混合动力汽车动力耦合装置的动态特性研究

发布时间：2017-11-03 11:04

  本文关键词：混合动力汽车动力耦合装置的动态特性研究

  更多相关文章： 动力耦合 行星齿轮 动态响应 振动分析

【摘要】：新能源汽车是汽车发展的必然趋势,而目前混合动力汽车是世界各大汽车公司争先选择的研究方向。动力耦合装置是混合动力汽车的重要组成部分,依靠多个动力源的耦合关系实现多种工作模式,从而获得最佳的燃油经济性和排放性能。另一方面,动力耦合装置目前主要使用齿轮传动系统,齿轮系统在运行过程中将存在振动,因此对动力耦合装置进行动力学分析具有非常重要的意义。本文以某车型的动力耦合装置为设计基础,以改进后的耦合系统为研究对象,分析系统传动原理,完成相关参数匹配;建立系统动力学模型,考虑在内部激励与外部激励共同作用下的扭转位移和动态啮合力,并对系统进行模态分析与振动响应分析;最后搭建试验平台,将得到的实验数据与仿真结果进行对比验证。论文具体将从以下几个方面进行研究:(1)对耦合装置传动系统的原始方案进行改进,介绍耦合系统的连接关系,分析其结构特性和工作原理,并对其各种工作模式进行分析,根据整车性能要求和参数合理选择发动机和电机。(2)根据系统的结构特性,考虑扭转弯矩建立传动系统的动力学模型,列出系统动力学平衡方程。考虑齿轮时变啮合刚度、齿轮误差、啮合阻尼等内部激励,采用数值方法计算在高速超车工况下系统的位移响应和动态啮合力。(3)建立系统三维模型,采用ANSYS分析软件对整个耦合装置进行有限元动态分析,在动力学模型中加载轻负荷低速巡航和高速超车工况下的动态啮合力,计算箱体关键点的振动位移响应和加速度响应。(4)介绍试验的方案与设备,采用锤击法对系统进行模态试验,利用工作模态识别技术测试了系统在两种工况下的振动响应,得到了四个测点的振动加速度时域曲线和频域曲线,并将实验数据与仿真结果进行对比。
【关键词】：动力耦合 行星齿轮 动态响应 振动分析
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 课题研究意义10
• 1.2.1 汽车传动系统的研究意义10
• 1.2.2 汽车变速箱动力学研究意义10
• 1.3 混合动力汽车动力耦合装置的研究现状10-13
• 1.3.1 动力耦合装置的功能11
• 1.3.2 动力耦合装置的分类11-13
• 1.3.3 动力耦合装置的发展趋势13
• 1.4 齿轮箱动力学研究现状13-15
• 1.4.1 齿轮箱固有特性研究现状13-14
• 1.4.2 齿轮箱动态响应研究现状14-15
• 1.5 本文主要内容15-17
• 2 汽车动力耦合系统的结构特性17-29
• 2.1 汽车的总体布置17-18
• 2.2 动力耦合装置18-20
• 2.2.1 耦合装置的结构18-19
• 2.2.2 耦合系统的无级变速原理19-20
• 2.3 动力源20-23
• 2.3.1 发动机选型21-22
• 2.3.2 电机的选择22-23
• 2.4 工作模式分析23-28
• 2.4.1 模拟杠杆分析法23-24
• 2.4.2 工作模式分析24-28
• 2.5 本章小结28-29
• 3 传动系统的动态特性分析29-47
• 3.1 传动系统的物理模型29-30
• 3.2 传动系统动力学模型建立30-34
• 3.2.1 行星齿轮机构的动力学模型30-31
• 3.2.2 平行级齿轮传动的动力学模型31-32
• 3.2.3 构件的耦合连接32-34
• 3.3 传动系统动力学平衡方程34-37
• 3.4 系统综合激励37-39
• 3.4.1 时变啮合刚度37-38
• 3.4.2 啮合阻尼38
• 3.4.3 啮合误差激励38-39
• 3.4.4 运行工况模拟39
• 3.5 传动系统响应39-45
• 3.5.1 动力学方程求解39-40
• 3.5.2 传动系统位移响应40-44
• 3.5.3 齿轮动态啮合力44-45
• 3.6 本章小结45-47
• 4 耦合装置的动力学分析47-59
• 4.1 动力耦合装置三维模型47-48
• 4.2 动力学分析理论48-49
• 4.2.1 模态分析理论48-49
• 4.2.2 动态特性分析理论49
• 4.3 耦合装置动力学分析模型49-52
• 4.3.1 轴承刚度计算49-50
• 4.3.2 建立有限元分析模型50-52
• 4.4 耦合装置模态分析52-55
• 4.5 耦合装置振动响应55-57
• 4.6 本章小结57-59
• 5 耦合系统试验测试59-69
• 5.1 试验理论60-61
• 5.1.1 模态参数辨识方法60
• 5.1.2 计算理论60-61
• 5.2 试验过程61-64
• 5.2.1 试验设备61-62
• 5.2.2 试验方案62-64
• 5.3 试验结果64-68
• 5.3.1 模态试验结果64-65
• 5.3.2 振动测试结果65-68
• 5.4 本章小结68-69
• 6 总结与展望69-71
• 6.1 总结69-70
• 6.2 展望70-71
• 致谢71-73
• 参考文献73-77
• 附录77
• A 作者在攻读学位期间发表的论文77
• B 作者在攻读学位期间发表的论文77
• C 作者在攻读学位期间申请的发明型专利77

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本文编号：1135896