动力传动系统扭转振动的分析及控制

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加速工况下传动系统扭转振动分析

工
最后通过实车进行了验证。
关键Ｅ：传动系统；扭振；Ｈｒｚ词ｅｔ；多体动力学；性体柔中图分类号：６．３；４．Ｕ４４３４Ｏ３７６
程 ∞
学
文献标识码：Ａ
文章编号：１０－５３２１）６００－５０４４２（０００－６１０
随着汽车工业的发展，们对舒适性的要求不人断提高，整车振动与噪声性能提出了越来越严格对的要求。车辆传动系统作为复杂的多体非线性动力学系统，转振动是其主要振动形式，是影响车辆扭也
收稿日期：０００ — ３修订日期：００１ — ３２１—８０；２１ — ０１基金项目：国家８３计划资助项目（０６６２０ＡＡ１００ — ）１５３１
注：轮材料为１Ｍｎｒ，弹性模量：．１１ “ Ｎ／，齿６Ｃ５２１× ０ｍ。泊松比：．８０２

振眦
动
Ｖ
构，析得到系统固有特性；合基于Ｈｅｔ撞理论的变速器传动模型和基于多体动力学的刚柔动力学模型，分融ｒｚ碰对
加速工况的强迫扭转振动进行了仿真与分析，比了含非线性齿轮传动的刚体模型及刚柔结合模型的分析结果，对

汽车动力传动系统扭振ODS测试分析与应用

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

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

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。

振动在汽车动力传动系统中的研究

ＶａｌｕｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
振动在汽车动力传动系统中的研究
ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＶｉｂｒａｉｏｔｎｉｎＡｕｔｏｍｏｉｖｔｅＤｒｉｖｉｎｇＳｙｓｔｅｍ
孙丽ＳＵＮＬｉ
ｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｓｏｆｃｕｒｒｅｎｔｂｅｎｄｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｎｃｌｕｄｅｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔａｌｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ．Ｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｏｒｓｉｏｎａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．ｍａｎｙｅｘｐｅｒｔｓｈａｖｅｇａｉｎｅｄｇｒｅａｔａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓａｎｄｈａｖｅｍａｄｅｓｏｍｅｐｒｏｇｒｅｓｓ．ＢｕｔｄｕｅｔＯｔｈｅｌｉｍｉｔｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｈｅｔｌｆｅｘｕｒａｌ — ｔｏｒｓｉｏｎａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｕｐｌｉｎｇｉｓｎｏｔｐｅｒｆｅｃｔ．ｈｅＴｒｅｆｏｒｅ，ｂａｓｅｄｏｎｈｅｔｓｔｕｄｙｏｆｂｅｎｄｉｎｇａｎｄｔｏｒｓｉｏｎａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｈｅｔｌｆｅｘｕｒａｌ — ｔｏｒｓｉｏｎａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｕｐｌｉｎｇｉｓｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．

混合动力汽车传动系扭转振动分析及控制

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。

车辆动力学(6)- 传动系统扭振-发动机激励+自由振动

ri ,1 —— 第 i 缸与第1缸的相位差。
r 2 ,1
x
r i ,1
(M r )2
三、多缸发动机端面矢量图端面矢量图示例：
已知四冲程六缸发动机发火顺序为：1－5－3－6－2－4
1,5 120 ,1,3 240 ,1,6 360 , 1,2 480 ,1,4 600
M1
M5

2
M 1,3, 2
M 1, 6
M4

1 1 2
M3
M6
r 0.5 ,3.5,6.5
M2
M 5, 2
r 1 ,4,7
M 3, 4
r 1 .5
强简谐
M 5, 6 , 4
,4.5,7.5
M 1, 6
2
M1
M4
2.5
M 1,5 ,3 ,6 ,2 ,4
3
M5
M 3,4
0.02054
0.16902
4.023 9
0.117
0.19955
0.4727
23
16.873
24
8 1.1902 0.9419
14 13 0.117
10 8.1788 1.791
11 7.8058
12 2.9715
4.1304
0.096456 0.22263 0.19294 0.28725 0.10281
M 5,2
r 2 ,5,8
M2
M6
M3
r 3 ,6,9
主简谐
r 2.5 ,5.5,8.5
四、多缸发动机输出转矩
例如：
多缸发动机激励力矩
第二节动力传动系统扭转自由振动建模与分析一、动力传动系统集中质量当量模型

汽车动力传动系统振动特性

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。

履带车辆动力传动系统扭振的测试与分析

ｔｓ
（９）
考虑到系统的品质因数为Ｑ＝ｌ１２２ｊ，并将式（８）代入式（９），可以得到叼的取值。
图１各测点布置图
ｈ７ ‘ 。赤
态试验的最小加速时间
ｔ＞二面
（１Ｏ）
Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｍｅａｓｕｉｎｒｇｐｏｉｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐｌａｎ
反之，根据对偏移量的要求，给出叼的最佳值，则可给出动
表２测点布置及转速比
Ｔａｂ．２Ｌａｙｏｕｔａｎｄｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｉｎｔｔｈａｎｔｈｅｓｐｅｅｄ
一６０（
业Ｌｉ
ｎｌ
机械设计与制造
一３一
谐次成份包括０．５、１、１．５、３、４．５、６等，各挡分析结果中包含的上
动系统的发动机工作范围是给定的，所以最大的扫频范围也是盘）。测点在传动系统中的布置如图１所示，各测点说明如表２
给定的，即翻
（８）所示。
式中ｎ岫，，为发动机的最低、最高稳定转速。定义叼为综合各种参数影响的归一化指标Ｉ卵Ｉ：垃
券
（１３）
式中为发动机转速，为发动机谐次，以发动机转速为瀑布图的纵坐标，即以发动机转速进行跟踪，得到的是发动机的谐次。在以其它轴的转速跟踪时，可以得到相对于该转速的谐次，即

汽车传动系统的扭转振动

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。

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0.00 0.00 0.00 0.00
1.00 - 0.03
-0.87 0.01 -0.59 0.00 -0.22 0.00
个动力系各单元部件的转动惯量、扭转刚度及阻尼来建振动力学模型，然后分析系统的自然频率、模态及频响，进行数
模的开发过程与测试对比，这种方法对车辆性能优化问题非常有效。
关键词：振动与波；扭转振动；动力传动系统；频率；频响；阻尼
中图分类号：U467.4+92
文献标识码：A
DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-1335.2014.03.005
（3）频响：在激振力的作用下，各子系统的振幅分别是多少，与各子系统的扭转刚度、转动惯量，系统的约束方式、激振力、阻尼密切相关。
1.3 共振理论
任何部件和系统都有自然频率，动力传动系统
也有自身的弯曲频率、扭转频率等，每个方向设计不
好都可能引起严重的问题。传动系统扭转自然频率
为 fn，发动机的转速为 nc，当发动机激振力某简谐分量的频率与传动系统固有频率接近时，就会发生共
子系统
转动惯量 (kg·m2)
序号
子系统
扭转刚度 (N·m/rad)
发动机轮系气缸 1 气缸 2 气缸 3 气缸 4 飞轮离合器变速箱传动轴
主减
0.009 30 0.009 08 0.009 08 0.009 08 0.009 08 0.123 00 0.002 80 0.002 20 0.003 90 0.002 00
1 阶自然频率振型：与 X 轴无交点，即所有部件都向同一个方向振动；
2 阶自然频率振型：在飞轮和离合器之间与 X 轴有一个交点，即飞轮和离合器连接位置，传动系统扭转方向发生改变；
3 阶自然频率振型：与 X 轴有两个交点，即传动系统的扭转方向发生两次改变。
22
噪声与振动控制
第 34 卷
3.1 确定激振力矩
内遍布了各阶次临界转速，但这些临界转速对系统
扭转振动造成危害的并不多。主要考虑这几方面：
发动机常用工作转速、激振力矩的幅值、传动系统在
某频率下的振型。 [1]
图 1 临界转速示意图
2 无阻尼系统模态分析
这一部分主要讲述利用有限元软件建模、分析获得传动系统的自然频率，包含以下几点内容：简化模型、确定参数、自然频率和振型的解析。
Analysis and Control of Torsional Vibration of Vehicle’s Powertrain
REN Li-li , SHI Shan , LIU You-Bo
( Automotive Engineering Research Institute, Beiqi Foton Motor Co. Ltd., Beijing 102206, China )
第 34 卷第 3 期 2014 年 6 月
噪声与振动控制 NOISE AND VIBRATION CONTROL
Vol 34 No.3 Jun. 2014
文章编号：1006-1355(2014)03-0020-06
动力传动系统扭转振动的分析及控制
任丽丽，施善计院，北京 102206 ）
Key words : vibration and wave ; torsional vibration ; powertrain ; frequency ; frequency response ; damping
近年来，随着生活水平的提高，选择车辆时，人们更注重车辆的各种性能，如 NVH、操控性、舒适性等。目前，卡车、SUV 等纵置后驱车型传动系统较长，易产生传动系统扭转共振问题，引起噪声、振动、耐久性等问题。产生共振时系统振幅较大，传递的扭矩增大，系统中承受大扭矩的部件很快被破坏。一般最先破坏的是油封，然后是齿轮轴承，最后是各种旋转部件。解决传动系统扭转振动问题是提高车辆舒适性、耐久性的一个关键项目，现阶段，大家越来越关注传动系统扭转振动问题。计算机仿真为预测和优化动力传动系统扭转振动问题提供一种有效
+
r l
cos(ωt)ùû
（3）
转动部件惯性力产生的扭矩
Ti
=
1 2
mBr2
ω2 éë(
r 2l
sin(ωt)
-
sin(2ωt)
-
3r 2l
sin(3ωt)ùû
（4）
表 1 传动系统各子系统参数
序号
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I 10
阶次
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
第3期
动力传动系统扭转振动的分析及控制
21
针对传动系统扭转振动问题对这三个特性分别进行描述：
（1）自然频率：传动系统的自然频率由各子系统的扭转刚度和转动惯量决定，它是系统的固有属性，自然频率个数和模型中自由度的数量相等；
（2）振型：描述系统在自然频率下如何振动以及相对振幅，每一阶自然频率都有不同的振型；
转动系统多自由度受迫振动的微分方程为
[ I ]·{θ̈} +[C]·{θ̇} + [K]·{θ} = {T}
（1）
其中 {θ} —— 角位移幅值列矢量；
[K] —— 扭转刚度矩阵；
[ I ] —— 转动惯量矩阵；
[C ] —— 黏性阻尼矩阵；
{T } —— 激振力矩。
1.2 振动特性
系统振动由三个特性决定：自然频率、振型、频响，共振时通过调节这三个特性使系统得到改善。
图 2 传动系统简化模型示意图
2.2 确定参数求解系统自然频率要确定图 2 中所有集中惯量
单元和弹簧单元的参数。有限元模型中只有一个转速，是以发动机转速为基准的。汽车运行时，从发动机传出的转速经过变速箱、主减后将发生改变，建模时根据能量守恒原则，对经过速比转换的部件进行转动惯量和扭转刚度的等效转换，每经过一个速比转换，后面部件的转动惯量和扭转刚度都除以速比的平方，表 1 为某车型 3 挡时各简化单元的参数。 2.3 自然频率及振型
轮系 1.00
- 0.04 - 0.03
1.00 0.00 0.00
- 0.86
-0.70 0.56 -0.48
表 2 无阻尼传动系统的自然频率及相对振幅
气缸 1 1.00
- 0.04 - 0.03
0.96 0.00 0.00
- 0.53
0.17 -0.73 1.00
气缸 2 1.00
- 0.04 - 0.03
轮胎和地面接触视为固定不动，通过分析得到系统自然频率、相对振幅和振型。自然频率不受阻尼影响，因此模型中没有考虑阻尼的作用。分析结果包含模型的特征值和特征向量，特征值的个数和模型中自由度的数量相等。模 [10] 型包含 10 个集中惯量单元，每个单元有一个转动自由度，分析结果得到 10 个自然频率，表 2 为系统自然频率和相对振幅。图 3 为前几阶相对振幅示意图，观察图 3，可得到如下结论：
0.88 0.00 0.00 0.12 1.00 -0.30 -0.90
相对振幅
气缸 3 1.00
- 0.04 - 0.02
0.75 0.00 0.00 0.73 0.31 1.00 0.60
气缸 4 飞轮 1.00 1.00
- 0.04 - 0.03 - 0.02 0.00 0.59 - 0.31
收稿日期：2013-06-14 作者简介：任丽丽（1983- ），女，安徽淮北人，学士，北京福田
汽车股份有限公司工程师，主要研究方向：汽车结构强度、NVH。 E-mail: renlili0211@
的方法，这种方法还可以应用于汽车其它产品的开发、优化和验证。
1 理论知识介绍
1.1 基本公式
2.1 简化模型汽车动力传动系统是复杂的弹性体系统，构成
系统的组件包括：发动机、飞轮、离合器、变速箱、分动器、传动轴、主减、半轴、轮胎等子系统，包括定轴转动、往复运动和平面运动 [5]，在此采用集中参数模型对系统进行简化。简化模型由三种基本元素组成，集中惯量单元、无惯量阻尼单元、无惯量扭转弹簧单元，根据简化前后系统能量不变原则来建立传动系统的等效模型，把各子系统等效为集中惯量单元、弹簧单元、阻尼单元 [9]。传动系统分析模型简化如图 2，I i和 K i所代表系统如表 1。系统自然频率的个数由模型中自由度的数量决定，即为简化后子系统的数量。
摘要：随着国内汽车企业对车辆质量要求的升级，噪声振动的控制技术备受重视，来自系统设计相关的噪声振动
需要靠实车测试及计算机模拟的配合来解决。动力传动系统的扭转共振就是一个这样的噪声振动问题，利用系统化步
骤解决这个问题的优点是它适用于各种类型的车辆，仿真模拟是解决这个问题的核心技术。首先根据发动机到车桥整
Abstract : Vehicle NVH control has gained increasing attention of domestic auto makers in an effort to promote vehicle’s quality. To solve the problem, the integrated product testing and simulation modeling are necessary. One example of system NVH problem that can be benefited by this approach is the powertrain torsional vibration. The key technology in this approach is the development of an effective simulation model. First of all, dynamic parameters such as the torsional stiffness, moment of inertia and torsional damping of individual parts are measured or calculated. Then, these parameters are used to simulate the powertrain torsional vibration for its natural frequencies, mode shapes and frequency responses. With this method, the vehicle’s performance can be optimized easily.