双质量飞轮减振系统测试技术研究

摘要

随着汽车工业的发展，对车辆的噪声、振动与声振粗糙度（NVH）问题的研究已经成为当前的热点。汽车是一个复杂的多自由度的振动系统，发动机为整车提供动力的同时，不可避免地将产生的扭转振动传递到动力传动系统中，引起整车的振动与噪声，当激励力矩的频率与系统的固有频率相同或相接近时，甚至会导致严重的安全问题。当前，发动机朝着超高速、轻型、大功率方向发展的同时，对车辆振动的控制却较以往更加地严格，双质量飞轮的出现，在一定程度上解决了传动系统的扭振问题。然而，由于国内对于双质量飞轮的研发尚处于起步阶段，不仅在设计、制造方面与国外存在较大差距，同时，缺乏系统的方法来验证双质量飞轮对降低传动系统扭振的效果。因此，对双质量飞轮及传动系统扭转振动的测试研究具有重要的理论价值与实际意义。
　　 本论文以双质量飞轮与传动系统为研究对象，围绕其扭振测试问题进行了相关的研究:1.发动机、双质量飞轮及传动系统扭振模型的建立，相关的扭振计算与振动分析；2.扭振测试方法与技术的研究，测试方法的设计与选择；3.双质量飞轮扭振测试试验台的设计与搭建、扭振测试系统的设计；4.扭振台架测试试验与结果分析。
　　 首先，针对轴系的扭振问题，在系统地分析研究国内外发展现状的基础上，从扭振测试技术与方法、扭振数据处理与分析、扭振测试精度与可靠性方面进行了较为详细地论述，并提出了研究的目的、内容及意义。
　　 其次，在分析双质量飞轮减振原理的基础上，建立了试验台轴系的扭振模型，利用模态分析方法分析了试验台的固有扭振特性，并利用ADAMS动力学仿真软件，对双质量飞轮的减振性能进行了理论计算与分析。
　　 第三，分析比较了国内外各种扭振测试方法的特点，重点对于扭振信号的采集、数据的处理、离散信号的分析方法等作了研究。针对双质量飞轮及传动系统，提出了一种基于等角度采样后进行离散傅立叶变换的扭振阶比分析方法。并采用扭振信号仿真分析，验证方法的正确性。
　　 第四，针对测试目标要求提出扭振试验台的设计原则及总体方案，完成试验台架的各部件的选型。设计出基于虚拟仪器技术的扭振测试系统，完成了硬件设备的选型：采用基于LabVIEW8.2的开发平台，开发出扭振信号分析软件，实现扭振数据的处理与分析。
　　 最后，设计了台架试验方案，将实测数据与理论计算进行对比，检验双质量飞轮对动力传动系统的减振作用；通过与ANZT10扭振测试仪测试结果的比较，验证了所开发的测试系统具有较好的准确性。此外，分析了影响测试精度与可靠性的因素，为今后扭振测试的改进提供了参考。