王思
車輛是由多個具有振動特性的子系統(tǒng)組成的復(fù)雜振動系統(tǒng),作為車輛噪音和振動主要來源地的動力傳動系統(tǒng)的主要振動形式就是扭轉(zhuǎn)振動。由于發(fā)電機(jī)組工作的不平穩(wěn)導(dǎo)致性導(dǎo)致汽車傳動系統(tǒng)隨著發(fā)電機(jī)組的工作產(chǎn)生強(qiáng)烈而復(fù)雜的扭轉(zhuǎn)振動;汽車傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動的振動頻率與汽車傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的固定振動頻率相同時,會發(fā)生傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動與發(fā)電機(jī)組的共振,這種共振具有高度的耦合性,將會嚴(yán)重影響駕駛員的駕駛安全和駕駛的舒適性。因此,隨著汽車的不斷普及,研究汽車傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動,對減少車輛駕駛過程中產(chǎn)生的噪音和振動和提高駕駛員駕駛的舒適性和安全性具有重要作用。本文將主要討論研究汽車傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的研究模型和研究展望等方面,實現(xiàn)較少汽車駕駛噪音和提高駕駛員駕駛汽車的舒適性和安全性。
汽車傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動產(chǎn)生的主要原因就是汽車傳動軸與萬向節(jié)之間存在一定的夾角。當(dāng)汽車在高轉(zhuǎn)率下行駛時往往會加重汽車傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動,從而嚴(yán)重影響了汽車的動力傳動性和平衡性,同時,當(dāng)汽車傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動等于汽車傳動系統(tǒng)的固定振動頻率時就會產(chǎn)生共振現(xiàn)象,這種共振相對于在高轉(zhuǎn)率下的扭轉(zhuǎn)振動具有更大的危害性,他不僅會使共振荷載達(dá)到最大,嚴(yán)重影響到汽車傳動系統(tǒng)的使用周期和使用安全,同時,在這種共振作用下,傳動系統(tǒng)的振動的扭轉(zhuǎn)振動和驅(qū)動系統(tǒng)的振動在垂直振動方向形成耦合,嚴(yán)重影響了駕駛員駕駛的舒適性和安全性。因此,鑒于汽車傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的危害,有必要明確汽車傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的研究方法并不斷完善研究方法,在方法的基礎(chǔ)上,提出研究汽車傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的新目標(biāo),不斷改進(jìn)研究方法,提高模型建立精度,從而將理論運(yùn)用與實踐之中,減少汽車傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的危害。
研究方法
傳動的理論計算分析法是目前汽車動力傳動扭轉(zhuǎn)振動特性的主要研究辦法。隨著科學(xué)技術(shù)手段的不斷發(fā)展,汽車傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的研究技術(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)處理等方面取得了較快的發(fā)展,研究模型從簡單的三個自由度模型向多個自由度模型的轉(zhuǎn)變,這種研究模型相較于傳統(tǒng)的研究模型更加的貼近實際情況,更有利于準(zhǔn)確的分析汽車傳動系的扭轉(zhuǎn)振動。
Holzer法。Holzer法實際上是一種試算法,這種計算方法的主要思想就是將多質(zhì)量系統(tǒng)(轉(zhuǎn)化為三質(zhì)量系統(tǒng),并通過有關(guān)的計算理論計算出三質(zhì)量系統(tǒng)的固定震動頻率,在這個振動頻率基礎(chǔ)上進(jìn)行試算,具體可以分為以下幾步:建立系統(tǒng)中各質(zhì)量之間的角位移關(guān)系(以分離體力矩平衡為依據(jù));將質(zhì)量系統(tǒng)角位移帶入到振動方程式中,如:An=An-1-en-1ω2n(∑liAi);得到個質(zhì)量處的角位移幅度方程式。
在這種研究方法中,當(dāng)試算結(jié)果與系統(tǒng)實際振動頻率不相等時,則需要根據(jù)相關(guān)的試算規(guī)則對重新進(jìn)行試算知道試算結(jié)果與實際振動頻率相近。在這個試算振動值下,該頻率所對應(yīng)的頻率值使剩余力矩為零,這個振動試算值就是系統(tǒng)的自振頻率。這種計算方法最大的優(yōu)勢就是避免了高計算量和復(fù)雜度較高的方程是,缺點就是計算精度較低,累計誤差較大。
扭轉(zhuǎn)振動的試驗測試技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,汽車傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的理論分析方法也得到了較快的發(fā)展,從Holzer法向傳遞力矩法發(fā)展,幾經(jīng)發(fā)展后,先后出現(xiàn)了系統(tǒng)矩陣法,模態(tài)分析技術(shù)到現(xiàn)在運(yùn)用較為廣發(fā)扭轉(zhuǎn)的振動測試技術(shù)。根據(jù)測試依據(jù)和測試方法的不同,試驗測試法可以分為接觸式測量(直接將信號接收器安裝在軸上,搜集相關(guān)的資料)和非接觸式測量(通過測量齒輪,碼盤等等分結(jié)構(gòu)角度轉(zhuǎn)動的不均勻性實現(xiàn)對扭轉(zhuǎn)振動頻率的測量。從上不難看出,該種測量方式的主要難點就是:縱振,橫振等不好控制,使得相關(guān)數(shù)據(jù)的提取存在較大的誤差;相對比較發(fā)作為非接觸測試的主要思想,這在一定程度上抑制了人們對汽車傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的認(rèn)識。這種測試方法的關(guān)鍵就是應(yīng)力測試點的選擇。這種測試方法的優(yōu)點就是可以對試驗所在的環(huán)境條件進(jìn)行分析,可以較少試驗器材多試驗結(jié)果的影響,缺點就是由于現(xiàn)階段對應(yīng)力測試點的選擇條件和認(rèn)識不足,導(dǎo)致大多選擇在方便測驗的地點作為應(yīng)力測試點,這種選擇方式使測試結(jié)果和實際值存在較大的誤差。
相關(guān)模型
阻尼作用力模型。輪胎對地面的瞬時粘接力和力矩可以表示為:Ft=u*W,Tt=Ft*r其中,F(xiàn)t包括絕對牽引力,Tt包括動態(tài)力矩。W為珍重,則可以可得到:
Ft=Wums/sm0≤sW0um+Wkμ(s-sm)sm