissionoch kardanaxel och används för att fördela momentet från drivsystemet mellanalla hjulen. De dynamiska egenskaperna hos vinkelväxeln är kopplade till de ljud ochvibrationer som uppfattas i bilen, speciellt tonalt ljud som växelvin. Källan till dennavibration kan relateras till transmissionsfelet i växeln. Transmissionsfelet beror pa faktorersom geometri, rotationshastighet och statiskt moment. Om faktorernas inverkankan identieras skapar det möjligheter att reducera felet genom designförändringar. 1D ellersystem-simulering ar en förenklad beskrivning av det dynamiska beteendet av systemet.Det är en flexibel metod som kan ge en uppskattning av systemets egenskaper iett tidigt skede och kan användas i såväl tids- som frekvensdomönen.Denna studie syftar till att bygga en 1-D system-modell av en PTU och studera dessdynamiska beteende. De typer av analyser och resultat som ar möjliga att få från en dynamisk1-D modell av en specic produkt har utvärderats. Befintliga komponenter frånmjukvarans bibliotek har används for att bygga en förenklad modell med lumpade massorav den fysiska systemet. Simuleringar har utförts både i tidsdomänen och frekvensdomänen.System-modellen är mycket användbar för modelling av hela system och av hur delarnaväxelverkar i ett tidigt skede av produktutvecklingen. Beräkningen av nivån på transmissionsfeletsgrundtonen stämmer väl med tillgängliga mätresultat. Rotationshastigheternasvariation då kopplingen kopplar i och ur vinkelväxeln illustrerar tydligt kopplingensinverkan på dynamiken i systemet. Det var dessutom möjligt att erhålla systemets torsionsegenfrekvenseroch modformer från den linjära frekvensanalysen.

Abstract [en]

A Power Transfer Unit (PTU) of an All-Wheel Drive system is a hypoid gearbox whichis a driveline component, used to distribute power from the powertrain to all the wheelsof a vehicle. The gearbox dynamics is closely related to the gearbox noise and vibration,especially tonal noise like gear whine. The source of this vibration is referred to as thetransmission error in the unit. Transmission error is attributed to various geometricaland operating conditions, which if mapped mathematically, allows the designer to reducethe error by varying the design parameters. The demand in the automotive industry toreduce time to market is high. A lot of time can be saved if system performance can beassessed at the concept stage, even before the detailed design. This is where system-levelsimulation plays a key role. 1-D or system simulation technique studies the dynamicbehaviour of the system in one dimension. This greatly simplies the model and allowsfor the exibility to get early estimates of the system behaviour with respect to time andfrequency. Here, such a system model is built for a hypoid gear based driveline system.This work aims to build a 1-D system model of the PTU and study the dynamic behaviourof the response. The evaluation helps in understanding the capabilities on 1-D systemmodel in simulating a specialised product dynamic characteristics. LMS AMESim wasthe commercial tool used in building the system model. Existing components from thesoftware library were used to build a sketch of a simplied, lumped mass model of thephysical system. The model was then simulated in both the time domain and frequencydomain through a temporal and linear analysis respectively.It is observed that the system model is very useful in early modelling of a system and itsinteractive eects. The fundamental harmonic of the transmission error is predicted wellin the system model. The clutch connect/disconnect behaviour can also be seen in therotary velocity response of the gear. The system eigenfrequencies and mode shapes wereobtained from the linear analysis.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 54
Series
TRITA-ITM-EX ; 2018:367
Keywords [en]
1-D simulation, System simulation, LMS AMESim, Transmission Error, Hypoid gear, Power Transfer Unit
Keywords [sv]
1-D simulering, systemsimulering, LMS AMESim, transmissionsfel, hypoidväxel, vinkelväxel
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-232441OAI: oai:DiVA.org:kth-232441DiVA, id: diva2:1234168
External cooperation
GKN Driveline Köping AB
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-07-23 Created: 2018-07-23 Last updated: 2018-07-23Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2363 kB)103 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2363 kBChecksum SHA-512
6c9fc5573d5ad1d69dbad6925d475d4edaa16125155a61af3ba2a95621b42842c6b85827a9fb2281c69d744988b8117a89411f015cd81ff94561f1f0c800d128
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 103 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 390 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf