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汽车动力传动系主要由发动机、变速箱、传动轴、驱动桥和车轮等部分组成,是以旋转运动为主的轴系扭转系统,有特定的扭转固有频率和振型。研究并改善不同工况下动力传动系的扭振性能对于提升整车NVH性能,提高相关零部件使用寿命具有重要的理论意义和工程应用价值。论文主要研究内容如下:(1)基于集中参数建模方法,考虑发动机激励、曲柄连杆机构转动惯量和齿轮啮合刚度的时变特性,离合器扭转减振器和齿轮侧隙产生的非线性刚度,使用LMS Virtual.lab Motion建立了乘用车动力传动系三档扭振模型,对各非线性因素进行线性化处理后计算分析了传动系各阶固有频率和振型。(2)LMS Virtual.lab Motion仿真模拟了某乘用车三档全油门加速工况,仿真和实验飞轮转速最大相对误差为4.8%。分析传动系扭振响应发现,发动机转速在2500~2600rpm时系统第3阶扭转固有振动被激起而发生共振,此时输入轴最大扭转角加速度值为1650rad/s2,结合固有特性分析的结果计算研究了改进传动系性能的方法,结果表明在不改变整个传动系总惯量的前提下,调整离合器前后转动惯量的比值、改进离合器扭转减振器的扭转刚度特性都可以显著改变第3阶固有频率的值。(3)LMS virtual.lab Motion和Simulink联合仿真模拟乘用车三档反复点踩油门-松油门(tip-in/out)工况,实验和仿真飞轮转速最大相对误差2.35%。研究了点踩油门(tip-in)、松油门(tip-out)时的转速变化特点发现在发动机扭矩突然变化的瞬间,飞轮、输入轴转速均出现较大幅值的波动,且输入轴转速存在更高频的不规则波动,在稳定加速、减速阶段,转速波动频率均接近于传动系第1阶扭转固有频率5.71Hz。仿真分析发现小刚度的离合器扭转减振器可以有效改善传动系的瞬态性能。(4)使用双质量飞轮改进动力传动系扭振性能,实验和仿真的结果表明,对于三档全油门加速工况,在整个加速区间没有发生共振现象,输入轴最大扭转角加速度值大幅度减小到313.6rad/s2。对于三档tip-in/out工况,仿真结果表明,tip-out时飞轮转速波动最大幅值由61rpm减小到47rpm,输入轴转速波动最大幅值由58rpm减小到20rpm,输入轴转速的冲击变化完全被消除,tip-in时飞轮转速波动最大幅值由49rpm减小到28rpm,输入轴转速波动最大幅值由42rpm大幅度减小到15rpm,输入轴转速的冲击变化完全消失。