一种基于振动性能的动力与传动系统匹配方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于振动性能的动力与传动系统匹配方法，合理匹配动力系统刚体模态，传动系统，主减速比，后桥系统的模态，使得动力系统的刚体模态不能激发传动系统模态，并且经过主减速比下的激励力频率不能激发后桥系统的模态。本发明主要针对前期开发车型，由于在整车开发中，没有实际的整车，因而只能通过仿真进行排查，对动力传动系统进行CAE仿真分析，规划模态分布表，合理匹配动力传动系统，避免动力系统的刚体模态激发传动系统模态，并且经过主减速比下的激励力频率激发后桥系统的模态，产生共振，改善整车NVH性能，缩短开发周期，降低汽车开发成本。
【专利说明】一种基于振动性能的动力与传动系统匹配方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种车辆测试方法，尤其涉及一种基于振动性能的动力与传动系统匹 配方法。
【背景技术】
[0002] 汽车NVH技术是汽车研发的核心技术之一，汽车NVH性能的好坏将在很大程度上 影响汽车的生产与销售情况。对于汽车动力与传动系统的匹配研究，国内外主要围绕传动 系匹配对整车动力性、经济性以及排放的影响进行研究，并且取得了很好的效果，但是很少 涉及到基于振动性能的动力与传动系统匹配方法的研究。
[0003] 目前，国内许多学者对振动噪声进行了研究，例如吉林大学博士赵彤航2008年的 博士论文从传递路径的角度对对车内噪声进行了研究，对车身结构进行刚度加强和阻尼处 理，薄壁共振情况得到降低，其结构传播噪声传递路径得到改善；同时在车顶棚安装吸声材 料。重庆大学曹飞2003年的硕士论文对车内噪声进行了发动机罩隔声及汽车表面声源识 别试验研究，通过贴吸声隔声材料达到降噪目的。武汉理工大学何锡进2011年的硕士论文 研究了后桥造成的车内振动问题，主要对后桥齿轮、轴承的振动机理进行了分析。发动机的 运转会通过与副车架相连的橡胶悬置对副车架产生激振，再传至车身引起车身振动，进而 激发车内噪声，同济大学周復、勒晓雄2002年在同济大学学报发表的论文研究了副车架悬 置对汽车振动的影响，通过优化副车架与车身连接橡胶的刚度和阻尼降低振动。史文库于 2002年在吉林大学学报发表论文、吕兆平2010年硕士论文等都是根据悬置系统的隔振原 理，优化动力总成的固有频率和解耦率，达到降低振动的目的。
[0004] 但是根据以上这些方法均无法解决动力总成模态与传动轴激励频率耦合以及主 减齿轮啮合频率与后桥某阶固有频率耦合而引发的的共振问题，而这个问题在实际中是确 实存在的，因此本文提出一种新型动力与传动系统匹配方法。
【发明内容】
[0005] 为了解决动力总成模态与传动轴激励频率耦合以及主减齿轮啮合频率与后桥某 阶固有频率耦合而引发的的共振问题，本发明提出了一种基于振动性能的动力与传动系统 匹配方法，降低车内噪声，改善整车NVH性能。
[0006] 本发明的技术方案是提供一种振动性能的动力浴传动系统匹配方法，其特征在 于：
[0007] 步骤1、获取模拟发动机基本参数，所述参数包括发动机质量、发动机质心位置、发 动机转动惯量、发动机悬置安装位置、发动机悬置三向刚度值；
[0008] 步骤2、建立动力总成有限元模型，在发动机模型质心位置加载发动机质量和发动 机转动惯量；
[0009] 步骤3、获取模拟传动轴、后桥橡胶衬套参数、减震器阻尼和弹簧刚度值；
[0010] 步骤4、建立传动系统及后桥有限元模型；
[0011] 步骤5、约束发动机、传动轴、后桥与车身连接处的六个方向的自由度；
[0012] 步骤6、计算动力总成、传动轴、后桥模态值，同时计算出常用行驶车速下的传动轴 基频和主减啮合频率，判断是否存在共振问题，传动基频计算公式如下，：
[0013]
【权利要求】
1. 一种振动性能的动力浴传动系统匹配方法，其特征在于： 步骤1、获取模拟发动机基本参数，所述参数包括发动机质量、发动机质心位置、发动机 转动惯量、发动机悬置安装位置、发动机悬置三向刚度值； 步骤2、建立动力总成有限元模型，在发动机模型质心位置加载发动机质量和发动机转 动惯量； 步骤3、获取模拟传动轴、后桥橡胶衬套参数、减震器阻尼和弹簧刚度值； 步骤4、建立传动系统及后桥有限元模型； 步骤5、约束发动机、传动轴、后桥与车身连接处的六个方向的自由度； 步骤6、计算动力总成、传动轴、后桥模态值，同时计算出常用行驶车速下的传动轴基频 和主减啮合频率，判断是否存在共振问题，传动基频计算公式如下，：
其中：V为汽车行驶车速（km/h) ;FDR为主减速比；D为轮胎直径。 主减啮合频率=fX齿数； 步骤7、若存在共振问题，通过对悬置橡胶刚度进行优化或者对后桥结构进行优化，避 免产生共振。
2. 根据权利要求1所述的振动性能的动力浴传动系统匹配方法，其特征在于： 步骤2中，采用有限元壳单元表示发动机外形，单元基本尺寸8 X 8mm，用rbe2刚性单元 将外壳连接，主节点为发动机质心位置，在质心处赋发动机参数：发动机质量、发动机质心、 发动机转动惯量。
3. 根据权利要求1所述的振动性能的动力浴传动系统匹配方法，其特征在于： 步骤4中，传动轴、后桥壳单元基本尺寸8 X 8_，铸件采用四面体网格，焊缝、螺栓采用 rbe2刚性单元模拟，橡胶衬套采用CBUSH单元模拟，运动副采用放开相应自由度的方法模 拟。
4. 根据权利要求1所述的振动性能的动力浴传动系统匹配方法，其特征在于：优化可 选择以下两种方式进行：第一、更换主减齿数或者优化后桥结构，使主减齿轮的啮合频率与 后桥绕X轴的旋转模态避开；第二、优化动力总成刚体模态，避开传动轴基频，减小传动轴 激励。
【文档编号】G06F17/50GK104063549SQ201410311761
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】何智成, 胡朝辉, 赵红艳, 陈少伟 申请人:湖南大学