基于双质量飞轮的启停工况传动系扭振研究

为研究发动机启停工况时装有双质量飞轮传动系的扭振特性,建立了双质量飞轮的动特性仿真模型,分析获得了不同扭转频率和振幅激励下的动刚度和阻尼角曲线,并通过动特性试验验证了模型的准确性. 发动机启停工况时传动系将产生瞬时大扭矩和扭转振幅,从而引起车辆剧烈抖动,且可能导致零件损坏,然而增大双质量飞轮阻尼的解决方案却会影响怠速及匀速行驶工况时传动系的扭振减振效果. 针对传动系不同工况对双质量飞轮阻尼的对立要求,结合磁流变液黏度可受磁场强度控制的特性,设计了一套阻尼可调的半主动控制式的磁流变液双质量飞轮装置并对其进行启停工况分析. 结果表明,磁流变液双质量飞轮在启停工况时最大扭矩和相对转角比传统双质量飞轮明显降低,从而可降低启停时车辆及传动系的抖动.      

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。     

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。     

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.      

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。     

车辆座椅悬架用磁流变阻尼器的阻尼特性实验研究

在分析磁流变阻尼器的工作原理和简化模型的基础上,以座椅悬架用磁流变阻尼器为实验对象,在不同控制电流和不同激振频率输入下,对磁流变阻尼器的阻尼特性进行了台架实验研究。结果表明,该磁流变阻尼器耗能效果明显,而且阻尼力随着控制电流、激振频率的增加而增大,并趋于平衡。     

基于虚拟仪器的汽车传动系冲击性能检测系统

基于LabVIEW RT技术,设计了双闭环汽车传动系冲击性能检测系统。通过分析台架系统突接离合器冲击工况,建立了传动系受冲击扭矩数学模型。通过调节直流电动机的转速、转矩和改变惯性飞轮组的惯性质量,实现了对汽车传动系冲击性能的检测,采用工控机和数据采集卡构成了实时数据采集和速度、电流实时控制的硬件,并开发了测试系统的数据控制程序和用户界面程序。试验结果表明,检测系统有较好的稳态精度和动态特性。     

汽车传动系扭转振动建模与仿真分析

文章根据汽车传动系扭振动力学方程,建立了传动系扭振仿真模型,在此基础上进行仿真分析,并通过实车试验加以验证,通过仿真运算,观察到传动系中存在较明显的扭振成分;对仿真模型中的参数进行灵敏度分析,得出对扭振影响较大的参数,通过对相应参数的修改,使得扭振降低,该方法为解决车辆传动系扭振提供了参考依据。     

汽车双质量飞轮转矩特性建模与仿真

建立了双质量飞轮转矩特性数学力学模型,运用ADAMS软件对双质量飞轮进行动力学仿真分析,获得了与试验相吻合的转矩特性曲线,得出了考虑摩擦的仿真分析模型更能真实地反映双质量飞轮的转矩特性,并且可以增大转矩的结论;利用弹簧座头部的相互楔入摩擦作用,获得了大扭转角时转矩的非线性增加,实现了在低转矩小扭转角所具有的柔性、大扭转角时的高反抗转矩特性,使动力传动系统的一、二阶共振转速被完全有效地隔离在发动机的正常转速范围之外,达到了隔振设计的目标.