基于Simulink对汽车传动系统的振动特性分析

Posted 2022-05-02 studyer_domi

汽车动力传动系统振动是汽车振动的一个重要分支，对汽车的乘坐舒适性及行驶平顺性有很大的影响。目前汽车设计中对于传动系统的设计一般只考虑动力性与经济性的匹配，而弯曲振动和扭转振动考虑的比较少。随着现代化汽车正在向高速、大功率方向发展，发动机的负荷在不断上升，加上发动机的气体爆发力、往复惯性力所导致的激振力也在增大，更加容易引起汽车动力传动系统的振动，因此建立正确的力学模型及有限元模型、在获得传动系统振动特性的基础上，对传动系统的振动特性进行分析及仿真优化具有十分重要的意义。

为了方便研究汽车动力传动系统的扭转振动，本文对传动系统中各个部件做了简化，建立了行驶工况和怠速工况下汽车传动系集中质量扭转振动模型，再简略介绍了仿真分析软件Simulink，然后建立模型的动力学方程并获得系统的质量、刚度、阻尼矩阵，通过系统矩阵法求解所建立扭振模型的固有频率，对其振型进行分析。其次，结合传递矩阵方法对建立的模型进行求解，获得了动力传动系统的前八阶的频率及振型图，并将得到的结果与只考虑扭转振动条件下的结果进行对比分析，可以得知系统耦合振动的低频阶段主要受扭转振动的影响，加上所获得的振型图只能够描述各节点位置振幅的比值，不能获得各节点的实际振幅，因此文章主要从扭转振动的角度对动力传动系统进行优化，运用Simulink仿真软件获得了传动系统在受到固定扭矩状态下各个节点的振动情况，通过对指定位置处的参数做修改来优化振动特性，最后提出了改进优化手段。

表2.1 扭振系统分析模型参数表

参数	含义
J1	发动机动力吸振器转动惯量
J2	发动机一缸曲柄连杆组转动惯量
J3	发动机二缸曲柄连杆组转动惯量
J4	发动机三缸曲柄连杆组转动惯量
J5	发动机四缸曲柄连杆组转动惯量
J6	发动机飞轮及离合器主动部分转动惯量
J7	离合器从动部分、变速器输入轴及常啮合齿轮转动惯量
J8	变速器中间轴及常啮合齿轮转动惯量
J9	变速去输出轴及常啮合齿轮转动惯量
J10	第一根传动轴及万向节转动惯量
J11	第二根传动轴及万向节转动惯量
J12	差速器、主减速器转动惯量
J13	车轮转动惯量及车身等效转动惯量的一半
J14	车轮转动惯量及车身等效转动惯量的一半
K1	发动机动力吸振器扭转刚度
K2	发动机一缸曲柄轴颈扭转刚度
K3	发动机二缸曲柄轴颈扭转刚度
K4	发动机三缸曲柄轴颈扭转刚度
K5	发动机四缸曲柄轴颈扭转刚度
K6	扭转减振器扭转刚度
K7	变速器输入轴扭转刚度
K8	变速器中间轴扭转刚度
K9	变速器输出轴扭转刚度
K10	传动轴扭转刚度
K11	主减速器输入轴扭转刚度
K12	半轴扭转刚度
K13	半轴扭转刚度
K14	驱动轮侧偏刚度
K15	驱动轮侧偏刚度