混合动力汽车传动系统共振转速优化分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com．设计开发．混合动力汽车传动系统共振转速优化分析王凯1于海生1,2邹良1张建武1张彤z(1．上海交通大学；2．上海华普汽车有限公司)【摘要】为解决某混合动力汽车传动系统振动和噪声的问题，建立了复合行星轮系和整车传动系统的扭转振动力学模型对该传动系统进行扭转振动分析。在计算传动系统固有频率的基础上，通过扭转减振器的刚度匹配实现共振转速的优化。研究发现．系统在某特定转速比下出现共振特性且在一定范围内随减振器刚度增大而增大；通过减小减振器刚度可以使共振转速远离发动机怠速转速范围．从而提高整车平顺性和乘坐舒适性

2、。主题词：混合动力汽车传动系统共振转速优化中图分类号：U463．2文献标识码：A文章编号：1000—3703(2013)07—0001—04ResonanceSpeedOptimizationAnalysisofDrivelineforHybridElectricVehiclesWangKai，YuHaisheng一，ZouLiang，ZhangJianwu，ZhangTong2(1．ShanghaiJiaoTongUniversity；2．ShanghaiMapleAutomobileCo．，Ltd)【Abstract]Tosolves

3、omevibration&noiserelatedproblemsofdrivelineofahybridelectricvehicle(HEV)，dynamicmodelsofthecompoundplanetarygeartrainanddrivetrainwereestablishedrespectivelyfortorsionalvibrationanalysis．Basedonthecalculationofthenaturalfrequency，resonantspeedofthedrivetrainWaSoptimizedt

4、hroughthestifnessmatchingoftorsionaldamper．Theanalysisresultsindicatethattheresonantcharacteristicemergesatspecificspeed，whichincreaseswiththedamperstiffnessatacertainrange．Byreducingdamperstiffness，resonantspeedcanbedriftedawayfromengineidlingspeedrange，thusimprovingvehi

5、cleridecomfort．’Keywords：HybridElectricVehicle，Drivetrain，Resonantspeed，Optimization传递系统的数学模型，进行扭转振动分析，计算系统1前言固有频率，并在此基础上计算共振转速。随着汽车工业的发展．人们对汽车各项性能要2混合动力系统的结构与工作原理求越来越高．乘坐舒适性作为一项直接反映乘客感受的指标．其重要性不言而喻．因此需要对汽车振动该混合动力汽车传动系统由发动机、扭转减振和噪声进行有效控制造成汽车振动和噪声的因素器、大电机E2、小电机E1、复合行星排、二级减

6、速很多．其中动力传动系统的扭转振动是引起汽车振轮、差速器、半轴和车轮等组成。结构示意图如图1动和噪声的主要原因之一_l1所示。混合动力汽车的关键技术之一是多能源的耦合问题翻．因此混合动力汽车的核心部件——动力复合装置一直是各研究机构和厂商的研发重点行星发动齿轮传动因具有普通定轴齿轮无法比拟的输入输出的同轴性、良好的功率分流(汇流)、结构紧凑、传动比大、承载能力大等优点．在汽车上得到了广泛应用。但行星齿轮的结构和工作状态复杂．其振动和噪声问题也比较突出『31，因此改善其噪声和振动．是车辆工程的重要研究课题之一以某款混合动力汽车合成箱(在拉威

7、娜行星齿图1某混合动力汽车传动系统结构示意轮机构上进行了优化及改进)为研究对象．建立动力复合行星排以拉威娜行星齿轮机构为基础．前2013年第7期一1一学兔兔www.xuetutu.com．设计开发．排轮系包括小太阳轮、短行星轮、行星架以及齿圈．JO+CO+KO=T(3)后排轮系包括大太阳轮、长行星轮以及与前排共用式中，．，为系统的转动惯量矩阵：C为系统的阻尼矩的短行星轮、行星架和齿圈，其中齿轮为斜齿轮。复阵；为系统的扭转刚度矩阵：为扭转振动角位移合行星齿轮机构示意如图2所示。矢量；为系统的激振扭矩矩阵在不考虑外部激励情况下．系统无阻尼自由

8、振动可写成以下方程：+KO=O(4)假定该系统为线性系统，则式(4)的解为：O=Omsin(tOt++)(5)式中，为线性系统初始角位移。图2复合行星齿轮机构不意将式(5)代人式(4)后整理得