混合动力汽车传动系统扭转振动研究

【摘要】：采用混合动力驱动的汽车的振动噪声问题要比常规汽车更加复杂,其扭转振动及引起的车内噪声对混合动力汽车NVH品质有着重要影响。研究其传动系统扭转振动特性也就具有更重要的理论和应用价值。为解决某型混合动力汽车的传动系统扭转振动与噪声问题,本文建立了复合行星轮系和整车传动系统的扭转振动力学模型,并对传动系统分别进行自由扭转振动分析及强迫扭转振动分析。为进行动力学分析,要确定传动系统各部件的动力学参数。该混合动力汽车传动系统的复合行星齿轮机构采用拉威娜(Ravigneaux)行星齿轮机构。复合行星齿轮机构的动力学模型的建立是整个传动系统建模的重点。固有振动特性(固有频率和振型)对传动系统的动态响应以及振动的形式有重要的影响。本文通过对传动系统固有频率的计算与仿真,分别得到了纯电动工况与混合动力工况下的振动模态,为传动系统的动态特性分析提供了理论基础。在计算传动系统的固有频率基础上,通过扭转减振器的刚度匹配实现共振转速的优化。研究发现,系统共振转速在某特定转速比下出现共振特性且在一定范围内随减振器刚度增大而增大。通过减小减振器刚度可以使共振转速远离发动机怠速转速范围,从而提高整车平顺性和乘坐舒适性。另外,分析了传动系统的动力学幅频与相频特性。在ADAMS中,通过加载激励到动力学模型中,进行动力传动系统强迫扭振仿真分析。在本论文中通过建立虚拟齿轮副模型来建立行星轮部分动力学模型。重点研究了传动系统各参数变化在不同激励源下对动力学特性的影响,包括扭转减振器阻尼系数与刚度、飞轮转动惯量、左右半轴刚度与阻尼以及车轮的扭转刚度。另外,对混合动力传动系各部件在纯电动工况和混合动力工况下的时域响应进行了分析。为确定噪声激励源,对动力合成箱进行噪声测试,并与所建动力学模型中仿真计算得出的固有频率与振型进行对比。研究发现,齿轮副啮合是该传动系的主要噪声源,而扭转振动是引起传动系噪声的重要原因。在试验与仿真计算的基础上,研究不同参数对传动系统的影响方式与影响程度,为传动系统的减振降噪提供可靠的参数优化及匹配方案。 【关键词】：混合动力汽车 扭转振动 拉威娜行星齿轮机构 固有频率
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.7;U463.2
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 引言11-12
• 1.2 汽车动力传动系扭振研究的发展史12-13
• 1.3 行星齿轮机构的建模方法13-15
• 1.4 扭振研究的主要理论和方法15-16
• 1.5 本文研究的主要内容16-18
• 第二章 传动系统扭转振动模型的建立18-36
• 2.1 动力传动系统描述18-21
• 2.2 齿轮副啮合刚度计算21-29
• 2.2.1 积分方程法21-25
• 2.2.2 石川公式法25-27
• 2.2.3 国标简化计算公式27-29
• 2.3 扭振模型转动惯量及扭转刚度的计算29-30
• 2.4 齿轮副动力学模型30-31
• 2.5 复合行星排动力学模型31-33
• 2.6 传动系统整体动力学模型33-34
• 2.7 小结34-36
• 第三章 传动系统自由振动特性分析36-46
• 3.1 传动系的固有频率36-37
• 3.2 传动系统模态分析37-42
• 3.2.1 纯电动工况下传动系统模态分析37-40
• 3.2.2 混合动力工况下传动系统模态分析40-42
• 3.3 共振转速的计算与分析42-43
• 3.4 传动系的幅频与相频特性分析43-45
• 3.5 小结45-46
• 第四章 传动系统强迫振动仿真分析46-75
• 4.1 阻尼参数的确定46-47
• 4.2 行星架部分中齿轮啮合对动力学模型的建立47-49
• 4.3 基于ADAMS的传动系统多体动力学仿真49-52
• 4.4 传动系幅频响应分析52-55
• 4.5 扭转减振器阻尼系数对扭振频域响应的影响55-61
• 4.5.1 发动机作为激励源55-57
• 4.5.2 电机1作为激励源57-59
• 4.5.3 电机2作为激励源59-61
• 4.6 扭转减振器刚度对扭振频域响应的影响61-67
• 4.6.1 发动机作为激励源61-63
• 4.6.2 电机1作为激励源63-65
• 4.6.3 电机2作为激励源65-67
• 4.7 飞轮转动惯量对扭振频域响应的影响67-68
• 4.8 左、右半轴刚度对扭振频域响应的影响68-70
• 4.9 左、右半轴阻尼对扭振频域响应的影响70-72
• 4.10 车轮扭转刚度对扭振频域响应的影响72-73
• 4.11 小结73-75
• 第五章 噪声测试与声源识别75-80
• 5.1 噪声测试75-77
• 5.2 噪声测试结果及声源识别77-79
• 5.3 小结79-80
• 第六章 总结80-83
• 6.1 研究工作总结80
• 6.2 主要结论80-83
• 参考文献83-86
• 致谢86-87
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文87

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

生产中传动系统的完善    杨英

弧面分度凸轮机构传动系统非线性动力学特性研究    贺炜,彭国勋,胡亚平,曹惟庆

发动机和传动系统安全装置的研究    陈龙宝

新型越野设备传动系统    本刊编辑部

Φ2×13m分级机传动系统的改造    夏永飞,宗钢

停车设备升降传动系统    沈厚友

二次调节静液车辆传动系统的智能PID控制    韩文,常思勤

履带车辆传动系统的传热仿真    许翔;毕小平;王普凯;

传动系统的能效改善    Bernd-Robert Hoehn;

线性传动系统标准化    Jochen Schmitt;

传动系统柔性化理论依据    王书林;崔文好;

化灰机传动系统安装工艺研究    史文胜;

精密空气静压导轨组件传动系统的设计与分析    龙威;赵彬;

机车传动系统扭转-轮对纵向耦合振动分析    姚远;张红军;罗赟;金鼎昌;

车辆传动系统旋转部件扭振固有特性测试方法研究    赵克刚;姚伟浩;

静液传动系统模型参考自适应控制仿真分析与试验研究    陈宝瑞;李和言;孙涛;

DMGH传动系统的特点及探讨    贺元成;罗旭东;冯彦宾;郑自求;

某型活塞发动机的发电机传动系统改进    王斌;

二次调节静液传动系统分段PID转速控制及其试验研究    姜继海;曹健;高维忠;

机械传动系扭振通用模型研究    尹华兵;邵朋礼;程瑞廷;

为城轨列车装上“中国心”    本报记者 唐克军 本报通讯员 王凤金

北车青岛四方所科研成果打破国外垄断    王凤金

上推后传动系统配套出口船    通讯员 张华

斯维奇公司5兆瓦传动系统在海装风电近海机组成功运行    MEB记者 天怡

Romax推出风机大兆瓦传动系统    记者 陆宇

工程船传动系统成杭齿新亮点    金小萍

TFE开发机载传动系统新技术    晓文

GKN计划扩展在华业务    记者 赖瑛

英国GKN传动系统部加快中国拓展    肖燕

东安集团直升机传动系统研制结硕果    张晓薇

特种船用动力传动系统动力学特性研究    张宇白

双速卷扬机多流传动系统动力学建模及动态性能分析    林超

大型风电机组传动系统状态退化的振动特征研究    谷泉

大间隙磁力传动系统驱动性能研究    许焰

汽车螺旋锥齿轮传动耦合非线性振动研究    王立华

风电机组传动系统运行稳定性劣化趋势预测方法研究    蒋章雷

滚轮传动系统振动噪声控制研究    曾宪任

动车组牵引传动系统设计方法研究    江程

地铁牵引传动系统对转向架振动的影响    王汛

基于二代小波变换的CRH5动车组传动系统故障诊断方法研究    胡永旭

基于商用车的动力传动系统振动特性研究    白新龙

面向轨道车辆传动系统的异常检测方法及其在滚动轴承中的应用    潘登

车用电磁复合无级传动系统的特性研究    李苓

大型风力发电机传动系统的动力学分析与故障预测    李祥雨

混合动力汽车传动系统扭转振动研究    王凯

城市公交静液传动系统节能分析    孙俊伟

基于虚拟样机的旋转平台传动系统的动力学分析    周泉