混合动力传动系统扭转减振器的参数设计和性能研究.pdf

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1、第31卷第5期2010年10月内燃机工程ChineseInternalCombustionEngineEngineeringV01．31NO．5October．2010文章编号：1000--0925(2010)05--0021--04310093混合动力传动系统扭转减振器的参数设计和性能研究陈志鑫(上海汽车集团股份有限公司，上海200041)ParametersDesignandPerformanceStudyonTorsionalVibrationDamperofHybridPowertrainSystem

2、CHENzhi-xin(SAICMotorCorporationLtd．，Shanghai200041，China)Abstract：ComparedtOadual—massflywheelclutch，aclutchwithtorsionalvibrationdamper(TVD)ismoreinfavourbythehybridpowertrainsystemduetOitsadvantagesoncompactiveness．Byvibrationmodelingofahybridtransmissio

3、n．theselectionofthestiffnessandthedampingcoefficientofaTVDwereanalyzed．0概述摘要：与双质量飞轮式离合器相比，带扭转减振器的离合器更加适合于混合动力传动系统。以一款混合动力变速箱上采用的离合器从动盘式扭转减振器为例，通过系统建模分析，设计了减振器参数。同时分析了扭转减振器刚度和阻尼对减振性能的影响。关键词：内燃机；扭转减振器；混合动力汽车Keywords：ICengine；torsionalvibrationdamper；hybridpow

4、ertrainvehicle中图分类号：TK414．4文献标识码：A目前汽车上采用的扭转减振器主要有离合器从动盘式和双质量飞轮式。通常认为，大扭矩以上的动力系统中，离合器从动盘式扭转减振器结构中，减振弹簧位置半径较小，转角又受到限制，难以通过降低减振弹簧刚度得到更大的减振效果，尤其是不能使变速器振动系统的固有频率降低到发动机怠速频率以下，因此不能避免怠速时的共振。而采用双质量飞轮技术，使减振器在空间布置上变得容易，可以设计出能满足强度和刚度要求的弹性元件，但结构较离合器从动盘式扭振减振器复杂，制造成本更高，轴

5、向尺寸变大，并且在高转速工作范围减振弹簧在径向所受负荷大；在离心力和变形量大的情况下，弹簧容易磨损。在混合动力传动系统中，一方面由于增加了电机作为动力源，使得传动系统的布置空间更加珍贵；另一方面，电机助力甚至取代发动机，在低速起步时提供驱动扭矩，可显著降低发动机功率需求和对扭转减振器的性能要求，使得离合器从动盘式扭转减振器能很好满足混合动力传动系统的要求。本文以正在开发的一款插电式混合动力变速箱上采用的离合器从动盘式扭转减振器为例，对混合动力传动系统进行扭振建模分析，对减振器进行参数设计，并分析扭转减振器刚度

6、和阻尼对混合动力传动系统的振动性能影响。1离合器从动盘式扭转减振器工作原理离合器从动盘式扭转减振器结构如图1所示。其中，减振器盘和从动盘本体固定连接在一起，两侧固定有阻尼片的从动盘毂夹持在从动盘本体与减振器盘之间，由铆钉穿过连接在一起，铆钉与两侧固定有阻尼片的从动盘毂之间存在间隙，在从动盘本体上开有多个穿透从动盘本体至减振器盘的窗口，减振器弹簧设置在窗口中。收稿日期：2010-07-02作者简介：陈志鑫(1959一)，男，高级工程师，博士，主要研究方向为管理科学与工程。·22内燃机工程2010年第5期图1离合

7、器从动盘式扭转减振器结构示意图2扭转减振器特性研究2．1系统建模本文描述的动力系统包含两挡变速箱和发动机、集成启动电机(以下简称ISG电机)、主驱动电机(以下简称TM电机)三个动力源，通过多离合器控制动力的传输和中断。发动机和ISG电机通过带减振器的离合器与主轴相连，TM电机通过另一个离合器也连到主轴。该动力系统可以抽象为5个自由度的扭转振动耦合，其简化的传统振动方程为：J1×Y1+Kl×(y1一Y2)一0(1)J2×y2+Kl×(yl—Y2)+K2×(y2一ya)=0(2)-厂3×y3+K2X(yz—Y3)

8、+K3×(y3一Y4)=0(3)J4×Y4+K3×(y3一Y4)+K4×(弘一ys)一0(4)．，5×Y5+K。×(y4一Y5)一0(5)式中，．，，为发动机侧惯量；．，。为扭转减振器惯量；J。为TM电机惯量；J。为主减齿轮系统惯量；J。为整车系统惯量；K。为扭转减振器刚度；K。为主轴刚度；K。为离合器至齿轴系统的刚度；K。为传动轴刚度；Y。为发动机位移；y。为扭转减振器位移；y。为TM电机位移；y