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《吉林大学》 2012年
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微型客车动力传动系统扭振及其对整车振动影响的研究

韩海兰  
【摘要】:近些年,中国汽车工业得到迅猛发展,从2009年至2011年连续三年产销量均居世界第一。受国家利好政策刺激、城市化进程加快等因素影响,微型客车迎来很好的发展机遇,成为我国汽车市场中的重要拉动力量。汽车向轻量化、高速化发展,使动力传动系统扭振问题凸显出来,对汽车动力性、燃油经济性、乘坐舒适性、行驶安全性等都有不利影响,有必要对其进行相关研究。 发动机激励,不仅是动力传动系统扭振的主要激励源,也是影响整车振动的一个重要因素。汽车行驶中,驾驶员根据路况对加速踏板、离合器踏板、变速器操纵杆等进行一定操作,使发动机扭矩发生变化,引起动力传动系统扭振及整车纵向振动、垂向振动,影响汽车乘坐舒适性。 以往对动力传动系统扭振研究主要着眼于汽车稳定工况,本文基于与重庆长安汽车股份有限公司合作项目“车辆瞬态振动冲击舒适性研究”,利用ADAMS/Driveline建立了某微型客车虚拟样机模型,针对汽车行驶中发动机转速线性增大工况、发动机扭矩恒定工况、节气门开度恒定工况、发动机扭矩冲击脉冲工况,水平路面起步工况、加速工况、加减速工况进行相应仿真分析。主要研究内容有: (1)微型客车动力传动系统与整车模型建立 基于企业提供的某微型客车相关参数,确定了建模参数、建模坐标系、建模单位系统及建模流程。详细叙述了ADAMS/Driveline中发动机、离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器、半轴、轮胎等部件的建模过程,建立了完整的动力传动系统模型。对麦弗逊式前悬架系统、双横臂式后悬架系统、齿轮齿条式转向系统、盘式制动系统、车身系统的建模过程进行了阐述,说明了各子系统的装配过程及模型自由度的校验,建立了微型客车虚拟样机模型。 (2)微型客车典型工况仿真与验证 基于所建的微型客车虚拟样机模型,利用ADAMS/Driveline对发动机转速线性增大、发动机扭矩恒定、节气门开度恒定、发动机扭矩冲击脉冲四种典型工况进行了仿真试验;对第一种工况一定发动机转速对应的变速器输出轴转速、驱动轮转速的理论计算值与相应仿真值进行了对比,从理论计算与仿真对比角度,验证了所建微型客车虚拟样机模型的合理性;利用CarSim中建立的微型客车虚拟样机模型,通过设置与ADAMS后三种工况等效的仿真条件进行相应仿真试验,对两种软件同一工况仿真试验的发动机、变速器输出轴、驱动轮扭矩及转速、汽车行驶车速及纵向加速度的变化曲线进行了相应对比,从不同软件仿真对比角度,进一步验证了所建微型客车虚拟样机模型的合理性。 (3)微型客车起步、加速、加减速工况仿真实现 基于所建的微型客车虚拟样机模型,利用ADAMS/Driveline中标准仿真试验实现了水平路面起步、加速、加减速工况的仿真;从不同软件仿真对比角度,利用CarSim对上述起步工况、加速工况进行了仿真验证;从不同仿真方法角度,利用ADAMS/Driveline中台架试验(Bench Test)实现了上述加减速工况仿真,并对其进行了相应拓展,实现了更复杂的加减速工况仿真试验。以动力传动系统部件扭矩、转速、角加速度及车身质心纵向加速度、垂向加速度、纵向冲击度为仿真分析参数,对每一种非稳定工况动力传动系统扭振及其对整车纵向振动、垂向振动的影响进行了仿真分析。分析表明:三种非稳定工况均引起了动力传动系统扭振,并且对整车纵向振动的影响相对较大,对整车垂向振动的影响相对较小。 本文基于与企业的合作项目,利用ADAMS/Driveline对某微型客车动力传动系统及整车进行建模,有利于对动力传动系统受力及运动状态进行分析,便于动力传动系统扭振的研究。理论计算与仿真对比、不同软件仿真对比两种验模方法为其它虚拟样机模型合理性验证提供了参考。对汽车起步、加速、加减速工况的仿真实现及其相应的动力传动系统扭振、整车振动的仿真分析,为进一步研究降低动力传动系统扭振以提高汽车乘坐舒适性的措施及自定义更多所需工况的仿真研究奠定了基础。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U461.6

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