电动式主动吸振器的研制及性能分析

发布时间：2020-05-25 17:27

【摘要】：随着环保法规的日益严苛,越来越多的小排量废气涡轮增压发动机在汽车上得到应用。相较于大排量发动机,其在NVH表现方面存在着较大劣势。目前,汽车主要依靠悬置系统来减小动力总成传向车身的振动,通过在副车架上安装动力吸振器为解决此类问题提供了新的思路,具有重要的研究意义。本文针对某乘用车动力总成在宽频带内振动过大的问题,研制了一款电动式主动吸振器,并围绕其性能参数展开了深入研究。依据电动式主动吸振器的工作原理和磁路分析方法,建立了有限元数学模型,并分析了吸振器驱动力与电动力之间的关系,为后续的仿真和试验工作奠定理论基础。设计了电动式主动吸振器的结构,并详细阐述了其作动器磁路和弹簧的设计方法。以导磁体的高度、凸台半径等结构参数为试验因素,线圈气隙中线磁感应强度均值和磁路中最大磁感应强度值为评价指标,安排正交试验,研究导磁体结构参数对磁路特性的影响规律,并根据极差结果确定了作动器的磁路结构。计算并测试了片状弹簧的刚度,其误差在合理范围内,且满足初定的设计目标。对电动式主动吸振器的电动力-电流特性和驱动力-电流特性进行了理论分析和试验研究。首先,利用有限元软件Maxwell对电动作动器的电动力进行仿真计算,分析电流大小和频率对电动力的影响,其结果与理论公式基本一致。对极限工况下线圈的发热进行了分析,研究表明其不会对永磁体的正常工作造成影响。其次,通过驱动力性能测试分析了驱动力随电流的变化关系。结果显示,吸振器的固有频率满足设计目标,且驱动力与电流有较好的线性关系。此外,将试验测得的电动力与仿真结果进行比较,验证了本文仿真方法的合理性。为进一步提升作动器的电动力,本文提出了新型电动作动器的结构优化方案。以永磁体数量和导磁体的结构参数为试验因素,安排正交试验,研究了各因素对线圈气隙位置磁感应强度均值的影响规律。结果显示,永磁体数量对气隙磁感应强度均值的影响最大;在相同电流下,新型作动器产生的电动力较之前有了约12%的提升,为高性能作动器未来的设计开发提供了参考依据。
【图文】：

技术路线图,技术路线,原作,电流输入

根据研究结果确定优化方案；计算新型作动器在不同电流输入产生的电动力，并与原作动器进行对比分析。1.3.2 技术路线本课题所采用的技术路线如图 1-2 所示。

幅频特性曲线,幅频特性曲线,吸振器,惯性质量

图 2-3 被控结构的幅频特性曲线Fig.2-3 Frequency response of the controlledsystem模型如图 2-4 所示，，其运动方程矩阵为：1 2 2 112 220K k k XFk kx （2-7）吸振器的惯性质量、刚度、阻尼和位移。统的振幅放大因子为： 2223 3 32 1 2 222 2 2 0.1 （2-8）力吸振器的阻尼比。图 2-5 对1 =0.1，
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.3

【参考文献】