电动车动力传动系扭振模型分支问题研究.pdf

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1、万方数据A版电动车动力传动系扭振模型分支问题研究王泽勇于蓬章桐(同济大学新能源汽车工程中心，上海201804)【{商要】采用集中质量法建立某电动车动力传动系统的单支和分支扭振模型，计算得到其低阶模态特性。分析表明：分支模型可得到更多的低阶模态，有利于更好地揭示目前电动车传动系存在的低频扭振问题。利用分支模型分析了左右半轴扭转刚度不一致对电动车动力传动系扭振特性的影响。【Abstract】Establishingsingleandbranchtorsionalvibrationmodelofpowertransmissionsys-t

2、emofaelectricvehiclebyusingmasscentralizedmethodandthelowordermodalcharacteristicsiScalculated．Analysisshowsthatthebranchmodelcangainmorelowordermode．whichcanrevealthelow-frequencytorsionalvibrationproblemsofelectricvehicle§powertransmissionsystembetter．Usingbranchmode

3、ltoanalysistheinfluenceofthetorsionalstiffnessinconsistentenceofleftandrightaxleshaftontorsionalvibrationinherentcharacteristicofelectricvehicle§powertransmissionsystem．【关键词】扭转振动动力传动系电动车doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2013．03．010引言电动车动力传动系统与传统车动力传动系统在结构上的较大差异使得电动车动力传动系统振动

4、的激励特性较之传统车动力传动系统不同，传递路线也发生变化。因此。有必要对电动车动力传动系统的扭振固有特性进行具体分析。文献[1]、[2]均对电动车动力系统扭振固有特性做了一定的分析，得到了半轴对称情况下的电动车动力传动系的部分低阶模态，但没有考虑模型分支和左右半轴扭转刚度不一致的影响，本文将在先前研究的基础上，具体分析模型分支和左右半轴扭转刚度不一致对电动车动力传动系扭振固有特性的影响。收稿日期：2013一01—15·d·1扭振系统固有特性的求解多自由度系统的固有特性主要是指系统的固有频率和主振型。固有特性可以通过无阻尼自由振动方程

5、进行求解，无阻尼自由振动方程：t，{9”}+K(臼)=0(1)设上式的解为：{0}={妒}e”‘，将其代人方程并消去e⋯，得到方程：(K—W2J)A=0(2)H=K—W2J为系统的特征矩阵。方程存在非零解的条件是日的行列式为0，即IHI=IK—W2JI=O(3)上式称为系统的特征方程。根据该式求得系统的各阶固有频率W，，W：⋯W。，并依次代入主振上海汽车2013．03万方数据型方程求得对应的振幅向量{妒i}，得到系统在各阶固有频率下的主振型‘3

6、。2动力传动系扭振模型建立和对比某电动汽车动力传动系简图如图1所示，采用电机前置前轮驱动

7、，集中驱动电动机与减差速器总成集成在一起，然后通过半轴驱动车轮。虑为无质量的弹性轴。2．1．4车轮和整车平移质量的简化忽略轮胎非线性特性，将车轮简化为一个惯量盘，并通过扭转弹簧与整车平移质量等效惯量相连接。2．2单双和分支模型的对比根据上述的简化过程建立考虑整车平移质量的单支模型和分支模型分别如图2～3所示H娟J。整车平移质量等效惯量左车轮减差：速器总成右车轮图2考虑整车平移质量的单支模型图1某电动车动力传动系统模型简图为便于分析，采用集中质量法将其简化为一个有限自由度的集中质量系统⋯、【3

8、。模型简化主要遵循如下原则：(1)依据部

9、件扭转弹性和转动惯量的大小决定将其简化为无质量的弹性轴和无弹性的惯量盘；(2)忽略阻尼的影响；(3)齿轮啮合为刚性；(4)忽略轮胎非线性特性。2．1模型的简化2．1．1电机的简化电机转子的转动惯量较大，扭转变形很小，将其简化为惯量盘。电机轴为一个阶梯轴，扭转变形较大而转动惯量较小，考虑为弹性轴。2．1．2减差速器总成的简化忽略齿轮系统的非线性特性，按照能量守恒的原则，将输出轴及其上的齿轮等效至输入轴上。假设齿轮刚性啮合，忽略第二轴的柔性，将两级齿轮副等效为一个惯量盘。本文对差速器不做详细的讨论，直接将其作为一个惯量加到第二级齿轮副的

10、从动齿轮上。2．1．3半轴的简化半轴为细长轴，转动惯量小，扭转变形大，考上海汽车2013．03电质量量右车轮整车平动质量等效惯量图3考虑整车平移质量的分支模型其中，K为对应部件的转动惯量，kg·m2；．，i为对应部件的扭转刚度N·m／