汽车动力传动系统扭转振动仿真计算与分析

某前置后驱乘用车传动系扭振模态理论计算及试验测试前置后驱乘用车的传动系统通常由发动机、变速器、转向器和后桥组成。

传动系统的主要作用是将发动机产生的动力传递到车轮上，使车辆得以行驶。

而扭振模态理论计算及试验测试是用于评估传动系统的振动和噪音特性的重要方法。

在传动系统中，发动机的振动传递到车辆的传动系统中，产生扭矩振动和载荷振动，这些振动将在整个传动系统中传播，并通过车轮传递到车身。

这些振动会对车辆的性能和乘坐舒适度产生影响。

因此，扭振模态理论计算及试验测试是评估传动系统质量和性能的有效方法。

扭振模态理论计算是指使用数学模型对传动系统的振动模态进行预测。

模型可以基于有限元法或者简化模型方法进行构建。

模型可以反映传动系统结构、材料、载荷条件和边界条件等因素的影响。

通过模型计算，可以获得传动系统的扭振模态、振动频率和振幅等重要参数，并进行优化设计。

与理论计算不同，试验测试是指使用实验方法对传动系统的振动性能进行测定。

试验测试可以基于道路试验、转台试验、悬架综合试验等不同方式进行。

通过测试，可以获得传动系统的振动参数、噪音水平、受力状态等信息。

测试数据可以用于验证扭振模态理论计算结果的准确性，并为传动系统设计的进一步改进提供依据。

总之，扭振模态理论计算及试验测试对于传动系统的设计、制造和改进都起着重要作用。

通过这些方法，可以获得传动系统的重要振动参数和噪音水平等信息，为提高传动系统的质量和性能提供有力支持。

扭振模态理论计算和试验测试可以帮助设计师更好的了解传动系统的振动和噪音特性。

这些信息可以被用来进一步优化和改进设计。

例如，在设计中可以采用低振动和低噪音的部件和材料来降低传动系统的噪音水平。

此外，还可以通过改变传动系统的布局和加强支撑来改善振动特性。

而且，扭振模态理论计算和试验测试还可以帮助设计师选择最佳的噪声和振动控制策略。

例如，通过合理的减振措施降低传动系统的振动水平，从而提高车辆的行驶平稳性和乘坐舒适度。

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。

1工程车辆扭转振动动力学模型的建立工程车辆传动系统一端通过离合器与发动机相连，输出端通过轮胎与工程车辆平动质量相 连，组成了一个多质量的弹性扭转振动系统。

在计算整个系统的固有频率和振型时，通常可忽略系统的阻尼，将整个传动系统看成是由多个刚性圆盘通过弹性轴连接的无阻尼振动系 统。

现在某型装备四缸柴油机的中型装载机传动系统为例， 其扭转振动力学模型如图 1-1所示。

图16-］工程车辆系统扭振动力学模型示意图I. 1当量转动惯量的计算当量转动惯量 J 是指将传动系统中与发动机曲轴不同转速旋转的零部件的转动惯量换算成 与曲轴同转速旋转下的转动惯量，这种换算方法的原理是能量守恒。

设传动轴的转动惯量为J, 实际转速为-■曲轴转速为--0，则将传动轴换算成曲轴转速 -'0的当量转动惯量为2 1 , 2 SA 0:丄i g式中，i g 为变速器的传动比。

1.2当量扭转刚度的计算时间扭转刚度K 换算过来。

现以后桥半轴为例，相应的当量扭转刚度为K d =K-J ■ 2 J d设两圆盘之间弹性轴的当量扭转刚度为K d ，则可以根据弹性变形量守恒的原理将系统中的口式中，i o为主减速器的传动比。

2传动系统扭转动力学方程根据图1-1所示的简化的传动系统模型，可建立系统动力学方程组为J i " - K K -二2）= T|0 0J2 2 - K K -二2）■ K2二2 -二3）= T20 0J3 V 3-心（6 -乜）&（% -亠）=丁3（1）0 0J io "0-KJ 屯-3o）•心0（珀-二11）= 00 0J11 匚11■心0（“0 -匚11）= 0方程组（1）中，円-哥1分别为对应质量的扭转角位移；T1-T4分别为发动机1-4缸的有效输出转矩。

为了简单起见，可以将（1）改为矩阵形式的动力学方程一般式，即J1 0| J2式中，当量转动惯量矩阵J = …0 J10- J11 -阻尼矩阵C=[0];刚度矩阵；圆盘的角位移矩阵 V -勺-2屯二4 0… 刊』0一般以发动机振动激励为系统输入矩阵，则T = T1 T2 T3 T4 0 0T2.1扭转系统固有特性的分析这里的固有特性是指固有频率和主振型，多自由度系统的固有频率和主振型可以根据系统的无阻尼自由振动方程得到，即OOJ 一K「0假设方程的解为Ae i n （3）式中，A为系统自由振动时的振幅列向量, A = ■A m1 i2将式（3）及其二阶导数代入方程式（2）,并消去日=Ae^n，得到主振型方程为K 一fj A = 0令H = K - • ‘（J，则有HA=0式中，H为系统的特征矩阵。

汽车动力传动系统扭转振动探析摘要：近年来，随着我国城市化进程的发展以及人们生活水平的不断提高，私家车的保有量也在不断提升。

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。

鉴于此，文章对汽车动力传动系统扭转振动方面的内容进行了研究，以供参考。

关键词：汽车动力；传动系统；扭转振动引言汽车动力传动系的扭转振动直接影响着汽车的平稳性、舒适性以及整个汽车动力传动系统的寿命。

在汽车动力传动系扭振研究中，最先引起人们重视的是扭转振动对轴系扭转疲劳强度的影响，随后又发现车辆许多其他故障和性能恶化都与轴系的扭转振动有关。

由于传动系的扭转振动对车辆正常工作的影响很大，它已经成为发动机以及动力装置设计运用必须重视的问题之一。

1扭转振动在汽车动力传动系统中的研究概述传统的理论计算分析法是目前汽车动力传动系扭转振动特性的主要研究方法。

这几年，在数据处理技术和测试技术的飞速发展下，扭转振动在汽车动力传动系的研究中也获得了突飞猛进的发展，构建的模型从简单的三个自由度模型发展到复杂的多个自由度的更贴近实际的扭转振动分析模型，所研究的激励也从过去的一个确定性激励完善到现在的多个确定性激励和若干个随机性激励。

目前运用理论计算分析方法分析的动力传动系扭转振动特性大体上能够分析、处理汽车动力传动系扭转振动出现的问题。

这几年，我国一些专业人士也试探在汽车传动系统的扭转振动研究中使用试验模态分析方法和模态综合技术，探索在轴的扭转振特性研究中使用试验模态分析法，并用模态分析法对发动机曲轴飞轮组进行扭转振动，创建了系统的模态模型。