目前很多adams的應用集中在了發動機本身，及變速箱這塊。因此對adams中的powertrain做基本介紹，來源于一篇技術文檔，根據的是2005版的模型。

1 Powertrain的模板包含了發動機、離合、變速器、差速器。離合器連接發動機及變速箱，變速箱的輸出應用到差速器上，最終用到輪胎上。

 2 包含的方程：

微分方程：clutch_slip；engine_omega

狀態變量（代數方程）：analysis_type; clutch_displacement_ic; clutch_torque; differential_torque; engine_rpm; engine_speed; engine_torque; halfshaft_omega_left; halfshaft_omega_right; max_braking_torque; max_driving_torque; throttle_position_ems; total_axle_torque; transmission_input_omega

動力總成的主要輸入就來源于SDI_TEST_RIG的throttle，clutch，brake

動力總成的核心輸出就是“clutch_torque”，疊加變速箱的傳動比及差速器，最終到車輪。

 3 動態仿真中的工作原理

動總模型只有一個part（ges_engine），代表了engine block、clutch housing、和transmission的質量及慣量。

為了在仿真中允許更大的積分步長，曲軸用微分方程（engine_omega）表示，將曲軸的旋轉加速度轉化為發動機的角加速度（每旋轉60deg需要一個積分步長）。發動機的動態特性就根據Torque=Inertia*angular_acceleration。

整理下可得到

Engine acceleration=d(W)/dt=(engine torque-clutch torque)/(engine rotation inertia)

W是發動機的角速度（omega），另外此單位是rad/sec，需要轉換。

Engine_inertia就是等效的旋轉慣量，包含曲柄、飛輪、連桿、凸輪軸、活塞等。

上述公式在軟件中的語句是

“engine_omega”=(VARVAL(engine_torque)-VARVAL(clutch_torque))*(GC)/(pvs_engine_inertia)

通用的spline（gss_engine_torque）代表的是發動機穩態下的力矩VS轉速VS節氣門開度。在任何仿真開始前，都會將這條曲線讀入。例如，自帶的V8_240HP_400Nm.pwr，負的值是為了當節氣門開度是0的時候，實現發動機制動。

 

離合器細節

并沒有部件代表離合器-只是通過微分及代數方程連接發動機與變速箱。

離合的力矩有clutch demand決定，從0到1；

0代表腳離開離合器，離合器完全嚙合；

1代表腳完全踩住離合器，離合器開；

可以通過設置變量pvs_clutch_closed和pvs_clutch_open來代替clutch demand。

離合器只有在嚙合狀態才會計算力矩，發動機曲軸與變速箱輸入軸之間會存在滑移位移或者滑移速度，離合器就像是個扭簧，可以通過（pvs_clutch_capacity）控制最大的離合器力矩。

在軟件中語句是：

If（VARVAL（cis_transmission_demand_adams_id）:1,0,1）

*Step(VARVAL(cis_clutch_demand_admas_id),pvs_clutch_close,1,pvs_clutch_open,0)

*MAX(-(pvs_clutch_capacity),

MIN(pvs_clutch_capacity, (pvs_clutch_stiffness*DIF(clutch_slip)

+ pvs_clutch_damping*DIF1(clutch_slip))))

離合器滑移速度是曲軸轉速與變速箱輸入軸轉速的差值，當離合器嚙合，離合器滑動位移就是速度的積分，當離合器開，滑移位移通過變量（pvs_clutch_tau）設置為0。

假設s是滑移，當離合器嚙合

d(s)/dt=engine_omega-transmission_input_omega;

當離合器開，d(s)/dt=s/clutch_tau;

在adams中的語句是

Clutch_slip=

STEP(VARVAL(cis_clutch_demand_adams_id),pvs_clutch_close,1,pvs_clutch_open,0)

*(DIF(engine_omega)-VARVAL(transmission_input_omega))

-STEP(VARVAL(cis_clutch_demand_id),pvs_clutch_close,0,pvs_clutch_open,1)

*DIF(clutch_slip)/(pvs_clutch_tau)

 

變速箱詳細信息

變速箱根據gear demand提供傳動比，并沒有旋轉慣量。離合器力矩*檔位傳動比*主減速比，再當做total axle torque傳遞到差速器軸。

Total_axle_torque=

Akispl(MIN(MAX(0,VARVAL(cis_transmission_demand_adams_id)),(pvs_max_gears)),0,gear_ratio_spline)

! selects gear

*(pvs_final_drive)

*(VARVAL(halfshaft_omega_left)+VARVAL(halfshaft_omega_right))/2

“transmission_input_omega”僅僅在這兩個微分方程中使用，“engine_omega”和“clutch_slip”

可以設置每個檔位的速比。

0代表的是中位，-1代表的是倒擋。

 

差速器詳細信息

差速器模型使連接到懸架系統上的半軸進行轉動。差速器輸入轉速是左右輸出軸轉速之和的平均值乘以主減速比。同樣的，變速器輸出力矩乘以主減速比分配給輸出軸，在發動機的縱向軸線有個反作用力矩。

差速器模型包括作用在左右輸出軸上的限滑力矩，這個力矩與左右輸出軸的轉速相關。限滑力矩-轉速的關系由屬性文件定義。

Differential_torque=

MAX(-ABS(VARVAL(total_axle_torque)),MIN(ABS(VARVAL(total_axle_torque)),2*AKISPL((VARVAL(halfshaft_omega_left)-VARVAL(halfsaft_omega_right))/ucf_angle_to_radians,0,gss_differential)))

 

4 靜平衡過程。

在靜平衡“Straight”或者“Skipad”中，d(W)dt是0，所以Clutch_torque=Engine_Torque；離合器滑移速度是0，意味著當離合器嚙合時（clutch=0），發動機轉速與變速箱輸入轉速是一樣的。

Engine_torque=(Akispl((akispl(MIN(Max(0,VARVAL(cis_demand_adams_id)),

(pvs_max_gears)),0,gear_ratio_spline)*(pvs_dinal_drive)*

(VARVAL(halfshaft_omega_left)+VARVAL(halfshaft_omega_right))/

(2*ucf_angle_to_radians)),

MAX(0,MIN(1,Dif(cis_sse_diff1_adams_id)/100)),gss_engine_torque))

同樣的，“gss_engine_torque”是轉速與油門開度的曲線，但是有兩個重要的變化。第一，用變速器輸入轉速代替了發動機轉速；第二，油門開度（DIF（cis_sse_diff1_adams_id））由內置的DIFSUB函數計算，通過迭代計算所需的開度（考慮了檔位、初始速度）去平滑滾動阻力，風阻及輪胎tire scrub forces。

一旦找到合適的油門開度，因為我們知道發動機轉速，便可以獲得engine_torque和clutch_torque。通過clutch_torque及clutch_stiffness計算初始的clutch_slip。

Clutch_torque=IF(VARVAL(cis_transmission_demand_adams_id):1,0,1)

*STEP(VARVAL(cis_clutch_demand_adams_id),pvs_clutch_close,1,pvs_clutch_open,0)

*MAX(-(pva_clutch_capacity),MIN(pvs_clutch_capacity,(pvs_clutch_stifness*DIF(clutch_slip)

+pvs_clutch_damping*DIF1(clutch_slip))))

在標準的Solver中，靜平衡下的速度是不能計算的。使用了VARSUB，計算輪子的轉速。

VARSUB subroutine

1004.0，（jxl_joint_i_21.adams_id）,（jxl_joint_j_21.adams_id），（jxl_joint_j_21.adams_id），（cil_tire_force_adams_id）

PAR(1) branch id

PAR(2) I marker of halfshaft rev joint

PAR(3) J marker of halfshaft rev joint

PAR(4) Reference marker in whose coord system veocity is calculated

PAR(5) tire ID to which the halfshaft connects