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#汽车#混动车辆传动系统扭振设计及验证( 三 )



图8为设置不同变速箱输入轴（shaft2）的阻尼 ， 经过仿真之后变速箱输入轴处的角加速度波动曲线 。 设置变速箱输入轴阻尼大小分别为2 Nm/(rad/s) ， 5 Nm/(rad/s)和10 Nm/(rad/s) ， 从曲线中看出当输入轴阻尼最大时 ， 变速箱输入轴处共振扭矩波动峰值最小（约300rad/s2） ， 同样可通过标定全油门工况时发动机极限转速低于5000rpm来避开共振区间 。
#汽车#混动车辆传动系统扭振设计及验证
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图7 限扭减振器阻力矩对角加速度的影响
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图8 变速箱输入轴阻尼对角加速度的影响
5 整车NVH试验验证
在进行仿真分析之后 ， 需要对实车的传动系统做NVH验证 。 按参考文献[5]中所述测试方法 ， 需采集的数据包括：发动机飞轮转速信号 ， 变速箱输入轴转速信号 ， 变速箱壳体振动加速度信号（3向） ， 以及驾驶员座椅导轨处的振动加速度信号（3向）和麦克风噪声信号 。 利用LMS数采系统采集以上各通道的信号 ， 其扭振分析模块可在软件内部将测试到的转速信号换算为角速度值 ， 进而对时间轴求导计算出角加速度值 。
具体测试工况及测试结果如表4 ， 采用限扭减振器迟滞阻力矩为19.6Nm ， 变速箱输入轴阻尼为2Nm/(rad/s)的测试样件 ， 结果表明在该车发动机参与工作的各工况下敲齿声主观评分均可接受 ， 最大的输入轴角加速度0-Peak值为363rad/s2 。
表4 整车NVH测试工况及结果
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表5 阻力矩和阻尼对角加速度的影响
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为了验证仿真分析中限扭减振器迟滞阻力矩和变速箱输入轴阻尼变化对变速箱输入轴角加速度0-Peak值结果影响的正确性 ， 采用试制9种不同状态的样件进行了对比试验 ， 试验工况统一为发动机从0到5000rpm的全油门加速 ， 试验结果如表5 ， 从实测数据可以看出：当变速箱输入轴阻尼一定时 ， 限扭减振器迟滞阻力矩越大 ， 输入轴角加速度0-Peak值越大；当限扭减振器迟滞阻力矩一定时 ， 变速箱输入轴阻尼越小 ， 输入轴角加速度0-Peak值越大 。 最后 ， 在实车上测试了发动机启动和停机时的发动机转速/角加速度、变速箱转速/角加速度、限扭减振器弧形弹簧角位移及驾驶员座椅导轨处振动加速度 ， 测试的曲线如图9和图10 ， 测试结果表明该车在发动机启动和停机工况无敲齿声 ， 车辆振动和噪声在允许范围之内 。 发动机怠速发电时的转速可通过标定软件调整 ， 在试验过程中设置怠速发电转速从900rpm到1200rpm调整 ， 间隔转速为100rpm 。
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图9 发动机启动时测试数据
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图10 发动机停机时测试数据
6 总结
（1）本文根据某款混合动力乘用车发动机输出的最大扭矩和扭转角加速度 ， 及变速箱允许的最大扭转角加速度计算确定限扭减振器的刚度及最大转角等关键参数 ， 对零件的正向设计起到一定指导作用 。
（2）根据整车传动系统部件的转动惯量和扭转刚度等参数利用Amesim软件进行对整车传动系统进行建模 ， 同时对变速箱进行扭振分析 ， 结果表明变速箱的扭转角加速度在其允许范围之内 ， 变速箱无敲齿声等NVH问题产生 。
（3）在实车上进行NVH验证 ， 通过传感器和数采系统对所需信号进行采集和分析 ， 实车试验结果表明传动系统扭振相关的设计参数达到性能要求 ， 试制不同迟滞阻力矩和输入轴阻尼参数的样件 ， 结果表明仿真分析与实车验证结果基本一致 。


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