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源—路径—响应系列工程诊断案例分享之整车抖动问题

开篇之际,咱们先聊一聊为何拔取这一专题。前期的几篇作品是笔者感有趣喜研商的范畴,比方上一篇闭于电机啸叫的实质,自己前后查阅了豪爽文献,发愤为诸位看官显现无缺的表面实质。为能越发满意大师众样化的阅读需求,正在工程试验方面也有所输出,同时参考其他

开篇之际,咱们先聊一聊为何拔取这一专题。前期的几篇作品是笔者感有趣喜研商的范畴,比方上一篇闭于电机啸叫的实质,自己前后查阅了豪爽文献,发愤为诸位看官显现无缺的表面实质。为能越发满意大师众样化的阅读需求,正在工程试验方面也有所输出,同时参考其他几位老枪的专业硬核作品,此次定夺正在笔者擅长的工程题目诊断范畴开设一个专题:《基于“源—道途—反响”的题目诊断思绪》。这个专题将一个个意思的NVH工程案例分享给大师,愿望对大师有所动员,接待沿途钻探交换。

工程现实NVH题目诊断流程中,离不开“源—道途—反响”诊断思绪。平常咱们是通过反响察觉题目,正在题目排查流程中,最先必要确定鞭策源,然后便可能修筑从鞭策源到宗旨反响点的传达道途。如下图所示,便优劣常经典的“源—道途—反响”模子,正在该模子中咱们可能较为容易的察觉正在现实工程中显露的三种情景。分裂为:1. 鞭策源存正在较为显明的鞭策题目,而道途上无显明模态孝敬,这便是经典的强迫振动题目;2. 鞭策源为宽频或扫频鞭策,传达道途上正在鞭策频带内存正在模态题目,从而激励宗旨点反响题目;3. 鞭策源存正在较为显明的鞭策频率,同时与传达道途中的某个部件的模态频率耦合,从而造成编制共振,激励较大的NVH的题目(最阴毒情景)。

本系列作品便是为大师讲明何如基于上述诊断思绪处置现实工程题目。本期案例为整车颤栗题目的诊断与优化。

本案例中为某型混动车(动力总成为4缸带头机+永磁同步电机)主观评议反应正在混动形式下,4挡小油门,带头机转速正在1700rpm-2100rpm时,车辆有时会显露显明的颤栗题目;同时正在纯电工况下,当车速正在110-135km/h时也会显露了相像的颤栗形象,不过相对待混动形式下,水平较为轻细。最先咱们对显露题目形象的工况及未显露题目形象的工况均实行本原试验测试,通过比拟宗旨点、参考点试验数据,确定鞭策源。车内以地板振动举动宗旨点,混动形式4挡小油门加快工况下振动比拟情景如图 1所示:

2. 题目工况下,地板振动正在低频基于带头机转速的0.5阶振动量级显明偏大,转速鸿沟及频率鸿沟与主观感觉优异吻合;因为题目形象为整车颤栗题目,依照阅历鉴定寻常会与悬架存正在必然相闭,故正在转向节处安置加快率计,将其视为辅助参考点,排查其正在显露题目及未显露题目工况下的振动不同。比拟情景如图 2所示:

依照上图,咱们察觉,转向节振动涌现体式与车内座地板振动涌现体式基础同等,正在题目工况下低频0.5阶振动显明偏大,且频率正在16Hz左近,疑心存正在悬架跳动模态(寻常乘用车的悬架跳动模态会正在15Hz左近)。下场混动形式下的运转工况测试后,针对纯电动形式实行运转工况测试,同样比拟环节点振动数据,其结果如下图所示:

1. 纯电形式下110-135kmph车速鸿沟也存正在相像混动形式的颤栗形象,题目水平较轻细;2. 通过盘算推算传动比与车速闭联,较为容易切实定该题目为传动轴1阶鞭策,疑心与悬架模态耦合,需实行试验验证。

如图 4所示,最先针对混动形式下的题目实行排查察觉:题目工况下0.5阶振动较大,2阶振动与未显露题目时基础同等,清扫了带头机二阶鞭策题目,而带头机主动侧0.5阶振动大鲜明了带头机本体存正在题目,必要进一步排查缸压的题目。同时确定了题目频率为15-16Hz独揽,疑心悬架模态存正在共振题目;其次针对纯电动形式下题目实行排查察觉:题目显露情景与车速直接闭系,通过盘算推算车速与传动比可确定该题目与传动轴一阶鞭策相闭,传达道途上与混动形式结论同等,同样疑心悬架模态存正在影响。

基于上述题目描写结论,纯电动形式下鞭策情景一经很是明显,为传动轴一阶鞭策,而混动形式下必要通过进一步试验验证带头机本体是否存正在题目。因为要紧题目阶次为基于带头机转速的0.5阶,依照阅历鉴定带头机缸压有很大不妨性存正在题目,故通过缸压传感器对带头机4个气缸同时实行缸压测试(整车运转工况测试)。试验结果如图 5所示:

通过比拟未显露整车颤栗情景及显露整车颤栗情景的缸压测试数据,咱们可能察觉:未显露整车颤栗情景时,带头机缸压寻常,4个缸PP值区别不大,缸间最大压力区别基础局限正在12%;而显露整车颤栗情景时,带头机第三缸存正在显明极度(绿色弧线),其PP值显明偏小仅为25bar独揽,缸间最大压力区别一经到达25%。可能确定带头机第三缸正在题目工况下燃烧极度,从而激励基于带头机转速0.5阶鞭策!!通过带头机整车运转工况下的缸压测试,试验数据富裕辩明了正在题目工况下带头机燃烧存正在极度从而激励基于带头机转速的0.5阶鞭策。既然鞭策源一经鲜明,下面咱们必要对传达道途上的要紧孝敬者实行排查,以便编制的处置题目。

正在实行模态测试时最先咱们必要鲜明试验对象、范围条目、及确定相应的试验办法。正在本案例了解流程中,咱们愿望获取悬架正在整车寻常负载形态下的跳动模态,因此试验对象即为悬架编制,而范围条目确定为整车寻常负载形态。基于以上消息应使劲锤法或是激振器法无法很好的获取传达函数(要紧是正在整车形态下,空间有限,无论力锤依旧激振器均没有足够的空间实行安置),故咱们选用事业模态了解(OMA)的办法实行模态了解。(本文对OMA的表面布景就不外众赘述了,有有趣的读者可能自行查阅闭系文献与材料)

事业模态了解时,最为理思的情景是输入力愿望近似为白噪声鞭策,故正在本次试验流程中咱们可能选用斜坡抨击的方法实行鞭策。实在计划如下:最先必要将车辆静置于斜坡上方(本次试验中坡度约为30°独揽),车辆挂N挡,拉起手刹;接下来咱们松开手刹,使车辆人工的正在斜坡上滑行,当车辆滑行至斜坡止境时,悬架编制爆发抨击鞭策,收集闭系反响点的加快率信号。如图 6所示:

正在上述试验办法下,获取一共试验测点的互功率谱函数,行使复频域最小二乘法求解模态频率及振型等模态参数。其结果如下:

图9 模态频率15.03Hz,前悬架反相位的Hop模态,独揽两侧悬架显现Fore-aft窜动(相反相位)通过事业模态了解求解出前悬架编制正在14.27Hz处存正在反相位的Tramp模态,独揽两侧悬架显现跳动(相反相位);正在15.03Hz处存正在反相位的Hop模态,独揽两侧悬架显现Fore-aft窜动(相反相位)。以上两阶模态正在混动事业形式下被基于带头机转速的0.5阶鞭策激勉激励编制共振,而正在纯电动事业形式下高速段被基于传动轴转速1阶鞭策激勉激励编制共振。通过上述周详的了解,咱们对该整车颤栗题目一经有了很是明显的分解,下面咱们基于“源—传达道途—反响”的处置思绪实行编制性总结。

正在该整车颤栗题目中,正在差别工况下,要紧鞭策源是差别等的。最先正在混动事业形式下,因为带头机第三缸燃烧存正在极度导致基于带头机转速的0.5阶鞭策;纯电动事业形式下,因为传动轴存正在必然不均衡导致正在高车速时爆发基于传动轴转速的1阶鞭策,而传达道途上,要紧孝敬者为悬架编制模态,正在14.27Hz处存正在反相位的跳动模态,15.03Hz处存正在反相位的前后窜动模态,与鞭策频率耦合从而激励整车颤栗题目,即反响端,车内写意点存正在较为明显的低频振动题目。实在情景如图 10所示:

1. 优化标定计谋,使第三缸事业寻常,不显露失火形象,从底子上杜绝鞭策源——引荐,计划可神速实践且本钱可有用局限。

2. 提拔并管控传动轴均衡量目标,使其正在向例高速形态下(130km/h以内)不激励一阶不均衡鞭策——引荐,计划较容易实践,本钱可控。

3. 改正悬架编制模态,实行必然水平避频处置——不引荐,牵涉到构造的从新策画,本钱较大,成效较小且会影响其他车辆机能属性,比方:操稳。

以上便为整车颤栗题目案例的分享,本文旨正在通过一个实在的案例让大师从“源—传达道途—反响”了解角度编制的了解NVH题目,从而更为编制的处置与优化NVH题目。愿望能给诸位读者必然动员。

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作者: sheep

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