汽车动力传动系扭振分析及其对车辆振动影响研究

摘要

一直以来，微型客车凭借其经济实用的特点，受到了广大消费者的青睐。由于微型客车传动系较长，扭转振动相对明显，可能对车辆的振动与噪声产生较大影响，是车内振动与噪声的重要来源。近年来，随着汽车市场的蓬勃发展和各大厂商的激烈竞争，人们对车辆的乘坐舒适性也提出的了越来越高的要求，因此对传动系扭转振动及其对车辆振动噪声的影响研究具有一定意义和现实的工程实用价值。
　　本文以某微型客车动力传动系为研究对象，研究其扭振特性及其对车辆振动噪声的影响。首先对车辆的动力传动系进行三维模型及ADAMS多体动力学建模，对所建立的刚-柔耦合多体动力学模型进行自由振动计算，得到其固有特性，通过与轴系当量模型的对比，总结出轴系扭振特性。
　　其次，进行了目标车型的试验分析。对项目车辆进行了扭振、传动系振动、车身振动及车内噪声的同步测试，同时还对车辆进行了振动及噪声的扫频测试。总结了车辆扭振、轴系及车身振动、车内噪声的特征以及车辆振动噪声固有特性，验证及校核了ADAMS多体动力学及当量模型的准确性。此外，通过分析车辆扭振与车身振动噪声之间的关系，确定了汽车传动系扭振引起车内振动噪声的两个途径应为传动轴将扭振交变力矩分别传递至变速箱及驱动桥壳体，引起壳体振动，进而使车辆产生振动与噪声。发动机转速为1200rpm时，扭振幅值较大，通过驱动桥壳体将振动传递至车身，其激励频率为40Hz，与车身固有频率一致，产生共振，引起车内振动噪声问题;发动机转速为1500rpm时，发动机激励频率与轴系扭振频率固有频率一致，产生共振，引起变速箱及驱动桥壳体剧烈振动，两壳体又将振动传递至车身，由于车身结构存在50Hz的固有频率，又引起了车身的共振，产生强烈的振动，从而引起车内振动噪声问题。
　　最后建立了轴系与变速箱壳体及轴系与驱动桥壳体的简化模型，通过对力学关系的公式推导与仿真验证，说明了轴系所受交变力矩会引起壳体受到确定的交变力矩，引起壳体振动，从而验证了扭振引起车辆振动噪声的途径，阐明了扭振引起车辆振动噪声的机理。同时，利用动力学方程的基本原理，对试验中后桥振型与驱动桥壳体受力的关系进行了分析与解释。为进一步研究振动传递规律及减振方案提供了理论指导及改进方向。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 汽车动力传动系统扭振研究现状

1．2．1 国外研究历程及现状

1．2．2 国内研究历程及现状

1．3 本文主要研究内容

第2章 汽车动力传动系扭振研究理论及方法

2．1 扭振计算方法简述

2．2 扭振多体系统动力学理论

2．2．1 ADAMS中多刚体动力学理论

2．2．2 ADAMS中多柔体动力学理论

2．3 扭振测试原理及方法

2．3．1 扭振测试方法

2．3．2 非接触式扭振测试原理

2．4 本章小结

第3章 汽车动力传动系扭振的仿真研究

3．1 汽车动力传动系多体动力学模型的建立

3．1．1 几何模型的简化建模及装配

3．1．2 多刚体动力学模型

3．1．2 刚-柔耦合动力学模型

3．2 仿真计算结果

3．3 本章小结

第4章 汽车动力传动系试验分析

4．1 运行工况试验简介

4．1．1 测试目的及项目

4．1．2 测试系统组成及测点布置

4．2 扭振测试分析

4．2．1 测试结果处理分析

4．2．2 测试结果

4．3 振动噪声测试分析

4．3．1 测试结果处理分析

4．3．2 测试结果

4．4 扫频试验分析

4．4．1 振动测点扫频响应

4．4．2 噪声测点扫频响应

4．4．3 测试结果

4．5 扭振与车辆振动噪声之间关系

4．6 本章小结

第5章 传动系扭振引起变速箱及驱动桥振动机理分析

5．1 变速箱轴系与变速箱壳体力学关系分析

5．1．1 平行轴理论公式推导

5．1．2 仿真验证

5．2 主减速器轴系与驱动桥壳体力学关系分析

5．2．1 主减速器齿轮受力分析

5．2．2 主减速器轴系与驱动桥壳体力学关系

5．3 驱动桥振动特性及其机理分析

5．4 本章小结

总结与展望

1 总结

2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文