车辆动力系统扭振分析与测试
某汽车传动系扭振测试、诊断与数据处理分析
某汽车传动系扭振测试、诊断与数据处理分析
张贵辉;李健;石磊;陈闯;马俊明;孙洪明
【期刊名称】《应用声学》
【年(卷),期】2024(43)2
【摘要】针对某轻型卡车由传动系扭振导致加速过程中驾驶室内出现异常振动与轰鸣噪声现象进行研究。
首先,为弄清车内振动噪声产生机理,对整车的扭振和车内振动噪声进行了实车道路试验;其次,对整车试验异常数据进行后处理,通过低通滤波和设置电压波动缓冲区的方法对其进行去噪和再生成,消除了加速工况下转速曲线失速和异常峰值的现象。
通过分析转速、振动和噪声数据得出:样车加速过程中发动机2阶激励频率达到整车传动系的固有频率时,引起了传动系扭转共振,连同传动轴的不平衡转动自振,通过悬置、中间支撑和后桥板簧传入到车内,引起驾驶室异常振动和轰鸣噪声。
试验分析的结果表明,该文对传动系扭振的测试、诊断和异常数据的处理方法是正确的,可以为汽车传动系扭振测试研究提供参考。
【总页数】8页(P293-300)
【作者】张贵辉;李健;石磊;陈闯;马俊明;孙洪明
【作者单位】吉林大华机械制造有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U467.1
【相关文献】
1.汽车动力传动系扭振减振器对扭振固有特性影响分析
2.摄动有限元法在汽车传动系扭振分析中的应用
3.基于刚柔耦合建模的汽车传动系扭振特性分析
4.基于灵敏度分析的汽车动力传动系扭振特性优化
5.汽车传动系扭振激励辨识与减振措施
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某前置后驱乘用车传动系扭振模态理论计算及试验测试
某前置后驱乘用车传动系扭振模态理论计算及试验测试前置后驱乘用车的传动系统通常由发动机、变速器、转向器和后桥组成。
传动系统的主要作用是将发动机产生的动力传递到车轮上，使车辆得以行驶。
而扭振模态理论计算及试验测试是用于评估传动系统的振动和噪音特性的重要方法。
在传动系统中，发动机的振动传递到车辆的传动系统中，产生扭矩振动和载荷振动，这些振动将在整个传动系统中传播，并通过车轮传递到车身。
这些振动会对车辆的性能和乘坐舒适度产生影响。
因此，扭振模态理论计算及试验测试是评估传动系统质量和性能的有效方法。
扭振模态理论计算是指使用数学模型对传动系统的振动模态进行预测。
模型可以基于有限元法或者简化模型方法进行构建。
模型可以反映传动系统结构、材料、载荷条件和边界条件等因素的影响。
通过模型计算，可以获得传动系统的扭振模态、振动频率和振幅等重要参数，并进行优化设计。
与理论计算不同，试验测试是指使用实验方法对传动系统的振动性能进行测定。
试验测试可以基于道路试验、转台试验、悬架综合试验等不同方式进行。
通过测试，可以获得传动系统的振动参数、噪音水平、受力状态等信息。
测试数据可以用于验证扭振模态理论计算结果的准确性，并为传动系统设计的进一步改进提供依据。
总之，扭振模态理论计算及试验测试对于传动系统的设计、制造和改进都起着重要作用。
通过这些方法，可以获得传动系统的重要振动参数和噪音水平等信息，为提高传动系统的质量和性能提供有力支持。
扭振模态理论计算和试验测试可以帮助设计师更好的了解传动系统的振动和噪音特性。
这些信息可以被用来进一步优化和改进设计。
例如，在设计中可以采用低振动和低噪音的部件和材料来降低传动系统的噪音水平。
此外，还可以通过改变传动系统的布局和加强支撑来改善振动特性。
而且，扭振模态理论计算和试验测试还可以帮助设计师选择最佳的噪声和振动控制策略。
例如，通过合理的减振措施降低传动系统的振动水平，从而提高车辆的行驶平稳性和乘坐舒适度。
汽车动力传动系统扭振ODS测试分析与应用
10.16638/ki.1671-7988.2017.13.039汽车动力传动系统扭振ODS测试分析与应用李小亮1,2（1.江铃汽车股份有限公司；2.江西省汽车噪声与振动重点实验室，江西南昌330001）摘要：完成某匹配直列四缸柴油发动机前置、后轮驱动、手动变速箱皮卡车的动力传动系统扭振工作变形测试，确定其第2阶扭振峰值频率与振型；建立该车动力传动系扭振仿真模型，分析得到与实测相同工况的动力传动系第2阶扭振模态；对标仿真分析与实际测试的第2阶扭振峰值频率与振型，结果显示良好。
基于扭振ODS分析确定的频率与振型，说明仿真模型与分析结果可信，后续可扩展应用该类仿真模型，为全面预测、分析优化汽车动力传动系扭振引起的NVH问题，提供一种快速、有效的方法。
关键词：动力传动系统；扭振；工作变形分析；仿真模型中图分类号：U467.3 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)13-114-04The ODS Test Analysis and Application of Vehicle Power Train Torsional VibrationLi Xiaoliang1,2( 1.Jiang ling Motors Co., LTD, Jiangxi Nanchang 330001; 2. Key Laboratory of automotive noise and vibrationof Jiangxi Province, Jiangxi Nanchang 330001 )Abstract: The ODS test and analysis of Power train torsional vibration is completed for a RWD pickup truck ,which is assembled with inline four-cylinder diesel engine and manual transmission, the peak frequency and vibration shape of the pickup truck power train 2nd order torsional vibration are determined. The model for pickup truck ‘s power train torsional vibration simulation is developed, then the 2nd order torsional vibration modal is confirmed at the same to real test work condition.The simulation result of the truck power train 2nd order torsional vibration peak frequency and vibration shape is almost the same to the ODS test after comparison analysis, this shows the simulation model and its analysis result are credible. Based on the extensible applications analysis result of vehicle power train torsional vibration simulation model,this providesa fast and effective method to complete the comprehensive predictionanalysis and optimization for NVH issues caused by vehicle power train torsional vibration.Keywords: Power train; Torsional vibration; ODS; Simulation modelCLC NO.: U467.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)13-114-04前言汽车动力传动系统扭振是影响其NVH性能的重要因素之一。
汽车动力传动轴系扭振数字化测试系统
汽车动力传动轴系扭振数字化测试系统汽车动力传动轴系统是汽车驱动系统的重要组成部分，负责将发动机输出的动力传递到车轮，实现车辆运动。
然而，由于传动轴系统本身的制造和安装精度有限，会出现扭振现象。
扭振会导致传动轴系统的寿命降低、安全性降低，甚至造成车辆严重事故，因此对传动轴系统的扭振进行数字化测试十分重要。
数字化测试系统主要由测试平台、测试传感器、数据采集系统以及测试分析软件组成。
测试平台是测试传感器的支撑部分，需要具备足够的刚性和稳定性，保证测试信号的准确性。
测试传感器应选择能够精确测量扭振的传感器，并进行灵敏度校准和频率响应校准等工作。
数据采集系统需要保证高速高精度数据采集和实时传输，以便实时进行数据处理和监控。
测试分析软件需要对测试数据进行处理和分析，计算出扭振的各项参数，如扭振幅值、扭振频率、相位等信息，帮助工程师快速诊断传动轴系统的问题。
数字化测试系统的核心部分是传感器的选择和校准。
传感器的选择需要考虑其频率响应、灵敏度等特性，以便充分测量扭振信号。
传感器的校准需要进行灵敏度和频率响应测试，保证测试传感器的准确性和可靠性。
在校准过程中，需要使用稳定的参考信号和校准设备，以便成功完成传感器的校准。
测试传感器的校准也需要定期进行，以确保传感器的信号仍然准确可靠。
数字化测试系统的测试结果需要进行分析处理，在测试分析软件中计算出扭振振幅、扭振频率、相位等参数，并与标准值进行比较，判断传动轴系统是否存在扭振问题。
在分析处理过程中，需要考虑传动轴系统的制造和安装精度、传动轴系统的工作条件等因素。
数字化测试系统的应用将为汽车传动轴系统的质量控制和故障排除提供重要的技术支持，有效提高传动轴系统的性能和寿命，降低安全风险。
因此，汽车制造企业和汽车维修企业需要积极引进数字化测试系统，提高传动轴系统的工作效率和质量标准。
数字化测试系统的应用在汽车制造过程中起到了非常重要的作用。
利用数字化测试系统，可以快速有效地识别出传动轴系统的扭振问题，提高传动轴系统的生产质量。
汽车系统动力学动力传动系统的扭振分析资料重点
7.1扭振系统的激振源
4.其他因素 轮胎、轮辋、制动盘等旋转部件的不平衡质量以及不平路面的激励均可能引 起传动系统的扭振，若与悬架运动产生的振动耦合，还可能导致传动系统的 自激励振动。
7
7.2扭振振动分析的传递矩阵法
工程中对轴状或链状特征的结构进行振动分析，如汽车发动机的 曲轴、动力输出轴系等，传递矩阵法是一个行之有效的方法。 传递矩阵法：将有链状或者轴状特点的实际结构，离散成具有集中广义 质量和刚度元素的串联在一起的弹簧－质量的单元链系统。 定义出各单元两端内力和位移为状态向量，通过点传递矩阵表达质量点 左右两边包括惯性状态向量的变化，通过场传递矩阵表达一段无质量轴 左右两端由于变形体弹性性质导致的两端状态变量间的联系，最后形成 一端的状态变量到另一端的传递关系。
解：
N=3，两端自由
M
L 1
M
R 3
0
第一单元只有圆盘J1 ，取 1L 1
L 1L
M
1
01
R 1 0 L 1
M
1
n2 J1
1
M
1
500n2
14
7.2扭振振动分析的传递矩阵法
进一步求得：
M
R
2
1
n2 J2
1
1
k2
J
2
2n
K2
M
R
1
1
1000n2
1
107 1
1
n2
104
500n2
M
R
3
1
n2 J3
1
1
k2
J
2
3n
K3
M
R
2
1
2 103n2
汽车动力传动轴系扭振数字化测试系统
ｔｒ ｉｎ ｌ ｖ ｂ ａｉ ｎ ｔｓ ｂ ｄ ｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｓ ｓ ｓ ｍ ｅ ｔ ｒ ｓ ｈ ｇ ｅ ｔ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ａ ｄ ｒ ｌ ｂ ｌ ｙ ｕｔ ｂ ｅ ｆ ｒ ｏ ｏ ａ ｉ ｒ ｔ ｅ ｔ ｅ ．Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｔ ｔ ｉ ｙ ｔ ｓ ｏ ｓ ｅ ｆａ ｕ ｅ ｉ ｈ ｔｓ ｒｃ ｓｏ ｎ ｅｉ ｉ ｔ ，ｓ ｉ ｌ ｏ ａ ｉ ａ
Ｗ ｕ Ｆ ｉ Ｌ ｕ Ｈｕ ｎ Ｙｕ ｎ Ｔ ｎ ｆ ｉ ｅ ， ｉ ａ ， ａ ｅ ｇ ｅ
（ ｈ ｎＵｎｖ ｒｉ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｗｕ ａ ｉｅｓ ｙｏ ｃ ｎ ｌｇ ） ｔ Ｔ
【 ｂ ｔａｔＡ ｈｇ － ｒｃ ｉ ｉ ｔ ｏｓ ｎｌｖ ｒｔｎ ｔｓ ｓｓ ｍ ｆｒｐｗ ｒｄ ｖ ｈｆ ｏ ｔｅｖｈｃ ａｅ ｎ Ａ ｓｒｃ］ ｉ ｐｅｉｏ ｄｇａ ｔ ｉ ａ ｉ ａｏ ｔ ｙｔ ｏ ｏ ｅ ｒ ｅｓａ ｆ ｈ ｅ ｉｅ ｂｓｄ ｏ ｈ ｓ ｎ ｉｌ ｒｏ ｂ ｉ ｅ ｅ ｉ ｔ ｌ
主题词 ： 动力传动轴
扭振
测试 系统
中图分类 号 ： ４７４ 文献 标识 码 ： 文章 编号 ：０ ０ ３０ （０ ２０ ＂ ０ １０ Ｕ ６． Ａ １０ —７ ３２ １ ）６ ０ ５— ３ Ｄｉ ｉａ ｒ ｉ ｎ ｌＶｉ ｒ ｔｏ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｓｅ ｎ ｗｅ ｇ ｔ ｌＴｏ ｓｏ ａ ｂ ａ ｉ ｎ Ｍ ａ ｕ ｅ ｎｔＳｙ ｔ ｍ ｏ Ｐｏ ｒ Ｄｒ ｖ ｈａ ｔｏ ｈｅ Ｖｅ ｉｌ ｉｅ Ｓ ｆ ｆｔ ｈ ｃｅ
下一个 上 升沿到来 时重 复该 过程 ．直 到计 算 机得 到
所需要 的数 据点 为止 。图 ３为脉 冲计数 原理 。
齿
汽 车动力 传动 系统 的扭振 测试 系统 主要 由传感 器模块 、 信号 采集模 块 和信号 分析 处理模 块组 成 ， 如
车辆动力学(6)- 传动系统扭振-发动机激励+自由振动
ri ,1 —— 第 i 缸与第1缸的相位差。
r 2 ,1
x
r i ,1
(M r )2
三、多缸发动机端面矢量图 端面矢量图示例：
已知四冲程六缸发动机发火顺序为：1－5－3－6－2－4
1,5 120 ,1,3 240 ,1,6 360 , 1,2 480 ,1,4 600
M1
M5
2
M 1,3, 2
M 1, 6
M4
1 1 2
M3
M6
r 0.5 ,3.5,6.5
M2
M 5, 2
r 1 ,4,7
M 3, 4
r 1 .5
强 简 谐
M 5, 6 , 4
,4.5,7.5
M 1, 6
2
M1
M4
2.5
M 1,5 ,3 ,6 ,2 ,4
3
M5
M 3,4
0.02054
0.16902
4.023 9
0.117
0.19955
0.4727
23
16.873
24
8 1.1902 0.9419
14 13 0.117
10 8.1788 1.791
11 7.8058
12 2.9715
4.1304
0.096456 0.22263 0.19294 0.28725 0.10281
M 5,2
r 2 ,5,8
M2
M6
M3
r 3 ,6,9
主 简 谐
r 2.5 ,5.5,8.5
四、多缸发动机输出转矩
例如：
多缸发动机激励力矩
第二节 动力传动系统扭转自由振动建模与分析 一、动力传动系统集中质量当量模型
履带车辆动力传动系统扭振的测试与分析
（ ９ ）
考虑到 系统的 品质 因数为 Ｑ ＝ ｌ １ ２ ２ ｊ ， 并将 式 （ ８ ） 代 入式 （ ９ ） ， 可以得到 叼的取值 。
图１ 各测点布置 图
ｈ ７ ‘ 。 赤
态试验 的最小加速时间
ｔ＞ 二 面
（ １ Ｏ ）
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｉｎ ｒ ｇ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｌ ａ ｎ
反之 ， 根据对偏移 量的要求 ， 给 出 叼的最佳值 ， 则 可给 出动
表 ２测点布置及 转速比
Ｔ ａ ｂ ． ２ Ｌ ａ ｙ ｏ ｕ ｔ ａ ｎ ｄ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｐ ｏｉ ｎ ｔ ｔ ｈ ａｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ
一６ ０ （
业 Ｌ ｉ
ｎｌ
机 械 设 计 与 制 造
一３一
谐次成份包括０ ． ５ 、 １ 、 １ ． ５ 、 ３ 、 ４ ． ５ 、 ６ 等， 各挡分析结果 中包含 的上
动系统的发动机工作范 围是 给定 的 ，所 以最大的扫频范 围也是 盘 ） 。测 点在传动 系统 中的布置如图 １ 所示 ， 各测点说 明如表 ２
给定 的 ， 即翻
（ ８ ） 所示 。
式中 ｎ 岫， ， 为发动机 的最低 、 最高稳 定转 速。定义 叼为综合各 种参数影 响的归一化指标 Ｉ 卵 Ｉ ： 垃
券
（ １ ３ ）
式 中 为发动机转速 ， 为发动机谐次 ， 以发动机转速为瀑布图 的纵坐标 ， 即以发动机转速进行跟踪 ， 得到的是发动机的谐次。 在 以其它轴 的转速跟踪 时， 可以得到相对 于该转速的谐次 ， 即
扭振测试与模拟分析
扭振测试与模拟分析扭振测试与模拟分析扭振测试与模拟分析是一种用于评估材料和结构对扭转应力的响应能力的方法。
在这篇文章中，我将逐步介绍扭振测试和模拟分析的步骤和过程。
第一步是进行扭振测试。
在这个步骤中，我们需要准备一个扭转试样，并将其固定在测试平台上。
然后，通过施加扭转力矩来对试样进行扭转。
在测试过程中，我们需要记录下扭转力矩与试样扭转角度之间的关系。
这样，我们就可以得到一个扭转应力-应变曲线。
通过分析这个曲线，我们可以获得一些重要的材料性能参数，如最大扭转应力、剪切模量和破坏应变等。
第二步是进行模拟分析。
在这个步骤中，我们使用计算机模拟软件来模拟扭振测试过程。
首先，我们需要将试样的几何尺寸和材料性质输入到模拟软件中。
然后，我们可以设定施加在试样上的扭转力矩，并运行模拟。
在模拟过程中，软件会计算出试样的应力和应变分布。
通过分析这些结果，我们可以获得与扭振测试相似的参数，如最大应力和应变分布。
第三步是比较实验结果和模拟结果。
通过将实验结果和模拟结果进行比较，我们可以评估模拟的准确性。
如果实验结果与模拟结果吻合良好，那么我们可以相信模拟可以准确地预测材料和结构的扭振响应。
如果存在差异，我们可以进一步调整模拟参数或者检查实验过程，以提高模拟的准确性。
最后，我们可以利用扭振测试和模拟分析的结果来指导材料和结构的设计和优化。
通过理解材料的扭转性能，我们可以选择合适的材料，并确定最佳的结构设计。
此外，我们还可以根据模拟结果来预测材料和结构在不同工况下的扭振响应，以评估其可靠性和安全性。
总之，扭振测试与模拟分析是评估材料和结构对扭转应力响应能力的重要方法。
通过逐步进行扭振测试和模拟分析，我们可以获得关键的材料性能参数，并指导材料和结构的设计和优化。
发动机扭振测试方法
发动机扭振测试方法
嘿，你知道发动机扭振咋测试不？其实啊，测试发动机扭振有一套方法呢！先把传感器安装在发动机合适的位置，就像给发动机戴上一个小“耳环”。
这传感器可神奇啦，能精准地捕捉到发动机的振动信号。
然后通过专业的设备来接收和分析这些信号，就好像一个超级侦探在破解谜团。
在这个过程中，安全性那是相当重要啊！要是不小心安装错了传感器，那可不得了，就像在走钢丝的时候突然掉下去一样吓人。
稳定性也不能忽视，要是信号不稳定，那分析出来的结果能准吗？就好比你在看一部老是卡顿的电影，能看得痛快吗？
那这测试方法都用在啥场景呢？汽车制造厂里肯定少不了啊！可以检测发动机的质量，确保每一台出厂的车都动力十足。
还有维修的时候，能快速找出发动机的毛病，这多厉害啊！它的优势也很明显，精准、高效，能让问题无处遁形。
给你讲个实际案例哈。
有一次，一辆车老是抖动，师傅们用这个扭振测试方法，很快就找到了问题所在，原来是发动机的某个部件出了故障。
修好后，那车开起来顺顺当当的，就跟新的一样。
所以啊，发动机扭振测试方法真的超棒！它能让我们更好地了解发动
机的状态，确保车辆安全可靠地行驶。
汽车发动机扭震试验测量原理
发动机曲轴扭转振动的测量一、实验目的：1、学习用实验法确定曲轴固有频率和临界转速，并找出共振时的最大扭转角。
2、了解非接触式扭振仪的工作原理。
二、实验说明：在内燃机的使用实践中，人们发现当多缸机达到某一转速时，会变得运转很不均匀，并伴有机械敲击和抖动，性能也变坏了，当转速升高或降低一些，这种现象减轻甚至消失，这种现象的原因是由于曲轴发生了大幅度扭转振动引起的。
曲轴不是绝对刚性的，具有一定的弹性，而且有自己的固有频率。
曲轴在某一转速工作时，不仅要受到各缸平均扭矩的作用，还要受到各缸干扰力矩的作用，而且不同步，所以各曲拐间必然产生相当大的周期性相对扭转。
这种扭转与曲轴的刚度、转动惯量和施加在曲轴上的干扰力矩有关，或者说与曲轴的固有频率和干扰力矩有关。
而各缸干扰力矩是相当复杂但是是呈周期性变化的，根据傅立叶级数理论，再复杂的周期性函数都可以表示成由若干阶谐量叠加而成，所以，各缸干扰力矩可以认为是由若干阶谐量叠加而成。
M= M0+M0.5sin(0.5ωt t+δ0.5)+M1sin(1.0ωt t+δ1)+M1.5sin(1.5ωt t+δ 1.5)+ M2sin(2.0ωt t+δ2)+M2.5sin(2.5ωt t+δ 2.5)+M3sin(3.0ωt t +δ3)+…………………………………………..+M 9.5sin( 9.5ωt t+ δ9.5)+M10sin(10ωt t +δ10)+M10.5sin(10.5ωt t+δ10.5)+M11sin(11ωt t +δ11)+M11.5sin(11.5ωt t+δ11.5)+M12sin(12ωt t +δ12)当干扰力矩的某一阶谐量的变化频率等于曲轴的固有频率时，就会产生共振，使相对扭转角大大的增大，造成曲轴承受的应力大大增加，这样就会使曲轴轻则疲劳加剧，重则断裂，直接影响曲轴的使用寿命。
要想研究曲轴的扭转振动，用计算的方法比较繁琐，今天我们就用实验的方法来研究曲轴的扭转振动。
发动机扭振测试技术
图为DASN扭振信号处理系统软件包的结构框图，系统 由稳态信号分析、瞬态信号分析、曲线拟合和图形结果回放 几大模块组成。
在DASN扭振信号处理系统中，稳态分析 采用三点卷积幅值校正法提高各谐次频率成 分的幅值精度，采用一次批处理全部分析出 各转速下的各谐次幅值以提高稳态信号分析 精度。在瞬态信号分析中，采用9.6.2节中介 绍的将采样频率降低一倍，使一次采样样本 所包含的整周期数扩大一倍，加Hanning窗 进行转速跟踪分析的方法，提高了扭振分析 精度。
由于发动机存在较大幅值的低频滚振等非周期信号，这种 信号是由径向振动对扭转振动的影响而产生低频干扰信号，其 幅值和频率都在变化的(参见图(a))，且振幅较大。直接采用传 统转速跟踪分析方法分析这种信号，由于所分析第一谐次的频 率成分非常靠近低频干扰的滚振频率成分，产生主瓣干涉现象， 造成较大的幅值分析误差；由于不能加窗，其余各谐次幅值也 会因受到旁瓣干涉而产生较大误差。精确的提取各谐次幅值是 扭振信号处理的核心，传统转速跟踪分析方法，由于主瓣及旁 瓣干涉的影响，不能用加窗方法来提高分析精度，因而不能用 来分析带有滚振等低频干扰频率成分的发动机时变瞬态扭振信 号。采用第9.6.2节的将采样频率降低一倍，使一次采样样本所 包含的整周期数扩大一倍，加Hanning窗进行转速跟踪分析的 方法，避免了加窗产生的主瓣干涉，大大降低了低频干扰成分 旁瓣干涉带来的影响，提高了扭振分析精度。
1 发动机扭振信号测试方法和处理系统 一 发动机扭振特性稳态和瞬态测试方法
(1) 发动机扭振特性曲线的稳态测试方法
发动机扭振特性曲线的稳态测试方法的优点是各稳定转速的负荷 可以任意确定，不需要定值。缺点是：a. 测量时间长，一般需要几 个小时，甚至几天；b. 信号处理时间长，速度慢，人工分析阶次谱 有时需要几天时间；c. 另外测量的转速间隔比瞬态方法稀得多。
扭振测量与分析
扭振测量和QTV介绍1.引言噪声及振动问题,在旋转部件开发中,是一个必须充分重视的因素。
就车辆而言,旋转机械或旋转部件包括：发动机(引擎),动力传动系, 变速装置, 压缩机和泵等等。
对它们的动力特性, 必须了解得非常透彻, 力图实现宁静、平顺、安全地运转。
通常, 对线振动和角振动的测量和分析, 是分头进行的。
旋转件横向振动的测量方法, 是大家熟悉的,研究得已经比较透彻，为了充分把握结构的动力特性, 通常会实施多通道并行的测量和分析。
而扭振测量则需使用专门的设备, 它们一般并不集成在一总体动力学测试系统内。
2.扭振的“源—传导—接收”模型研究动力学问题的一般方法,是建立所谓“源—传导—接收”模型（图1）。
在某一部位（接收部位）观测到的响应,视为由源和源在结构上沿某途径传导产生的效果。
由于结构的共振或反共振效应，源可能在传导过程中被放大或者被衰减。
此外，它们可能沿多个不同途径，传导至接收部位。
图1 扭振的“源——传导——接收”模型接收部位或响应部位的振动，通常是刚体运动伴随柔体运动的复合现象。
前者一般不产生交变应力，后者则会引起交变应力，并成为某种耐久性问题的根源。
传递途径分析（TPA）涉及到某接收部位对源的干扰，这种干扰经由其可能的传导途径，并依赖于传导途径固有的动力学特性，影响整个结构的响应。
用同样的方法，我们来研究扭转振动。
先是有一个“源”，譬如说，发动机给出的交变输入力矩。
力矩传递过程，牵涉到轴系、齿轮传动系或皮带传动系等的动力特性。
最终表现出来的，是旋转件的转速变化。
如果沿整个轴，各部位的转速变化都是相同的、一致的，那么在严格的意义上，这不能算作是扭振，仅仅只是转速在变罢了（这相当于线振动分析中的刚体模态）。
仅当沿轴不同部位检测到的转速增量有幅值和相位的相对变化时，扭振才确实发生了。
当激励频率接近于扭振谐振频率时，会导致旋转件产生很大的内应力。
如果未设置专门的监测设备，就有可能发生严重的耐久性问题。
汽车系统动力学动力传动系统的扭振分析
解：
N=3，两端自由
M
L 1
M
R 3
0
第一单元只有圆盘J1 ，取 1L 1
L 1L
M
1
01
R 1 0 L 1
M
1
n2 J1
1
M
1
500n2
13
7.2扭振振动分析的传递矩阵法
进一步求得：
M
R
2
1
n2 J2
1
1
k2
J
2
2n
K2
M
R
1
1
1000n2
1
107 1
J1
gg
1
K1 (1
7
7.2扭振振动分析的传递矩阵法
多圆盘轴系统的扭振分析：由无质量的轴和有质量的圆盘组成。 如图所示的多轴圆盘轴系：
8
7.2扭振振动分析的传递矩阵法
取其中第i段进行分析：
R和L分别表示所考虑的点或场的右边和左边的状态量。
1)无质量轴的状态量
M
L i
MR i 1
iL
L i1
MR i1 ki
得场传递矩阵：
Ji
1
1
/ ki
J
2
in
ki
M
R
i1
状态量的关系可以从第1段的左边递推到第N段的右边，即：
R
M
N
TN L
Ti1TiTi1 L
L
T1
M
1
TT1211((nn22
) )
T12 T22
(n2 (n2
) )Biblioteka ML 111
7.2扭振振动分析的传递矩阵法
边界条件：如果两端自由的多圆盘轴系统，有
扭振测量与分析
扭振测量和QTV介绍1.引言噪声及振动问题,在旋转部件开发中,是一个必须充分重视的因素。
就车辆而言,旋转机械或旋转部件包括：发动机(引擎),动力传动系, 变速装置, 压缩机和泵等等。
对它们的动力特性, 必须了解得非常透彻, 力图实现宁静、平顺、安全地运转。
通常, 对线振动和角振动的测量和分析, 是分头进行的。
旋转件横向振动的测量方法, 是大家熟悉的,研究得已经比较透彻，为了充分把握结构的动力特性, 通常会实施多通道并行的测量和分析。
而扭振测量则需使用专门的设备, 它们一般并不集成在一总体动力学测试系统内。
2.扭振的“源—传导—接收”模型研究动力学问题的一般方法,是建立所谓“源—传导—接收”模型（图1）。
在某一部位（接收部位）观测到的响应,视为由源和源在结构上沿某途径传导产生的效果。
由于结构的共振或反共振效应，源可能在传导过程中被放大或者被衰减。
此外，它们可能沿多个不同途径，传导至接收部位。
图1 扭振的“源——传导——接收”模型接收部位或响应部位的振动，通常是刚体运动伴随柔体运动的复合现象。
前者一般不产生交变应力，后者则会引起交变应力，并成为某种耐久性问题的根源。
传递途径分析（TPA）涉及到某接收部位对源的干扰，这种干扰经由其可能的传导途径，并依赖于传导途径固有的动力学特性，影响整个结构的响应。
用同样的方法，我们来研究扭转振动。
先是有一个“源”，譬如说，发动机给出的交变输入力矩。
力矩传递过程，牵涉到轴系、齿轮传动系或皮带传动系等的动力特性。
最终表现出来的，是旋转件的转速变化。
如果沿整个轴，各部位的转速变化都是相同的、一致的，那么在严格的意义上，这不能算作是扭振，仅仅只是转速在变罢了（这相当于线振动分析中的刚体模态）。
仅当沿轴不同部位检测到的转速增量有幅值和相位的相对变化时，扭振才确实发生了。
当激励频率接近于扭振谐振频率时，会导致旋转件产生很大的内应力。
如果未设置专门的监测设备，就有可能发生严重的耐久性问题。
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10.16638/ki.1671-7988.2017.08.044车辆动力系统扭振分析与测试李连（重庆车辆检测研究院有限公司，重庆401122）摘要：文章对某前置后驱型微车的动力传动系的扭转振动特性进行研究。
首先根据车辆传动系统的结构特点，利用多体动力学理论对该车传动系统各部件进行等效转化，利用Excite Designer软件建立传动系扭转振动的多体动力学模型，计算分析在不同离合器扭转刚度下的传动系扭振特性和变速箱输入端转速波动情况。
最后通过测量装配不同扭转刚度离合器时车辆噪声振动，对模型计算结果进行了辅助验证。
研究表明，离合器扭转刚度的变化对车辆传动系的扭振影响很大，低扭转刚度的离合器能有效抑制因发动机转速波动引起的传动系统的扭振，并对车辆的NVH性能提升有一定的贡献。
关键词：动力传动系；扭转振动；离合器中图分类号：U467.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)08-130-03Vehicle powertrain torsional vibration analysis and testingLi Lian( Chongqing vehicle test research institute co., LTD, Chongqing 401122 )Abstract: In this paper, it is studied for torsional vibration characteristics of a kind of rear-drive vehicle's powertrain. Firstly, according to the structural characteristics of the vehicle drive system, equivalent transformations of the various components of the vehicle drive system is established through the multi-body dynamics model. Then, the torsional vibration characteristics are analyzed with clutches in driveline with different torsional stiffnesses. At last, NVH tests are carried out to verify the analysis results. The study shows that the clutch torsional stiffness is of important influence on vehicle vibration and noise in a way that low torsional stiffness clutch can effectively isolate the transmission of torsional vibration caused by engine and it would make contribution to the vehicle NVH performance.Keywords: Powertrain; Torsional vibration; ClutchCLC NO.: U467.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)08-130-03前言对于前置后驱车型，动力传动系统一般由发动机、离合器、变速器、传动轴、主减速器、半轴等组成，各部件的转动惯量和扭转刚度分布很不均匀，是一个复杂的多自由度扭振系统，由传动系统的扭振引起的车内轰鸣声问题是整车NVH中常见的问题之一。
在汽车工程设计中，对汽车动力传动系统的扭转振动及噪声的控制于整车设计有着重大意义。
1、问题描述本文针对某款前置后驱式微车的NVH性能进行了分析，车辆在低速过程(1000rpm~1500rpm)轰鸣声较大。
轰鸣噪声产生的原因初步判断为：传动系统的宽频扭振在传递过程中，激起了后悬架的模态，振动被放大后，通过传动轴中间支撑作者简介：李连，就职于重庆车辆检测研究院有限公司。
汽车实用技术131 2017年第8期及后桥/悬挂等传递至车身，与车身板件固有频率和声腔模态耦合，激起车内低速轰鸣声。
本文针对该款前置后驱式客货两用微车，对其传动系统扭振进行分析，目的在于提高车辆乘坐稳定舒适性。
2、仿真分析本文应用A VL EXCITE Designer对传动系进行建模计算分析，所研究的模型如图1所示。
图1 整车扭振模型原车传动系中离合器为三级扭转刚度，第一级扭转刚度很小，用于车辆怠速工况；第二级扭转刚度为 6.7Nm/°，传递60%的发动机最大扭矩，为发动机部分负荷，用于车辆正常行驶工况；第三级扭转刚度为36.5Nm/°，传递136%的发动机最大扭矩，为发动机全负荷，用于车辆载荷急剧变化阶段或急加速工况。
四、五挡位扭振系统的固有频率如表1所示，由表可知不同挡位系统固有频率不同；随着档位升高，扭振系统第一阶固有频率和第三阶依次增大，但第一阶固有频率均低于10Hz，第三阶固有频率均高于200Hz。
发动机常用转速为800—3000r/min，激励扭矩的第二阶激励频率范围为26.7—100Hz，结合表1可知主要是扭振系统第二阶固有频率落在此激励范围，由频率分布知不同档位不同发动机工况扭振系统均存在共振的情况。
表1 传动系固有频率分布表由图2可知，第四挡在全负荷下主共振点对应的危险转速为1800r/min左右，次共振点对应的危险转速为920r/min 左右，扭振激励的频率f2=59.3Hz、f4=57.9Hz，即第二阶扭振激励和第四阶扭振激励分别与扭振系统第二阶固有频率（61.1Hz）形成共振。
主共振点对应的角速度波动幅值大于次共振点对应的角速度波动幅值，这说明第二阶扭振激励的能量大于第四阶扭振激励的能量。
随着转速的增加各挡位的角速度波动幅值依次减小，在共振区角速度波动幅值迅速增大，即共振对传动系统的危害很大，严重影响整车舒适性。
图2 四档时的传动轴输入端角速度波动幅值3、试验分析针对车辆轰鸣声问题，对车辆进行了主观评价和传动轴扭振测试。
主观评价结果显示，低速过程中在1100rpm附近（1050~1200rpm）存在较强烈轰鸣噪声；低速过程中在1650rpm附近（1500~1700rpm）存在明显轰鸣噪声；低速过程中在2300rpm附近存在轰鸣噪声。
对四档全油门工况下传动轴扭振数据分析，结果显示，传动轴2阶扭振在1100rpm 附近峰值明显，该扭振峰值与车内1100rpm轰鸣关联较大。
图3 四档时的传动轴扭振测试4、噪声优化根据理论分析，改变离合器中扭转减振弹簧的扭转刚度，研究不同扭转刚度对扭振系统固有特性和振动响应的影响。
扭振系统第二阶固有频率分布如表2所示，由表可知不同扭转刚度时系统固有频率不同，扭振系统只有第二阶固有频率落在26.7-100Hz（对应发动机转速800-3000r/min）。
表2 传动系第二阶固有频率分布表李连：车辆动力系统扭振分析与测试132 2017年第8期图4 第四挡变速器输入端角速度波动幅值图5 第五挡变速器输入端角速度波动幅值图6 不同扭振刚度时传动轴二阶扭振图图7 不同扭转刚度四档车辆司机右耳侧噪声值为验证仿真分析中，改变离合器刚度对整车性能改善效果，选用不同刚度的离合器进行装车，试验测得不同离合器扭转刚度下的车辆传动轴扭振数据和车内噪声数据。
综合比较两种离合器扭转刚度下的实验数据，由图6和图7可知，扭转刚度较大的离合器在危险转速范围内，传动轴扭振波动幅值和车辆司机右耳侧的噪声都更大一些，由此可看出，降低离合器刚度可以有效降低车辆传动系扭振和车内噪声水平。
5、结论本文针对某款客货两用微车，利用Excite软件建立了汽车动力传动系四档和五档的多自由度扭振模型，并计算得出传动系的固有频率，结合发动机的扭振激励特性，对传动系进行共振分析，并对传动系进行强迫振动分析。
通过改变离合器扭转刚度参数，分析了离合器对传动系的扭振影响。
得出结论，离合器扭转刚度对传动系的扭振影响较大。
通过整车NVH试验，对装配不同扭转刚度离合器的试验车辆进行测试，分析比较了司机右耳侧噪声值和传动轴的扭振情况，辅助验证了模型分析结果的可靠性。
在适当的范围内，通过减小离合器扭转刚度可以有效控制转速在900-3000r/min时的扭转波动。
参考文献[1] 韩海兰. 微型客车动力传动系统扭振及其对整车振动影响的研究[D]. 长春：吉林大学,2012.[2] 夏元烽, 李宏成, 唐禹, 等. 后驱车传动系统扭转与弯曲振动的NVH性能[J]. 噪声与振动控制, 2011(05)：75-79.[3] In-SooSuh, Orzechowski J. Drivetrain torsional and bending vibra-tion for a RWD vehicle interior noise development[J]. SAE, 2003:96.[4] Chae C, Koo-Tae K W A. Measurement of transmission rattle sensi-tivityand calculation of driveline torsional vibration for gear rattle analysis[J]. SAE, 2005(2005-1-17):85.[5] 吕春峰. 双质量飞轮扭振特性研究与仿真分析[D]. 上海: 上海交通大学, 2008.[6] 吴旭静, 王军梅, 李燕茹. 某轻型客车动力传动系扭振控制研究[J]. 轻型汽车技术, 2013:16-20.。