前置后驱汽车传动系与车身耦合振动机理研究

发布时间：2019-12-02 21:52

【摘要】：多用途汽车(MPV)因其具有较大的乘员空间、媲美轿车的乘车体验和厢式货车功能,一直以来都受到国内消费者的青睐。然而,用户对乘车舒适度需求的日益提高、汽车厂商之间的激烈竞争,使得MPV汽车普遍存在的振动噪声问题日益凸显。因而对汽车振动噪声产生机理的研究和汽车NVH性能的改善被业内广泛关注。本文以某型MPV汽车的车内轰鸣声问题为工程背景,对采用五连杆非独立悬架的前置后驱汽车的振动问题进行了深入地研究。在汽车XZ平面内将五连杆后悬架单侧简化为四连杆机构,分析求解各连杆间的相对运动关系。并基于连杆间的几何关系,对后桥及悬架中各部件进行了静力学分析,推导了其23维耦合非线性方程组,并基于MATLAB进行了数值求解,结果具有较高精度。分析表明,传动系驱动力矩会使车身产生以Z向为主的位移响应,当驱动力矩变化时,车身将产生振动。基于后桥及悬架的受力分析,提出主减速器齿轮对传动系与车身振动的耦合作用方式,推导同时考虑主减速器齿轮耦合途径和轮胎耦合途径的传动系与车身耦合振动力学模型,并对力学模型进行了自由振动和强迫振动分析。研究表明,考虑主减速器齿轮模型的传动系振动、汽车垂向振动和纵向振动间相互耦合；而不考虑主减速器齿轮时,传动系振动无法激起汽车垂向振动,汽车垂向振动对传动系振动和汽车纵向振动也没有明显的影响。在传动系与车身耦合振动理论的指导下,研究主减速器准双曲面齿轮的几何建模,并改进其仿真方法,以用于整车仿真。装配整车几何模型,在ADAMS/View中研究轮胎及路面、悬架非线性阻尼和柔性体车身的仿真方法,建立起精细化的、包含完整传动系的整车耦合振动仿真模型。为了探究传动系与车身耦合振动特性,对仿真模型进行了自由特性和强迫振动特性分析,并与实验或理论进行对比,验证模型的正确性。主减速器齿轮力的仿真值与理论值基本一致,说明齿轮建模及仿真方法可行；对含齿轮的传动系进行自由振动计算,发现传动系存在50Hz附近的扭振模态；对比相同测点的整车强迫振动响应仿真结果与实验测试结果,发现两者的振动特性基本吻合,并且量级一致。为改善汽车车内噪声,对某型MPV汽车车内噪声峰值频率附近的转速工况进行了整车振动特性分析,从激振源、传递路径及车身板壁件振动三方面分析了车内噪声产生机理,并提出噪声控制措施,为解决由传动系引起的汽车NVH问题提供依据。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U461.4

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本文编号：2568917