两挡变速器纯电动汽车传动系统扭转振动特性分析

针对纯电动汽车的扭转振动问题,以某款具有两挡自动变速器的纯电动汽车传动系统为研究对象,根据传动系各部件的动力学方程,建立动力传动系的扭转振动模型,计算并分析传动系的固有特性和模态振型,并通过SIMPACK建立传动系的多体动力学模型进行强迫扭振计算,分析了部分参数对传动系扭振响应的影响,为纯电动汽车降低传动系扭振提供参考。     

电机参数对电动车传动系统扭转振动的影响分析

针对电动车传动系统存在的扭转振动问题,对传动系统的固有特性、电机的转矩特性及振动系统的动态响应进行了分析研究,提出了综合考虑控制电机动态特性和传动系统的机电耦合仿真方法。首先,建立了某集中式驱动电动车动力传动系统的扭转振动数学模型,分析了系统的固有特性,用实验数据验证了模型的准确性;然后,建立了永磁同步电机的矢量控制模型,分析了驱动电机的转矩特性;最后,基于驱动电机和动力传动系统的机电仿真模型,进行了电机参数的灵敏度分析。研究结果表明:在低频时,引入谐波转矩的各电机参数对动力传动系统扭转振动的影响呈正比关系;在中高频时,电机参数对传动系统的影响不成比例。     

车辆传动系扭转振动主动控制研究现状及趋势

阐述了传动系扭转振动主动控制的近期研究成果。从3个方面进行阐述了二(三)自由度电传动系统扭转振动控制研究、传统内燃机车辆传动系扭转振动控制研究、电动车辆传动系扭转振动控制研究。总结了电动车动力传动系统的振动(噪声)现象,指出传统车辆简化模型的局限性,提出了传动系统振动主动控制的新目标。围绕集中驱动式电动车动力传动系统的特点,从电机激励特性、常啮合结构特性、振动频率宽泛性、系统性4个方面对电动车传动系统主动控制的基础模型进行了展望。     

集中电机驱动车辆动力传动系统NVH性能研究现状与展望

阐述了电动汽车振动与噪声问题的近期研究成果。针对集中驱动式电动车动力传动系统的特点,从5个方面分别进行介绍,即动力传动系统扭转振动的研究、动力总成磁固耦合振动的研究、驱动电机转矩波动的研究、动力总成悬置系统的研究、动力传动系统机电一体化研究。最后,对此领域的研究工作进行了展望。     

电动车动力总成有限元建模方法的研究

动力总成作为主要的振动噪声源,成为电动车NVH研究中的关键所在。准确计算动力总成的振动模态和固有频率是降低电动车振动和噪声的基础。分别建立电机和减速器有限元模型,采用4种不同的连接方式,探讨了集中驱动式纯电动车动力总成的有限元建模方法,并分析了点焊单元参数对动力总成有限元固有频率的影响。最后通过对比分析模态锤击试验与有限元计算结果,验证了建模方法的可行性,并结合振动试验结果提出:传动系对动力总成壳体的固有特性存在影响,因此在动响应分析时需考虑传动系的作用。     

电动乘用车用两挡变速器匹配设计与仿真分析

基于AVL Cruise对直驱方案和两挡变速器方案进行了动力传动系统匹配设计与仿真;根据匹配结果对两挡变速器进行了结构设计,包括关键零件的参数计算、静力学分析和模态分析;通过对比两种方案在各种工况下的电机电流、转矩和电池电流,明确了两挡变速器对整车经济性和动力性的影响。结果表明,在各工况下,关键零件承受最大载荷时满足强度要求且未发生共振;两挡变速器方案可降低对驱动电机转矩和峰值电流的需求,提高系统效率,从而提高整车经济性,有效增加续驶里程。相关研究可为纯电动车动力传动系统的选择提供参考。     

永磁同步电机激励特性分析

分析了永磁同步电机振动激励的特性。从电机的噪声来源角度看,电机振动主要分为机械振动、电磁振动和空气引起(带风扇)的振动。电机的机械振动包括转子不平衡(可分为静不平衡、偶不平衡和动不平衡三种类型)、转子不对中、滚动轴承振动等;电机的电磁振动包括径向电磁振动和切向电磁振动,前者影响动力总成壳体的振动声辐射性能和悬置系统以及传动系统的高频振动性能,后者对车辆传动系统低速扭转振动的影响比较大,从而进一步影响整车的振动和噪声。随着电动汽车技术的发展和环境保护要求的提高,对引起电机噪声的激励进行深入细致的分析显得十分必要。     

基于AMT纯电动客车动力总成设计

以中型纯电动客车为研究对象,对动力总成匹配关键技术进行研究,主要包括驱动电机、动力电池、以及变速器参数的匹配设计及选型,并通过AVL cruise软件搭建整车动力学模型,进行动力系统仿真试验,验证了仿真模型建立的准确性及动力系统参数匹配的合理性,同时,搭建动力总成试验台架,对匹配完成的系统进行动力性与经济性试验,并与仿真结果进行对比,为纯电动客车动力总成系统的设计选型提供依据。     

重型拖拉机混动电驱无级变速动力总成设计

针对现有拖拉机手动、自动换挡传动系统的缺点,研究拖拉机动力总成技术,开发“发动机+发电机+驱动电机+变速箱”的电子控制无级变速器（Eletro-Continuously Variable Transmission,ECVT）动力总成技术,利用电机无级变速的特性和电机低速大扭矩、转速范围宽的特性实现无级变速,满足重型拖拉机的需求,同时开发拖拉机电驱动总成的控制技术,使传动效率较液压机械无级变速器（Hydro-Mechanical Continuously Variable Transmission,HMCVT）整体提高5%左右。     

电动汽车传动系统高速斜齿轮动载荷谱研究

与传统燃油汽车相比,电动汽车传动系统构件时常运行在高频、强冲击、超长周次的动态载荷作用下,更易诱发变速器齿轮发生接触疲劳破坏。为了准确计算电动汽车高速斜齿轮实际工况下的动态载荷,获取其动态载荷谱,建立车用永磁同步电机的矢量控制模型,基于循环工况对模型进行仿真,得到驱动电机的动态转矩输出;以电机的动态转矩作为变速器驱动转矩,计算齿轮接触应力-时间历程,采用雨流计数法对应力-时间历程进行循环计数和统计分析,获取循环工况下电动汽车传动系统高速斜齿轮的疲劳载荷谱。研究结果为纯电动汽车传动系统疲劳寿命预测和可靠性分析奠定了基础。     

拖拉机变速器对传动系噪声贡献量的特性分析

为了研究拖拉机变速器噪声对传动系统噪声的影响程度,文中以某款拖拉机变速器为研究对象,详细分析了对传动系统噪声贡献量的特性。通过噪声试验确定该拖拉机传动系统噪声数值;建立变速器箱体的有限元模型,通过箱体振动响应试验对所建仿真模型的准确性进行了验证,在此基础上得到了变速器箱体声学分析的边界条件,运用声学分析软件得到变速箱的振动辐射噪声;将试验所得传动系噪声和仿真所得变速器噪声代入声学贡献量公式计算,得出变速器噪声对传动系统噪声的贡献量。该方法为变速器噪声的降低提供了理论依据。     

三缸机传动系扭振试验研究和仿真分析

动力总成的传动系统扭振问题一直是汽车噪声、振动和声振粗糙度(noise,vibration and harshness,简称NVH)领域研究的热点和难点,针对某型三缸机中型多用途汽车(multi-purpose vehicles,简称MPV)高挡位低转速加速时车内振动和噪声问题,基于半消声室转鼓客观测试试验,运用传递路径分析方法,建立了传动系路径激励的识别方法。针对该三缸机动力总成,建立六自由度三缸机传动系扭振集总参数动力学模型,利用Matlab-Simulink软件进行仿真分析,实现了传动系扭振的准确预测和传动系扭振关键参数的分析。研究发现,传动系扭振受到发动机燃烧扭矩、发动机转速、传动系转动惯量和扭转刚度的影响显著,提出的传动系扭振前期开发策略为整车NVH性能的开发奠定了基础。     

基于解决传动系统变速器齿轮敲击的分析方法

建立一汽车传动系统6自由度动力学模型,模型中包括发动机、离合器、变速器与整车,考虑了变速器内承载齿轮副以及非承载齿轮副啮合间隙。以变速器输入轴的角加速度值为评价指标,研究模型参数变化对传动系统扭转振动的影响。利用序列二次规划法对存在非承载齿轮敲击问题的某车辆的飞轮转动惯量和离合器设计参数进行优化。根据优化结果,试制了离合器,并对新旧离合器下传动系统非承载齿轮敲齿的情况进行测试,测试了变速器处的输入轴扭转角加速度、变速器壳体处加速度以及发动机舱变速器侧声压。测试结果表明,增大飞轮侧转动惯量和离合器阻尼转矩、合理地调节离合器刚度可以衰减变速器输入轴角加速度幅值,抑制非承载齿轮副敲击现象。     

纯电动车辆传动系统扭振模糊PID主动抑制仿真

基于纯电动汽车传动系统集中质量-弹性轴动力学模型,分析了输入转矩突变工况下传动系统的冲击振动。将传动系统扭振响应转化为车辆加速度,以抑制车辆加速度波动为控制目标,采用PID控制器对传动系统扭转振动进行主动抑制。为提高扭振控制器对模型参数变化和建模误差的鲁棒性,采用模糊控制对PID控制器参数进行了实时整定。设计低通滤波器对车辆加速度进行滤波,以得到了车辆加速度的跟踪目标,并通过理论分析给出了该低通滤波器的解析表达式。仿真结果表明,所提出的方法能够抑制电动车辆传动系统冲击振动,对传动系统中主要非线性因素和参数变化有较好的鲁棒性,且能消除电机高频转矩波动对车辆性能的影响,为纯电动车辆扭振控制器设计提供了参考。     

基于AMESim的动力传动系扭振分析

研究了某皮卡车型动力传动系的扭转振动机制,应用AMESim软件建立了一维动力传动系扭振仿真模型,分析了传动系各挡位下扭转振动频率并与测试结果对比。对标结果表明,仿真分析结果与试验结果吻合度较高,误差在5%以内。这证明该仿真方法的可行性和分析结果的正确性。在对标后的模型上分析了离合器刚度、传动轴刚度及转动惯量、轮胎惯量对动力传动系扭转振动频率的影响,为整车及动力传动系相关零部件的合理匹配提供指导。     

某型纯电动汽车动力系统参数匹配与优化研究

根据某型纯电动汽车性能指标设计要求,在对其动力传动系统进行结构分析及理论计算的基础上,合理匹配动力电池、驱动电机、传动比等参数并选型。考虑动力传动系部件参数对整车性能的影响,提出一种基于多目标遗传算法的纯电动汽车参数优化方案,该方案以续驶里程及能量消耗作为优化目标,以最高车速、加速时间及爬坡度等指标作为约束条件,以传动系速比为优化变量建立参数优化模型进行求解,得到最优传动比。仿真及实车试验结果表明,文中采用的纯电动汽车动力系统参数匹配方法及优化算法合理、有效。     

谐波转矩对机车传动系统动态特性的影响研究

牵引电机谐波转矩对由牵引电机、齿轮传动、轮轨接触等组成的铁路机车传动系统动态载荷、振动噪声等动态特性有着重要影响。本文基于国内某交流电力机车牵引电机的结构参数和功能特点，通过虚位移原理获得了脉动谐波转矩，并将其作为激励输入到建立的考虑齿轮传动系统动态啮合的车辆-轨道垂-纵耦合动力学模型中，研究了牵引电机谐波转矩对机车传动系统动态特性的影响规律。研究结果表明，谐波转矩会加剧传动系统齿轮动态啮合力和动态传递误差的幅值波动，从而进一步导致轮轨动态相互作用力波动程度加剧，但受轴重转移影响，轮轨黏着系数均方根值增载位轮对小于减载位轮对，且增载位轮对受谐波转矩影响较小，而减载位轮对受谐波转矩影响较大。     

双质量飞轮扭振特性的仿真分析与优化

基于三缸发动机前置前驱汽车动力传动系统,建立了传动系扭振分析模型。采用MATLAB软件编制了扭振特性的求解界面,通过对比计算结果,分析了双质量飞轮扭转减振器在不同工况下对汽车振动的影响作用。通过灵敏度分析,使传动系扭振特性得到优化,为双质量飞轮扭转减振器的设计以及整车传动系统的匹配优化提供了依据和工具。     

汽车三级分段变刚度双质量飞轮非线性振动研究

分析了三级分段变刚度双质量飞轮（DMF）刚度随扭转角变化的特征,考虑刚度非线性因素建立了搭载DMF的汽车传动系非线性扭转振动模型和对应的微分方程,采用平均法和Runge-Kutta数值积分方法编制算法程序,推导和分析扭转角非线性频率特性近似解析解,并对不同转矩频率下的强迫振动响应进行仿真分析,以进一步探究三级分段变刚度DMF在传动系统中的非线性振动特性。     

轿车变速器系统总成模态特性及动态啮合响应仿真

以某型国产轿车变速器传动系统为研究对象,建立了完整的变速器齿轮轴系和箱体有限元模型,考虑部件之间的耦合关系得到了变速器总成固有特性。采用显式动态有限元法对变速器一挡工况进行仿真,深入分析了变速器工况参数对输入、输出齿轮最大啮合应力的影响。该研究可为寻找变速器总成产生振动的敏感部位和动力学优化设计提供依据。