第四章 汽车动力传动及转向系统振动
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汽车传动系统的振动噪声分析随着现代科技的不断发展,汽车已经成为人们生活中不可或缺的工具。
然而,一些汽车的振动噪声问题却成为了驾驶者和乘客的困扰。
振动噪声不仅会影响驾驶者的驾驶体验,还会给人们的身心健康带来负面影响。
因此,对汽车传动系统的振动噪声进行分析和研究,具有重要的意义。
首先,汽车传动系统的振动噪声是由多个因素共同作用引起的。
其中,最主要的因素之一是发动机的振动。
发动机是汽车传动系统的核心部件,它在运转过程中会产生各种振动。
这些振动通过传动系统传递到车辆的底盘、车轮以及车身上,从而产生噪音。
此外,变速器、离合器等传动系统的部件也会产生振动,进一步增加了噪声的强度。
其次,振动噪声的分析可以通过实验和模拟两种方法来进行。
实验方法通常使用专业仪器对汽车传动系统的振动进行测量,以获取振动信号的频率、幅度等信息。
通过对这些数据的处理和分析,可以了解到不同部件之间的相互影响以及振动噪声的来源。
模拟方法则是通过建立数学模型,使用有限元分析等方法对振动噪声进行模拟。
这种方法能够更好地理解振动噪声的传播规律和振动能量的变化情况。
在进行振动噪声分析的过程中,人们通常采用频谱分析的方法。
频谱分析是一种将时域振动信号转化为频域信号的方法,可以清晰地显示出不同频率分量的强度。
通过对振动信号的频谱分析,可以找到振动噪声的主要频率成分,进而确定噪声产生的原因。
在实际分析中,人们通常会将频谱分析与特征提取相结合,以获取更全面的振动噪声信息。
除了振动噪声的分析,人们还需要针对不同的振动噪声问题采取相应的解决措施。
一种常见的解决措施是通过优化设计来减少振动噪声的产生。
例如,在发动机设计中,可以采用平衡技术和减震装置来降低发动机的振动。
在传动系统设计中,可以优化齿轮的匹配度和传动系数,以减少噪声的传递。
另外,人们还可以通过加装隔音材料来吸收和隔离振动噪声,从而降低车内噪音的级别。
总之,汽车传动系统的振动噪声分析对于提高汽车的质量和舒适性具有重要意义。
动力传动系统扭转振动的分析及控制任丽丽;施善;刘友波【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。
%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 testingand 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.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】6页(P20-25)【关键词】振动与波;扭转振动;动力传动系统;频率;频响;阻尼【作者】任丽丽;施善;刘友波【作者单位】北汽福田汽车股份有限公司乘用车设计院,北京 102206;北汽福田汽车股份有限公司乘用车设计院,北京 102206;北汽福田汽车股份有限公司乘用车设计院,北京 102206【正文语种】中文【中图分类】U467.4+92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。
汽车传动系统的振动与噪声分析随着汽车的普及和发展,汽车传动系统的振动与噪声问题逐渐受到人们关注。
因为汽车传动系统的振动和噪声不但会影响驾驶舒适度,也可能会加速汽车的损耗和磨损程度,进一步影响汽车的使用寿命和安全性。
因此,汽车传动系统的振动与噪声分析成为汽车制造业的一个重要研究方向。
1. 振动与噪声的本质振动和噪声是指汽车传动系统中出现的机械运动过程中产生的波动现象。
它们的本质不同:振动是指物体在一定时间内有规则地加速运动并产生重复性波动的现象;噪声则是振动通过空气或其他传递媒介将能量传播出来,进而引起人类听觉的反应。
因此,汽车传动系统的振动与噪声问题不仅涉及到机械工程、力学等领域,同时也和声学有关,是一个涉及多个学科的复合性问题。
2. 汽车传动系统的振动与噪声的来源和分类汽车传动系统中振动和噪声的产生是由多种因素综合作用而引起。
其中,引起振动的因素可以分为自然因素和非自然因素。
自然因素主要包括轮胎的动平衡、阻尼系统的完整性等;非自然因素则主要来自发动机的运转过程。
另一方面,引起噪声的因素则主要来自于发动机的排放系统、轮胎的道路噪声和车身的空气噪声等。
就振动和噪声的分类而言,汽车传动系统的振动主要可以分为自由振动和受迫振动两种类型。
其中,自由振动是指在没有外力作用的条件下,传动系统因自身结构固有特性而产生的振动,其频率和振幅由系统的自身参数决定。
受迫振动则是指在有外力作用下,传动系统产生的振动,其频率与外力频率一致或是其倍频,振幅与外力振幅大小相关。
而噪声则可以分为气动噪声、机械噪声和燃烧噪声等类型。
其中,气动噪声主要来自汽车在运动过程中荧光可视模测造成的空气流动噪声;机械噪声主要来自于发动机运转和传动系统摩擦等因素所引起;燃烧噪声主要来自于发动机燃烧过程中的热量和气体的振动引起。
3. 汽车传动系统的振动与噪声的影响因素汽车传动系统的振动与噪声的影响因素涉及到多个因素引起的复杂作用。
其中,汽车设计参数的合理性是影响传动系统振动和噪声的重要因素之一。
汽车整车噪声与振动控制技术武一民编著2010年3月1日第一篇汽车噪声与振动(NVH)介绍第一节汽车噪声与振动概述汽车按照结构可以分成车身系统、动力传动系统、悬架系统、电子系统、空调系统等子系统,车身系统包括车身、车架、悬架、座椅、和内饰。
动力传动系统(powertrain)包括发动机、变速器、离合器、传动轴系、进气系统、排气系统、发动机振动隔离系统,如图1-1所示。
在隔振分析时,发动机和变速器被视为一个整体考虑,叫动力装置(powerplant),悬架系统包括轮胎、减振器、弹簧、车桥等。
图1-1动力传动系统在汽车开发过程中,通常将汽车性能分解成许多性能。
如果这些性能都能达到了设计要求,那么整车的性能就能达到所期望的目标。
汽车性能可分为下列类别:●安全性空调系统性能能●可靠性电子系统性能能●噪声与振动模型制作●动力性能安装空间●燃油经济性成本控制●发动机控制与调节性能质量控制●排放与环境性能重量控制这些性能能都涉及汽车的很多系统和部件。
比如,噪声与振动系统就涉及汽车的每个系统,包括车体、发动机、悬架、进气、排气等系统,如果这些系统的噪声与振动都实现了事先设计的目标,那么整车的噪声与振动将能达到理想的效果。
汽车NVH是汽车的一项综合性的性能指标,噪声(Noise),振动(Vibration),声振粗糙度(Harshness)缩写为NVH,主要研究车辆的噪声和振动对整车性能与舒适性的影响,不舒适性(Harshness)—描述人对噪声和振动的主观感觉。
在汽车设计中我们要对汽车建立恰当的主客观评价指标,以顾客需求为中心,以高效、节能、环保为目标,合理确定汽车的NVH目标,运用实验和理论分析相结合的方法建立NVH的数值模型,进行NVH性能分析,运用数值模型或实验进行整车级和部件级NVH性能预测和匹配。
第二节汽车企业为什么要建立NVH能力国外公司的统计表明,整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关的。
N.V.H.----NVH(三)3.汽车传动系统NVH研究状况3.1传动系统弯曲振动研究车辆传动系统弯曲振动在很大范围的频率内对车辆振动和噪声的产生有重要的影响,在低频率段内的刚体振动直接影响车辆的乘坐舒适性,而在高频率段内的弹性振动将会引起车辆的结构共振和声学共振。
国内外对传动系统的弯曲振动研究起步较早,在理论和实验研究方面都取得了相当进展。
一种行之有效的理论建模方法是建立离散的集中质量、弹簧及阻尼器组成的动力学模型。
这种建模方法及其实用性已为大量的计算和试验分析结果所证实,并且已总结出了确定模型集中质量、弹性和阻尼的一般原则,能有效地用于分析解决车辆动力传动系弯曲振动问题。
後藤进[15]在1965年建立了具有11个自由度的动力传动系的弯曲振动力学模型,并通过试验验证,试验结果和计算结果取得较好一致性。
小林明[16]也建立了动力传动系弯曲振动多自由度力学模型,指出系统的弯曲振动是由发动机运动部件往复惯性力、传动轴的不平衡等引起的,并通过实验测定有关参数值,计算系统的固有频率、振型。
隋军[17,18]建立包括动力总成及传动轴的5个自由度的弯曲振动力学模型,计算系统的固有振动特性和响应,指出动力总成的弯曲振动是汽车飞轮壳损坏的主要原因。
与此同时,另一种行之有效的试验建模方法随着日臻完善的试验模态分析技术有了飞速发展,在动力传动系弯曲振动特性的研究中得到广泛应用。
试验模态分析在传动系弯曲振动特性研究中的应用,经历了从单个总成发展到多个总成直至整个动力传动系的过程。
隋军[18]、张建文[19]对动力传动系动力总成进行了试验模态分析,认为动力总成的弯曲振动是造成汽车离合器壳开裂的主要原因。
余龄[20]利用试验模态分析技术测定了包括动力总成及传动轴的组合系统的一阶弯曲振动频率。
张金换[21]则通过模态试验分析研究动力传动系传动轴的临界转速。
孙方宁[22,23]、俄延华[24]在整车条件下,对动力传动系弯曲振动进行模态试验,得到整个动力传动系弯曲振动的模态参数。
汽车整车噪声与振动控制技术武一民编著2010年3月1日第一篇汽车噪声与振动(NVH)介绍第一节汽车噪声与振动概述汽车按照结构可以分成车身系统、动力传动系统、悬架系统、电子系统、空调系统等子系统,车身系统包括车身、车架、悬架、座椅、和内饰。
动力传动系统(powertrain)包括发动机、变速器、离合器、传动轴系、进气系统、排气系统、发动机振动隔离系统,如图1-1所示。
在隔振分析时,发动机和变速器被视为一个整体考虑,叫动力装置(powerplant),悬架系统包括轮胎、减振器、弹簧、车桥等。
图1-1动力传动系统在汽车开发过程中,通常将汽车性能分解成许多性能。
如果这些性能都能达到了设计要求,那么整车的性能就能达到所期望的目标。
汽车性能可分为下列类别:●安全性空调系统性能能●可靠性电子系统性能能●噪声与振动模型制作●动力性能安装空间●燃油经济性成本控制●发动机控制与调节性能质量控制●排放与环境性能重量控制这些性能能都涉及汽车的很多系统和部件。
比如,噪声与振动系统就涉及汽车的每个系统,包括车体、发动机、悬架、进气、排气等系统,如果这些系统的噪声与振动都实现了事先设计的目标,那么整车的噪声与振动将能达到理想的效果。
汽车NVH是汽车的一项综合性的性能指标,噪声(Noise),振动(Vibration),声振粗糙度(Harshness)缩写为NVH,主要研究车辆的噪声和振动对整车性能与舒适性的影响,不舒适性(Harshness)—描述人对噪声和振动的主观感觉。
在汽车设计中我们要对汽车建立恰当的主客观评价指标,以顾客需求为中心,以高效、节能、环保为目标,合理确定汽车的NVH目标,运用实验和理论分析相结合的方法建立NVH的数值模型,进行NVH性能分析,运用数值模型或实验进行整车级和部件级NVH性能预测和匹配。
第二节汽车企业为什么要建立NVH能力国外公司的统计表明,整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关的。