车辆传动系扭转振动研究

论文摘要

汽车动力传动系统扭转振动是汽车结构振动和车内噪声的主要来源,对汽车NVH品质有着重要影响。随着汽车功率的提高,汽车结构的轻量化以及人们对汽车乘坐舒适性要求的不断提高,动力传动系统扭转振动的问题变得更为突出。扭振减振器在改变动力传动系统固有频率,降低扭转振动,减小轴系动载荷,消除噪声方面具有非常好的效果,因此扭振减振器的研究就具有重要的现实意义。本文对装备有DF515A减振器的某车动力传动系统的扭转振动特性进行研究。首先根据车辆传动系统的结构特点,采用集中质量法对该车传动系统各部件进行等效转化,建立了怠速工况和行驶工况的扭转振动力学模型与数学模型。对DF515A减振器的阻尼特性进行了分析,建立了该减振器等效阻尼的数学表达式。分析了传动系统扭转振动的主要激振源（发动机周期性干扰力矩）的特性。对离散化的当量系统进行固有频率和主振型分析,研究表明DF515A扭振减振器能够将传动系统的大部分固有频率移除发动机常用转速区,降低了系统共振的可能性。采用Newmark-β数值仿真算法求解动力传动系统在发动机激励下的瞬态响应,研究表明该减振器对扭转振动有一定的衰减作用,但衰减率不够理想,减振性能有待提高。为提高减振器的减振性能,运用ADAMS软件中的优化模块,以减振器从动端扭振角速度波动幅值最小为优化目标,采用广义简约梯度法对减振器主、从动端转动惯量、扭转刚度和阻尼系数进行优化,得到了减振器主要参数的优化结果。优化后的减振器不仅衰减率提高了近30%,而且将动力传动系统的固有频率完全移除发动机常用转速区,更好的实现了减振和隔振的目的,为减振器的改进提供了重要参考。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究历程及现状
• 1.2.2 国内研究发展及现状
• 1.3 研究目的及内容
• 2 传动系扭振减振器
• 2.1 引言
• 2.2 离合器从动盘式扭振减振器
• 2.3 双质量飞轮式扭振减振器
• 2.3.1 DMF 的基本结构和工作原理
• 2.3.2 典型的DMF 结构
• 2.3.3 DMF 使用效果分析
• 2.4 小结
• 3 传动系统扭振分析模型的简化
• 3.1 引言
• 3.2 简化的原则与方法
• 3.2.1 系统简化原则
• 3.2.2 转动惯量的转换
• 3.2.3 扭转刚度的转换
• 3.2.4 阻尼系数的转换
• 3.3 传动系统主要零部件的简化
• 3.3.1 发动机的简化
• 3.3.2 双质量飞轮减振器的简化
• 3.3.3 变速器轴系的简化
• 3.3.4 驱动车轮部分的简化
• 3.3.5 整车平动动能转换
• 3.4 发动机的激励源
• 3.4.1 气缸内气体压力产生的激励力
• 3.4.2 运动部件惯性力产生的激振力
• 3.4.3 运动部件重力产生的激振力
• 3.5 传动系统扭振模型的建立
• 3.6 小结
• 4 动力传动系统扭振特性研究与仿真分析
• 4.1 引言
• 4.2 固有频率和主振型的计算
• 4.3 动力传动系统扭振固有特性分析
• 4.3.1 怠速工况
• 4.3.2 行驶工况
• 4.4 多自由度系统激励下的响应计算
• 4.4.1 模态叠加法
• 4.4.2 数值仿真法
• 4.4.3 动力传动系统扭振响应
• 4.5 小结
• 5 多级非线性减振器的优化
• 5.1 引言
• 5.2 优化模型的建立
• 5.2.1 设计变量的选择
• 5.2.2 目标函数的建立
• 5.2.3 约束条件的确定
• 5.3 优化结果
• 5.3.1 怠速工况的优化结果
• 5.3.2 行驶工况的优化结果
• 5.3.3 优化后系统的固有频率验证
• 5.4 小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目