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汽车动力传动系统扭振ODS测试分析与应用李小亮【摘要】完成某匹配直列四缸柴油发动机前置、后轮驱动、手动变速箱皮卡车的动力传动系统扭振工作变形测试,确定其第2阶扭振峰值频率与振型;建立该车动力传动系扭振仿真模型,分析得到与实测相同工况的动力传动系第2阶扭振模态;对标仿真分析与实际测试的第2阶扭振峰值频率与振型,结果显示良好.基于扭振ODS 分析确定的频率与振型,说明仿真模型与分析结果可信,后续可扩展应用该类仿真模型,为全面预测、分析优化汽车动力传动系扭振引起的NVH问题,提供一种快速、有效的方法.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)013【总页数】4页(P114-117)【关键词】动力传动系统;扭振;工作变形分析;仿真模型【作者】李小亮【作者单位】江铃汽车股份有限公司;江西省汽车噪声与振动重点实验室,江西南昌330001【正文语种】中文【中图分类】U467.3CLC NO.:U467.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)13-114-04 汽车动力传动系统扭振是影响其NVH性能的重要因素之一。
工程上通过汽车动力传动系统扭振分析，明确扭振NVH问题的主要影响部件，合理设计、匹配其相关参数，调整传动系扭振固有频率，避免扭转共振产生，可有效提升汽车NVH性能。
本文基于振动工作变型（Operational Deflection Shapes, ODS）理论，通过对某匹配直列四缸柴油发动机前置、后轮驱动、手动变速箱皮卡车的动力传动系统扭振ODS测试与分析，确定其扭振频率与振型；建立该车动力传动系扭振仿真模型，分析得到扭振频率与振型，并与实测分析结果对标。
因动力传动系扭振测试方法与结果分析的局限性，提出基于汽车动力传动系扭振仿真模型与扭振ODS测试的良好对标结果，拓展应用扭振仿真模型，为全面分析与优化涉及汽车动力传动系扭振的NVH问题，提供一种快速、有效的分析方法。
考虑转矩脉动的电动汽车传动系统扭转振动抑制目录一、内容综述 (2)1. 研究背景 (2)2. 研究意义 (3)3. 文献综述 (4)二、电动汽车传动系统概述 (6)1. 电动汽车传动系统构成 (7)2. 传动系统工作原理 (8)3. 传动系统的主要挑战 (9)三、转矩脉动分析 (10)1. 转矩脉动的产生 (12)2. 转矩脉动的影响因素 (13)3. 转矩脉动的测量方法 (14)四、传动系统扭转振动模型建立 (14)1. 动力学模型概述 (15)2. 模型假设与简化 (17)3. 模型的建立与验证 (18)五、扭转振动抑制策略 (20)1. 控制器设计 (21)2. 控制策略分类 (22)3. 策略实施与效果评估 (23)六、优化与改进方法探讨 (24)1. 传动系统参数优化 (25)2. 控制器参数调整与优化 (27)3. 新技术与方法的应用探讨 (28)七、实验研究与分析 (29)1. 实验平台搭建 (30)2. 实验方法与步骤 (31)3. 实验结果分析与讨论 (32)八、结论与展望 (33)1. 研究成果总结 (35)2. 研究不足与局限性分析 (35)3. 未来研究方向与展望 (37)一、内容综述随着电动汽车技术的快速发展，传动系统的性能要求越来越高。
扭转振动问题一直是影响电动汽车行驶稳定性和舒适性的关键因素之一。
对电动汽车传动系统扭转振动的抑制进行研究具有重要的现实意义。
目前关于电动汽车传动系统扭转振动的研究仍存在一些问题，由于电动汽车传动系统复杂的非线性特性，传统的控制方法难以取得理想的效果。
电动汽车传动系统的瞬态响应特性对扭转振动的影响较大，而现有的控制方法往往难以兼顾动态性能和稳态性能。
电动汽车传动系统的实际运行环境复杂多变，如何在这种环境下实现对扭转振动的有效抑制仍是一个挑战。
1. 研究背景随着电动汽车技术的不断发展，电动驱动系统已成为新能源汽车的核心部件之一。
在实际运行过程中，电动驱动系统往往会出现扭矩脉动现象，这种脉动会对传动系统的扭转振动产生不利影响，降低系统的运行效率和稳定性。
船舶柴油机的轴系扭转振动的分析与研究【摘要】本文通过一些国内因轴系扭转振动而引起的断轴断桨的事故实例，来分析引起轴系扭转振动的主要原因，分析扭振主要特性，并提取一些减振和防振的基本控制措施。
【关键词】船舶柴油机轴系扭振危害分析措施在现代船舶机械工程中，船舶柴油机轴系扭转振动已经成为一个很普遍的问题，它是引起船舶动力装置故障的一个很常见的原因，国内外因轴系扭转而引起的断轴断桨的事故也屡见不鲜，随着科学水平的提高和航运业的发展，人们越来越重视船舶柴油机组的轴系扭转振动，我国《长江水系钢质船舶建造规范》和《钢质海船入级与建造规范》（简称《钢规》）和也均规定了在设计和制造船舶过程中，必须要向船级社呈报柴油机组的轴系扭转振动测量和计算报告，以此来表明轴系扭转振动的有关测量特性指标均在“规范”的允许范围内。
1 船舶柴油机轴系扭转振动现象简介凡具有弹性与惯性的物体，在外力作用下都能产生振动现象。
它在机械，建筑，电工，土木等工程中非常普遍的存在着。
振动是一种周期性的运动，在许多场合下以谐振的形式出现的，船舶振动按其特点和形式可分为三种，船体振动，机械设备及仪器仪表振动，和轴系振动。
船舶柴油机轴系振动按其形式可分为三种：扭转振动，纵向振动，横向振动。
柴油机扭转振动主要是由气缸内燃气压力周期性变化引起的，它的主要表现是轴系上各质点围绕轴系的旋转方向来回不停的扭摆，各轴段产生不相同的扭角。
纵向振动主要是由螺旋桨周期性的推力所引起的。
横向振动主要是由转抽的不平衡，如螺旋桨的悬重以及伴流不均匀产生的推力不均匀等的力的合成。
船舶由于振动引起的危害不但可以产生噪音，严重影响旅客和船员休息，还会造成仪器和仪表的损害，严重的时候甚至出现船体裂缝断轴断桨等海损事故，直接影响船舶的航行安全。
而在船舶柴油机轴系的三种振动中，产生危害最大的便是扭转振动，因扭转振动而引起的海损事故也最多，因此对扭转振动的研究也最多。
而且当柴油机轴系出现扭转振动时，一般情况下，船上不一定有振动的不适感，因此这种振动也是最容易被忽视的一种振动形式，一旦出现扭转振动被忽视，往往意味着会发生重大的事故。
混合动力汽车传动系扭转振动分析及控制张德久;于海生;张建武;鲁统利;唐小林【摘要】针对某深度混合动力汽车传动系统存在的扭振问题,本文用ADAMS建立了包括发动机,传动系,悬置以及悬架的整车多体动力学模型.设计了发动机不平衡扭矩控制和传动系统扭转振动反馈控制,并进行了仿真分析.研究发现,扭矩补偿等控制策略对于解决混合动力汽车的振动问题有显著的效果,进而改善了乘坐舒适性.【期刊名称】《传动技术》【年(卷),期】2014(028)004【总页数】6页(P3-8)【关键词】扭转振动;发动机起-停;混合动力汽车;扭矩补偿【作者】张德久;于海生;张建武;鲁统利;唐小林【作者单位】上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240;上海华普汽车有限公司,上海201501;上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240;上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240;上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】U463.2引言近年来，随之全球机动车保有量的日益增长，汽车尾气排放已经成为了影响城市大气质量的重要污染源之一，因此新能源汽车已在全球范围内被列为了重大的课题。
纯电动汽车拥有突出的环保优势，但是其发展受限于燃料电池等关键技术，导致了其发展的缓慢［1］。
作为燃油汽车与纯电动汽车的折衷方案，混合动力汽车自然地成为了研究热点［2］。
然而，为了提高燃油经济性和降低排放，混合动力汽车由于结构及工况上的改变，出现了新的振动噪声问题。
在混合动力车辆中，为了降低油耗和排放，发动机起－停过程比较频繁。
在拖动发动机的过程中，发动机的泵气阻力以及惯性阻力会造成其转速的波动，进而由传动系传递给整车，这部分的振动与驾驶员的操作相对独立，因此，通常汽车行驶过程中的发动机起动会给驾驶者带来不安全感。
同时，在整车加速或减速过程中，半轴会承受很大的一个扭矩，因此在传动系中产生的振动会影响整个车身，导致舒适性降低。
汽车动力传动系统振动特性
汽车传动系统是汽车底盘的重要总成之一，它的振动特性对汽车乘坐舒适性、行驶安全性、节油性等性能指标有至关重要的影响。
随着汽车发动机技术的进步，发动机的功率、转速、扭矩进一步提高，同时国家对汽车振动噪声及排污标准以及现在人们对乘车舒适性、安全性的提高，汽车动力系统、传动系统的关于振动的有关问题日益突出，因此对汽车的传动系统振动问题进行深入研究还是很有必要性。
本文仅研究汽车传动系统的扭转振动。
本文首先研究了汽车传动系统扭转振动的国内外现状及发展趋势，介绍了传动系统的基本内容，在分析了传动系统扭转振动基本理论之后，建立了传动系统集中质量当量化模型，并在此模型基础上建立了传动系统的振动微分方程，并对传动系统的自由扭转振动进行了仿真，求解了传动系统的各阶固有频率及主振型。
对发动机扭矩进行了谐波分析，分析了可能引起共振的发动机临界转速。
对传动系统进行了受迫振动仿真，得出其响应，分析了不同转速时传动轴处的扭矩，得出共振的转速点。
关键词：汽车动力传动系，集中质量模型，当量化，仿真研究。
汽车传动系统的扭转振动作者：王思来源：《环球市场信息导报》2015年第08期车辆是由多个具有振动特性的子系统组成的复杂振动系统，作为车辆噪音和振动主要来源地的动力传动系统的主要振动形式就是扭转振动。
由于发电机组工作的不平稳导致性导致汽车传动系统随着发电机组的工作产生强烈而复杂的扭转振动；汽车传动系统的扭转振动的振动频率与汽车传动系统扭转振动的固定振动频率相同时，会发生传动系统扭转振动与发电机组的共振，这种共振具有高度的耦合性，将会严重影响驾驶员的驾驶安全和驾驶的舒适性。
因此，随着汽车的不断普及，研究汽车传动系统的扭转振动，对减少车辆驾驶过程中产生的噪音和振动和提高驾驶员驾驶的舒适性和安全性具有重要作用。
本文将主要讨论研究汽车传动系统扭转振动的研究模型和研究展望等方面，实现较少汽车驾驶噪音和提高驾驶员驾驶汽车的舒适性和安全性。
汽车传动系统的扭转振动产生的主要原因就是汽车传动轴与万向节之间存在一定的夹角。
当汽车在高转率下行驶时往往会加重汽车传动系统的扭转振动，从而严重影响了汽车的动力传动性和平衡性，同时，当汽车传动系统的扭转振动等于汽车传动系统的固定振动频率时就会产生共振现象，这种共振相对于在高转率下的扭转振动具有更大的危害性，他不仅会使共振荷载达到最大，严重影响到汽车传动系统的使用周期和使用安全，同时，在这种共振作用下，传动系统的振动的扭转振动和驱动系统的振动在垂直振动方向形成耦合，严重影响了驾驶员驾驶的舒适性和安全性。
因此，鉴于汽车传动系统扭转振动的危害，有必要明确汽车传动系统扭转振动的研究方法并不断完善研究方法，在方法的基础上，提出研究汽车传动系统扭转振动的新目标，不断改进研究方法，提高模型建立精度，从而将理论运用与实践之中，减少汽车传动系统扭转振动的危害。
研究方法传动的理论计算分析法是目前汽车动力传动扭转振动特性的主要研究办法。
随着科学技术手段的不断发展，汽车传动系统扭转振动的研究技术和相关数据处理等方面取得了较快的发展，研究模型从简单的三个自由度模型向多个自由度模型的转变，这种研究模型相较于传统的研究模型更加的贴近实际情况，更有利于准确的分析汽车传动系的扭转振动。
84现代制造技术与裝备2017第3期总第244期多轴驱动车辆动力传动系统扭振分析王福鹏李而康刘启佳(中国北方车辆研究所，北京100072)摘要：为探究某军用8X8车辆动力传动系统扭振特性，采用集中质量法和归一化处理，得到传动系统的 扭振分析当量模型；运用A M E S i m软件对其进行分析计算，得到其固有特性。
分析表明，目标车型在某些挡位下 虽可能发生扭振，但可以通过控制转速，使动力传动系统正常工作。
关键词：动力传动系统集中质量法A M E S i m灵敏度随着车辆大功率、高转速的发展趋势，动力传动系统 面临着更髙功率密度要求的挑战。
轮式军用车辆多采用大 功率柴油发动机和机构复杂的动力传动系统，相较于普通 商用车，其发生扭转共振的可能性更髙且危害更大。
因此，对轮式军用车辆进行扭振分析十分必要。
1传动系统激励频率的确定发动机的周期性干扰力矩是传动系统扭振的主要激励 来源。
当传动系统扭转振动固有频率和发动机中干扰力矩 的主谐次频率吻合时，便会发生扭转共振。
本车采用的直 列六缸柴油发动机常用转速：«=1400~1800r/m (1)发动机第v次谐振对应激励频率为：/v=^~ = (23.3v〜30v)H z(2) 6U传动系统扭转共振对应的发动机临界转速ne为：n _ 30^ 60/ (3)67tV V其中，W为发动机曲轴转动角速度，单位rad/s;V为 发动机扭矩对应的谐次阶数；f为传动系统扭转共振固有频 率，单位Hz。
对于6缸柴油发动机，扭转振动主谐次为1.5, 3，4.5, 6...。
发动机较高谐次激励由于振幅较小，其对传动系通过扭振的影响很小，以至可以忽略。
发动机 的第1、2、3、4次谐振激励频率分别为35〜45Hz、70 〜90Hz、105 〜135Hz、140 〜180Hz。
为了 避免扭转共振的发生，传动系统的固有频率应避开这些共振频率区域。
2扭振分析模型的建立为了建立能够翔实反映实际系统固有特性的扭振分析 模型，依据整车传动简图（见图1)将传动系统拆分为发动机、变速箱、分动器、车桥等子单元。
直升机传动系统扭转振动的分析摘要：为了获得直升机传动系统扭转振动的特性，对直升机传动系统的扭转振动进行了计算和分析。
在直升机的整体系统中，传动系统是其最重要的组成部分之一，而想要了解其扭转振动的相关特性，便需要对其进行必要的计算与分析。
关键词：直升机；传动系统；扭转震动直升机的传动系统将发动机输出的动力和运动传递给桨叶和尾桨等，是直升机的重要组成部分。
计算和分析直升机传动系统的扭转振动，获得直升机传动系统扭转振动的特性，是研制和保证直升机可靠工作的重要基础。
一、直升机传动系统的特点由于直升机对传动系统的特殊要求,使直升机传动系统显著不同于一般的地面减速器,主要体现在:1.功重比大(类似直升机对发动机的功重比要求)。
在同等功率条件下,传动系统的重量越小,直升机就能携带更多物资或乘客。
随着技术不断发展,要求减速器传递的功率越来越大,齿轮、轴承承受的载荷越来越大。
直升机的主减速器重量一般要占整个直升机结构重量的l/7~1/9,必须采用结构优化、润滑系统优化和选用高强度比的材料等方法减轻重量,提高功重比。
2.高生存力。
针对直升机可能发生的意外而提出传动系统的高生存力要求。
如武装直升机有抗弹击要求;要有一定的干运转能力,以针对传动系统可能因故障导致滑油泄漏,在无滑油的情况下还能继续工作一段时间;还要求传动系统有一定的抗坠毁能力。
3.大减速比、高效率,高可靠性、良好维修性。
由于旋翼与发动机输出轴转速相差十分悬殊,有的直升机主减总减速比高达120。
就必须采取多级传动和复杂的齿轮传动系等措施,这势必给传递效率带来不利影响。
低的传动效率将大大增加减速器内流场的热负荷,降低减速器零部件的使用寿命、可靠性及维修周期。
传动系统具有多路输入输出:主减有单发、双发、三发输入等多种形式;复杂的支承结构:主减安装支撑系统、操纵系统、发动机主安装节、中尾减、尾轴等支承构成复杂的支承系统;结构紧凑:为了满足外形及重量要求,主减内部的主传动齿轮系、附件传动齿轮系及尾传齿轮系设计于一体。
扭振测量和QTV介绍1.引言噪声及振动问题,在旋转部件开发中,是一个必须充分重视的因素。
就车辆而言,旋转机械或旋转部件包括：发动机(引擎),动力传动系, 变速装置, 压缩机和泵等等。
对它们的动力特性, 必须了解得非常透彻, 力图实现宁静、平顺、安全地运转。
通常, 对线振动和角振动的测量和分析, 是分头进行的。
旋转件横向振动的测量方法, 是大家熟悉的,研究得已经比较透彻，为了充分把握结构的动力特性, 通常会实施多通道并行的测量和分析。
而扭振测量则需使用专门的设备, 它们一般并不集成在一总体动力学测试系统内。
2.扭振的“源—传导—接收”模型研究动力学问题的一般方法,是建立所谓“源—传导—接收”模型（图1）。
在某一部位（接收部位）观测到的响应,视为由源和源在结构上沿某途径传导产生的效果。
由于结构的共振或反共振效应，源可能在传导过程中被放大或者被衰减。
此外，它们可能沿多个不同途径，传导至接收部位。
图1 扭振的“源——传导——接收”模型接收部位或响应部位的振动，通常是刚体运动伴随柔体运动的复合现象。
前者一般不产生交变应力，后者则会引起交变应力，并成为某种耐久性问题的根源。
传递途径分析（TPA）涉及到某接收部位对源的干扰，这种干扰经由其可能的传导途径，并依赖于传导途径固有的动力学特性，影响整个结构的响应。
用同样的方法，我们来研究扭转振动。
先是有一个“源”，譬如说，发动机给出的交变输入力矩。
力矩传递过程，牵涉到轴系、齿轮传动系或皮带传动系等的动力特性。
最终表现出来的，是旋转件的转速变化。
如果沿整个轴，各部位的转速变化都是相同的、一致的，那么在严格的意义上，这不能算作是扭振，仅仅只是转速在变罢了（这相当于线振动分析中的刚体模态）。
仅当沿轴不同部位检测到的转速增量有幅值和相位的相对变化时，扭振才确实发生了。
当激励频率接近于扭振谐振频率时，会导致旋转件产生很大的内应力。
如果未设置专门的监测设备，就有可能发生严重的耐久性问题。
扭振测量和QTV介绍1.引言噪声及振动问题,在旋转部件开发中,是一个必须充分重视的因素。
就车辆而言,旋转机械或旋转部件包括：发动机(引擎),动力传动系, 变速装置, 压缩机和泵等等。
对它们的动力特性, 必须了解得非常透彻, 力图实现宁静、平顺、安全地运转。
通常, 对线振动和角振动的测量和分析, 是分头进行的。
旋转件横向振动的测量方法, 是大家熟悉的,研究得已经比较透彻，为了充分把握结构的动力特性, 通常会实施多通道并行的测量和分析。
而扭振测量则需使用专门的设备, 它们一般并不集成在一总体动力学测试系统内。
2.扭振的“源—传导—接收”模型研究动力学问题的一般方法,是建立所谓“源—传导—接收”模型（图1）。
在某一部位（接收部位）观测到的响应,视为由源和源在结构上沿某途径传导产生的效果。
由于结构的共振或反共振效应，源可能在传导过程中被放大或者被衰减。
此外，它们可能沿多个不同途径，传导至接收部位。
图1 扭振的“源——传导——接收”模型接收部位或响应部位的振动，通常是刚体运动伴随柔体运动的复合现象。
前者一般不产生交变应力，后者则会引起交变应力，并成为某种耐久性问题的根源。
传递途径分析（TPA）涉及到某接收部位对源的干扰，这种干扰经由其可能的传导途径，并依赖于传导途径固有的动力学特性，影响整个结构的响应。
用同样的方法，我们来研究扭转振动。
先是有一个“源”，譬如说，发动机给出的交变输入力矩。
力矩传递过程，牵涉到轴系、齿轮传动系或皮带传动系等的动力特性。
最终表现出来的，是旋转件的转速变化。
如果沿整个轴，各部位的转速变化都是相同的、一致的，那么在严格的意义上，这不能算作是扭振，仅仅只是转速在变罢了（这相当于线振动分析中的刚体模态）。
仅当沿轴不同部位检测到的转速增量有幅值和相位的相对变化时，扭振才确实发生了。
当激励频率接近于扭振谐振频率时，会导致旋转件产生很大的内应力。
如果未设置专门的监测设备，就有可能发生严重的耐久性问题。
振动在汽车动力传动系统中的研究作者：孙丽来源：《价值工程》2013年第16期摘要：汽车动力传动系统的主要振动形式包括弯曲振动和扭转振动，现阶段研究动力传动系弯曲振动的主要方法是试验模态分析和有限元分析法。
关于传动系统扭转振动方面的研究很多专家都获得了很大的成果并取得了一定的进步。
但限于分析条件，对汽车动力传动系弯-扭振动藕合的研究尚不完善。
因此，本文在研究动力传动系弯曲、扭转振动的的基础上，开展了弯-扭振动藕合特性影响的研究。
关键词：汽车动力传动系统；弯曲振动；扭转振动；弯-扭振动藕合中图分类号：U463.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）16-0053-020 引言发动机的动力经过汽车传动系传给驱动轮的同时，也把振动传送给了整个汽车。
汽车的振动和噪声的来源之一是汽车动力传动系。
弯曲振动和扭转振动除了自己的固有振动特性外还存在振动耦合。
弯曲振动、扭转振动及弯-扭振动藕合，影响车辆行驶平顺性，影响乘坐舒适性和缩短零部件使用寿命。
现代汽车正向着速度高、功率大的方向发展，然而，发动机震动幅度的增大是使汽车产生振动的主要原因，因此，探索汽车动力传动系的振动，对改变汽车的振动和噪声具有非常重要的实际意义。
1 弯曲振动在汽车动力传动系统中的研究产生并传递动力是汽车动力传动系的主要作用。
当动力传递系统的固有振动频率与激励频率一样或相差不多时就会产生弯曲共振，这就是动力传动系的弯曲振动。
发动机的一、二阶转速是产生弯曲振动的主要激励因素。
传动轴产生弯曲、止口跳动等会使传动轴的旋转平衡度和同轴度不符合要求也是引起弯曲振动的原因。
提高加工精度可以减小和消除旋转不平衡和不同轴度。
汽车的动力传递过程永远会产生引起弯曲振动的激励。
所以，探索汽车动力传动系弯曲振动特性的有效措施就是建立力学模型。
多自由度力学模型在[2]中被建立了，对多自由度模型研究发现造成动力传动系弯曲振动的重要因素视发动机运动零件往复质量惯性力和传动轴的不平衡，在大量实验中测得有关技术参数值，并计算出了系统的固有频率和振型。
