磁流变液双质量飞轮扭振减振特性研究

为检验设计的磁流变液双质量飞轮对传动系扭振的减振特性,基于AMESim建立了磁流变液双质量飞轮的仿真模型,获得其在不同扭转激励幅值、不同激励频率以及不同电流下的动刚度和滞后角曲线,并通过扭转试验台架验证了模型的准确性。进而结合其动态特性可由电流控制的特性搭建了控制模型,对其进行发动机台架试验,分别获得怠速、匀速、加速、减速、点火及熄火工况时磁流变液双质量飞轮对传动系扭振的衰减情况,并与普通双质量飞轮进行了对比。结果表明:磁流变液双质量飞轮在各个工况下对传动系扭振的衰减性能都优于普通双质量飞轮。     

混合动力汽车发动机启停工况扭振自适应模糊控制

混合动力汽车(hybrid electric vehicle, HEV)发动机启停过程伴随的转矩脉动,易诱发车辆传动系扭振,导致车辆动力不平顺。为解决上述问题,提出并验证基于电磁阻尼自适应模糊控制的传动系扭振主动控制方法。建立行星混联式混合动力汽车发动机启停工况动力学仿真模型和发动机启停控制逻辑,提出发动机启停扭振自适应模糊控制策略,开展2种运行状态下发动机启停工况仿真,对比分析无控制和自适应模糊控制下传动系扭转振动响应曲线。结果表明,自适应模糊控制相比无控制状态：定置停车时发动机启动和停机工况扭振平均衰减率分别为23.8%和30.1%,车辆行进间发动机启动和停机工况扭振平均衰减率分别为12.1%和23.6%。该方法可有效衰减发动机启停工况传动系扭转振动,提升混合动力汽车发动机启停工况NVH(noise, vibration, and harshness)性能。     

磁流变液双质量飞轮的设计及性能

为满足车辆不同工况时双质量飞轮应具有不同扭转阻尼的要求,结合磁流变液在磁场作用下的流变特性,将磁流变液应用到双质量飞轮中,通过对二级分段刚度曲线和弧形弹簧参数的设计,以及对电磁回路磁场和工作间隙阻尼力矩的分析,设计、制作了一套可通过励磁线圈电流来控制扭转阻尼的磁流变液双质量飞轮装置,并通过静态特性试验验证了其使用性能.文中还建立了AMESim动态仿真分析模型并进行了台架试验验证,结果表明,所设计的磁流变液双质量飞轮可通过控制励磁线圈电流来实现其扭转阻尼的半主动控制.     

基于单元建模法的怠速工况传动系建模及多种扭转减振器性能对比

采用单元建模法建立怠速工况传动系四自由度扭振模型,并对3种扭转减振器进行仿真对比。首先,为了能准确反映发动机动态扭矩波动对传动系扭振的影响,建立发动机准瞬态模型,并考虑动态摩擦力矩对其输出扭矩的影响;其次,对现有应用较为广泛的离合器扭转减振器、双质量飞轮扭转减振器以及一种新型离心摆式双质量飞轮进行非线性建模;同时对变速箱怠速工况常啮合齿轮对进行精确建模,并考虑齿轮啮合间隙、时变啮合刚度以及从动齿轮转动过程产生拖曳力矩等因素对模型精度的影响;然后对扭振模型进行试验验证;最后利用所建模型对3种扭振减振器性能进行对比分析。研究结果表明:仿真结果与试验结果基本一致,模型精度高,满足工程仿真需求;安装离心摆的新型扭转减振器减振性能最好,怠速工况振动衰减幅度达70%,能够进一步提升车辆NVH性能。     

发动机变阻尼扭振减振器的轴系扭振抑制分析

以发动机曲轴系扭转振动为研究对象,分析了扭振减振器阻尼比参数的变化对轴系扭转振幅放大系数的影响,并开展了轴系变阻尼扭振减振器的设计工作.计算结果表明:装配变阻尼扭振减振器后,系统的自振频率和临界转速都相应有所升高;当变阻尼扭振减振器在各临界转速下选取最佳阻尼值时,轴系自由端各阶扭转振幅均有明显降低,显著改善了发动机的扭转振动特性,验证了变阻尼扭振减振器对轴系扭转振动抑制的有效性.     

应用于汽车动力总成启停工况的磁流变悬置设计与试验

为了克服汽车动力总成在启停工况下的大幅抖动和转矩激励使得车辆平顺性变差的缺点,设计了一种应用于汽车启停等低频工况的流动模式磁流变悬置.考虑激励电流对磁流变液黏度以及液阻效应对阻尼通道内液体流量的影响规律,建立磁流变悬置阻尼力数学模型和磁路的多目标优化函数;利用Isight和ANSYS软件搭建协同仿真优化平台,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行磁路的优化设计;分别进行磁流变悬置单体动态性能测试以及整车启停工况下的隔振性能测试.试验结果表明:优化后的磁流变悬置可控阻尼力相对于优化前增加了111.71%,恢复力相对于优化前增加了21.99%;汽车在启停工况下,当激励电流为1.0A时,安装优化后的磁流变悬置时悬置被动侧(与车身相连接的一侧)的振动加速度峰值相对于优化前减小了33.3%,驾驶员座椅导轨处的振动加速度减小了21.6%,改善了车辆的平顺性.     

某SUV车内低速轰鸣的分析与优化

为了改善某SUV汽车加速过程中存在的低速抖动和轰鸣问题,进行了振动与噪声测试和仿真分析,提出了将单质量飞轮改成双质量飞轮、减小离合器弹簧的扭转刚度、增大传动轴的轴径以及在传动轴的末端安装扭转减振器等多种优化方案.通过综合路况实车试验,发现了安装的扭转减振器的橡胶存在老化和难以控制阻尼的问题.结果表明:低速抖动和轰鸣问题发生在发动机转速在1 200 r·min~(-1)附近,主要由传动系统的低速扭振引起;提出的优化方案能有效改善传动系统的低速扭振问题,同时能降低驾驶员和乘客耳旁的A级噪声2~3 d B;减小离合器的扭转弹簧刚度和增大传动轴的轴径为最终确定的优化方案.     

基于磁流变阻尼器的轴系扭振特性研究

针对传统被动硅油减振器调谐范围较窄、不易匹配的问题,基于磁流变液的流变效应,提出并设计了一种应用于轴系扭振半主动控制的磁流变阻尼.根据所设计的磁流变阻尼器结构,推导建立了其力学模型,并对其进行了磁场仿真;然后将其引入到曲轴系统中,建立磁流变阻尼器-曲轴系统耦合模型,利用Newmark法进行数值仿真,获得曲轴系统的扭振响应,并分析作用于磁流变阻尼器上的电流对扭振特性的影响.结果表明:磁流变液板极外的漏磁与磁压降较小,所设计的磁路是有效的;传统的硅油减振器对曲轴6谐次扭振幅值具有较好的抑制作用,但是对4.5谐次扭振效果的抑制不理想,反而使扭振幅值增大;与传统硅油减振器相比,采用磁流变阻尼器可使曲轴系统具有明显的变刚度、变阻尼特性.通过施加合适的电流,可使曲轴系统的扭振幅值在整个工作转速范围内达到最低.      

发动机一缸熄火时车辆动力传动系扭振研究

利用系统矩阵法建立了车辆动力传动系在发动机一缸熄火时的扭振数学模型.对正常发火和单缸熄火时的激励力矩及V型和直列两种类型的发动机一缸熄火激励力矩进行了简谐分析.以装有V型6缸发动机的某型车辆为例,计算并分析比较了该车动力传动系统在发动机正常发火和一缸熄火时的扭振特性.结果表明,一缸熄火时系统扭振特性显著改变,且动载加大.     

周向短弹簧型双质量飞轮参数匹配

为了研究周向短弹簧型双质量飞轮的扭转减振特性参数匹配,以某一商用车辆为对象,遵循模型简化前后动力传动系统的动能和势能不变原则,建立了目标车型的传动系统集中质量分析模型。并基于模型分析了双质量飞轮的主要参数(惯量比、扭转刚度和阻尼系数)对其减振性能的影响。结合目标车型的传动系统参数,进行了双质量飞轮参数匹配设计,确定了主要参数的数值。通过整车试验对本次设计的双质量飞轮的减振效果进行了验证,结果表明,在怠速工况下,本次设计的双质量飞轮对发动机角加速度幅值的衰减约为71.4%,效果显著;在行驶工况下,加速过程中的最大衰减达到78.6%,同时减速过程中也具有较好衰减效果,达到设计要求,为双质量飞轮参数匹配提供了参考。     

典型工况与工作模式下混联式混合传动系统振动分析

针对发动机、电动机和行星齿轮系等子系统组成的混联式混合动力驱传动系统,考虑动力控制策略以及典型运行工况,建立了混合动力驱传动系统扭转动力学模型,分析了纯电动、混合动力和停车充电工作模式下系统的固有特性和瞬态响应.研究发现,3个模式下系统的重根频率相同且只与行星齿轮系统的转动惯量和啮合刚度等参数有关,纯电动和停车充电模式下系统的非重根频率和振型均相近;整车加速度瞬态响应与激励源干扰力矩的频率成分相同,在启动电机工作阶段和停机阶段低转速运行时,转矩波动引起的整车纵向振动较大.模式切换造成激励源转矩突变,行星齿轮系统的角加速度波动幅值明显增大.     

机械变速器齿轮敲击现象建模及其影响因素

利用车辆基本参数和实车传动系统各部件的等效转动惯量、扭转刚度和阻尼扭转特性参数,建立了包含LuGre轮胎模型在内的传动系统非线性扭转振动和车辆纵向平移运动耦合模型.利用耦合模型再现了车辆处于一挡加速工况下各非承载齿轮对的敲击情况,并分析了各非承载齿轮对敲击强度的主要影响因素.结果表明,合理设计各挡位齿轮对齿侧间隙和等效转动惯量大小可有效抑制机械变速器齿轮敲击现象.     

车辆动力传动系振动研究述评

综述了车辆动力传动系振动的研究进展 从振动的角度看 ,车辆动力传动系可分为弯曲振动系统和扭转振动系统 目前主要采用试验模态分析和有限元等研究方法对动力传动系弯曲振动特性进行研究 ,建立了较为理想的弯曲振动分析模型 在动力传动系扭转振动的研究方面 ,许多学者对此进行了有益探索研究 ,并取得了一定的进展 但限于分析条件 ,车辆动力传动系弯曲、扭转振动耦合的研究尚不十分完善 ,尤其在国内 ,这一研究尚处于起步阶段 因此 ,在动力传动系弯曲、扭转振动的研究已相对成熟的基础上 ,动力传动系的弯曲、扭转振动耦合对其振动特性影响的研究将是今后一段时间的主要研究内容     

双质量飞轮传动系统中熄火异响的改善

采用双质量飞轮后,传动系统的共振转速降低到怠速转速以下,有助于改善常用行驶工况NVH性能.但是,在发动机启动、熄火过程中,必然经过系统的共振区域,在该工况下,容易引起较大的转速波动,造成变速箱打齿声.本文针对空档怠速工况下发动机熄火引起的变速箱打齿声,提出通过ECU熄火标定策略优化解决此问题的办法.     

发动机扭转减振器建模仿真研究

为了减小发动机的振动伤害,对发动机的扭转减振器进行了研究。首先,对其工作原理进行了研究,在此基础上建立数学模型;基于MATLAB/SIMULINK软件,建立发动机扭转减振器仿真模型,在不同的工况下进行了仿真实验。实验结果表明,扭转减振器的工作性能主要与其振幅放大系数的值有着直接关系。扭转减振器的阻尼系数、刚度以及转动惯量等都对振幅放大系数有一定的影响;并且从实验还可以看出发动机扭转角度的平衡点起初随阻尼系数的增加而增大,到了临界点后将随着阻尼系数的增加而减小,因此,在设计发动机扭转减振系统时应综合各参数建模,将阻尼系数的值设置在平衡点附近,以取得最佳的阻尼效果。     

汽车整车振动特性研究综述

综述了汽车整车振动特性的研究进展,从振动的角度看,汽车振动系统可分为车自振动系统和动力传动系扭转振动系统,在汽车车身振动特性的研究方面,许多学者对此进行了有益的探索研究,并取得了一定的进展,目前对动力传动系扭转振动特性研究主要采用试验模态分析和有限元等研究方法,建立了较为理想的动力传动系振动分析模型,但限于分析条件,对汽车车身振动和动力传动系扭转振动耦合的研究尚不十分完整,尤其在国内,这一研究尚处于起步阶段,因此,在汽车车身振动和动力传动系扭动振动特性的研究相对成熟的基础上,汽车车身振动力和动力传动系扭转振动的耦合对汽车整车振动特性影响的研究将是今后一段时间的的主要研究内容。     

工程车辆传动系统自动激动研究

分析了工程车辆传动系统自激振动产生的原因和机理,并建立了数学模型。经分析,工程车辆传动系统在高滑转率下常会失稳而产生自激振动,对车辆产生不利影响,指出了目前在工程车辆传动系统自激振动领域中急需解决的研究问题。     

基于MATLAB/SimDriveline的某型军用车辆起步过程仿真研究

为了进一步建立准确的车辆起步过程的车辆模型,该文对车辆动力学模型及起步过程仿真进行了研究。该文使用面向对象的模块化建模方法,利用物理系统建模软件MATLAB/SimDriveline将车辆动力传动系统分解为各自独立的具有完整物理意义的子模块。在此基础上建立了发动机、液力变矩器、换挡离合器、地面行驶阻力等子模块数学模型和车辆整车动力学模型,对模型的一档起步过程进行仿真分析。最后得到了一档起步过程中发动机转速、输出转矩和变速箱输出转矩的仿真数据。研究结果表明仿真分析结果与实验结果基本一致,该车辆动力学模型是准确的。     

汽车智能启停系统及制动能量回收策略性能分析

为了减少汽车行驶过程中能量消耗、减轻尾气排放对环境污染,同时对怠速及制动消耗能量再回收利用,对汽车智能启停技术及制动能量回收技术进行研究。首先介绍汽车启停系统研究背景、工作原理,及制动能量回收策略;其次运用advisor软件对汽车进行建模,并结合城市道路工况进行仿真分析;最后搭建试验台架,实验分析启停系统的燃油经济性及制动能量回收性能。结果表明:该启停系统百公里油耗降低,燃油经济性更好;能量回收策略通过回收制动能量更有效快速重启发动机,提高整车性能。     

车辆多级行星传动系统强迫扭转振动与动载特性

针对某车辆行星传动系统,以发动机动态转矩为激励,采用集中参数法建立纯扭转强迫振动模型,利用拉格朗日方程建立系统微分方程并进行求解。分析了各部件在同一档位的振幅特性,得出不同部件的振动特点。研究了不同档位下行星排的振动,得出行星排在空载与受载时扭振的差异。最后对行星排啮合力波动量和动载荷系数进行计算,为行星传动系统设计和动态分析提供了依据。