基于影响系数法的汽车传动轴现场动平衡

发布时间：2020-06-18 16:01

【摘要】：传动轴是四驱汽车传动系统主要旋转部件之一,其平衡好坏严重影响车辆的NVH(Noise,Vibration and Harshness)性能。传动轴系统各子部件在装配至整车前虽已完成机上动平衡,但在其装配至整车或工作一段时间后,因其多段式结构的不平衡耦合、工作条件恶劣等原因极易产生新的不平衡,进而影响车辆NVH性能。本文为解决某四驱汽车传动轴不平衡带来的地板振动问题,基于影响系数法理论探究了不同振动信号处理方法提取不平衡信息的性能,最终选取基于补零过采样的阶次分析方法对目标车辆进行整车现场动平衡,平衡后车辆各响应位置一阶振动幅值明显降低,其NVH性能得到了有效改善。首先,本文总结了不平衡的分类、产生原因等基本概念,详细介绍了影响系数法理论,仿真验证其正确性之后将其推广至多校正面多响应面的一般化情况,总结了该方法工程应用的一般化流程。其次,为了量化转速波动对不平衡信息提取的影响,使用归一化幅值的不平衡信号仿真转速不同波动情况的振动信号,明确了直接使用快速傅立叶变换(FFT)识别目标频率处不平衡信息的幅值和相位误差。随后探究基于补零过采样、经验模态分解(EMD)、变分模态分解(VMD)的阶次分析信号处理方法对不平衡信号的适用性,仿真和风扇算例试验结果均表明:基于EMD方法的精度较低,噪声稳定性较差,而基于VMD方法的噪声稳定性好,精度高,但存在参数选择困难和计算效率较低的弊端,补零过采样方法综合性能最佳,适合于用于四驱汽车传动轴现场不平衡信号处理中。最后,基于影响系数法理论,将目标车辆传动轴模型简化为四校正面四响应面转子支撑模型,使用基于补零过采样阶次分析方法对目标车辆传动轴进行现场动平衡,平衡结果表明:各响应位置振动幅值分别下降了41.6%、6.2%、28.5%、53.6%,本文方法有效改善了目标车辆的NVH性能,为四驱汽车传动轴现场动平衡提供了有力的工程参考。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.2
【图文】：

脉冲信号,转速,起始时刻,时间点

图 3.6 脉冲信号标记参考起始时刻Fig.3.6 Pulse signal mark reference start time信号的另一个作用是提供转速信息，从而确定角度域一周只产生一个转速脉冲，通过相邻两个脉冲到达的的平均转速，无法直接得到转子转过固定角度的时间插值处理，本文参考文献[67]使用的三次样条差值方法其具体过程如下：转速脉冲信号离散标准化为“0”、“1”的标准矩形脉冲值超过设定阈值状态的信号赋值为“1”，其余状态赋值测得的实际脉冲信号标准化为标准矩形脉冲信号；个矩形脉冲第一个值为“1”的点作为触发时间点，分0t 0，则该转子转过第 k 转的时间为1( )k kt t ，第11/ ( )k k kf t t

示意图,脉冲计,转速,三次样条插值

图 3.7 转速脉冲计算转频示意图Fig.3.7 Revolution frequency calculation from normalized pulse signal一组以正弦趋势波动的转速脉冲信号，使用上述三次样条插值，其转速理论表达式为：f 30 3sin(5 t)为 8192 Hz，采样时间 2 s。按照上述插值过程，对转速波动信信号进行基于三次样条插值的转速识别，识别结果与理论结果示。32343638转频/Hz三次样条插值实际转速0.46 0.48 0.5 0.52 0.543232.533

【参考文献】