【摘要】针对某双行星排功率分流式羼杂动力车型存正在的噪声及振动袭击题目,基于其机合特色理会了因为鞭策源改观而带来的噪声和振动特质的改观,并提出了相应的解
针对某双行星排功率分流式羼杂动力车型存正在的噪声及振动袭击题目,基于其机合特色理会了因为鞭策源改观而带来的噪声和振动特质的改观,并提出了相应的处理计划。试验结果证实,对附件贯串管途举行隔振处罚或将附件单体计划正在动力总成上,可有用下降附件事务噪声;整车驾御圭臬优化以及悬置刚度弧线合理计划可处理启停袭击题目;通过齿形修形可下降合成箱齿轮啸叫;通过优化悬架衬套刚度及胎面胶的机合可下降振动的转达,抵达下降途面噪声的目标。
羼杂动力汽车的机合及制动计谋与古板燃油车存正在较大区别,其鞭策源的改观带来了噪声和振动特质的改观。羼杂动力汽车的行驶工况可不依赖于启发机的运转状况,其首要事务形式为纯电事务形式和混动事务形式。正在纯电事务形式下,因为匮乏启发机噪声的遮盖,导致附件噪声、途噪及齿轮和电机的啸叫尤为明显,且噪声频率高,易被搭客感知;正在混动形式下,频仍的启发机起动、熄火等进程也将带来高出的振动袭击题目。为此,以某款双行星排功率分流式羼杂动力车型为例,针对因为鞭策源改观而带来的噪声和振动特质的改观举行了理会,并提出了相应的处理计划。
以某款羼杂动力车型为研讨对象,其动力总成机合如图1所示[1]。该体系首要由内燃机及电动CVT变速器构成,电动CVT变速器由双电机(电机E1、电机E2)、双排行星排、主减速器及差速器构成。启发机及电机E1、电机E2行为动力输入,通过双行星排再由齿圈输出动力,告终功率分流。
该羼杂动力驱动体系首要有纯电事务形式(EV)和混动事务形式。图2为纯电(EV)事务形式,此形式下制动器B1锁止,启发机不事务,由电机E1和E2供给动力,最高车速为100km/h,此形式下可告终纯电行驶工况即电机孤独驱动车辆及制动能量接纳工况。图3为混动事务形式,个中HEV1形式为中高速行驶工况,车速凡是为50km/h以上,为普及燃油功效,制动器B2锁止,启发机与电机E2配合行为动力源输出动力,此形式下可告终启发机与电机配合驱动车辆、启发机孤独驱动车辆,以及给电池充电、制动能量接纳等成效;正在低中速及急加快工况下,HEV2形式下由启发机、电机E1和E2配合驱动车辆,此形式下可告终启发机与电机配合驱动车辆、启发机孤独驱动车辆且给动力电池充电、启发机只给动力电池充电、电机制动能量接纳等成效。
羼杂动力汽车正在车辆静止或低速行驶工况下,启发机不到场事务,此时因为匮乏启发机低频噪声的遮盖,各样泵等附件的事务噪声尤为高出[2]。为评议水泵事务时的噪声,通过外接驾御器孤独对水泵举行占空比调试,丈量水泵正在最大占空比时车内驾驶员内耳处噪声。图4中虚线频谱片面(原状况)为电机冷却水泵(占空比90%)孤独事务时噪声,驾驶员内耳处声压级为22 dB(A),水泵孤独事务时声响能量较小,然则因为噪声频率相对较高,且没有启发机噪声的遮盖,易于被搭客感知。驾御水泵噪声的途径除下降单体噪声外,对贯串管途举行隔振处罚也是首要的噪声衰减途径。即正在管途与车身贯串处增众一层橡胶衬套,由硬贯串形成软贯串,通过橡胶质料具有的粘弹性对机合举行阻尼减振,进而下降振动转达。图4中实线频谱片面为断开冷却水泵与车身的贯串点后噪声测试结果,由图4可知,断开后噪声低落3dB(A),低落的频率限制聚集正在50~400Hz内。
图5为电池冷却水泵事务噪声。个中虚线频谱(原状况)为电池冷却水泵正在占空比为80%时孤独事务噪声,驾驶员内耳处声压级为25dB(A)。对电池水泵与车身的贯串点举行隔振处罚后,噪声低落4dB(A),低落的频率限制聚集正在60~800Hz内,如图5中实线频谱所示。
图6为PTC水泵事务噪声。个中虚线频谱(原状况)为PTC水泵正在占空比为80%时孤独事务噪声,驾驶员内耳处声压级为31dB(A),对PTC水泵与车身的贯串点举行隔振处罚后,噪声低落3dB(A),低落频率聚集正在160~1500Hz之间,如图6中实线频谱所示。
由上述测试可知,羼杂动力车型相对古板车型增众的3个冷却水泵,正在纯电形式、低车速下的声响驾御尤为首要。除对贯串管途举行隔振处罚外,还可正在研发初期对水泵举行合理计划,如将水泵安设于动力总成上,如许通过悬置的衰减可有用下降传至车内的事务噪声。羼杂动力汽车出于节油的必要以及对扭矩、动力电池电量的需求等身分必要频仍起停启发机,启发机正在起动和熄火霎时,首要受到绕曲轴目标的鞭策,整车上体现为X向和Z向的鞭策较量大,限于篇幅,首要以起动进程中X向的振动数据为例举行阐述[2]。图7为启发机起动进程中座椅X向振动加快率幅值,振动袭击首要有两个阶段,第1阶段是电机拖动启发机曲轴盘旋的起动阶段,第2阶段是启发机喷油燃烧阶段[4]。合于袭击的衰减首要从两个方面举行驾御,第1阶段袭击通过整车驾御起停圭臬优化,第2阶段袭击通过调校悬置刚度弧线举行振动衰减。
采用基于加快率4次方的振动剂量评议举措(VDV)举行起停袭击的胸怀。与其它评议举措比拟,4次方振动剂量评议举措对袭击的峰值尤其敏锐,且其性质为合于年光的黎曼和,充裕研究了信号赓续年光的影响,适适用于对袭击举行评议和胸怀[3],其算计式为:
该羼杂动力体系好手驶进程中启发机的起动是正在悬置受预载力(此时悬置受到来自电机的扭矩)的情状下爆发的,即悬置正在有预载的情状下进一步受到启发机起动的瞬态扭矩鞭策,以是悬置刚度弧线需针对此情状举行合理计划[4-5]。图8为调节前、后启发机悬置静刚度弧线可看出,因为右悬置逼近弹性轴,正在瞬态鞭策时右悬置的运动量相对较小;左悬置和后悬置相对而言离弹性轴较远,对袭击的影响相对较大。以是左悬置和后悬置的刚度弧线正在线性段刚度央浼相对较低,这对怠速的隔振有较好的衰减效率;而正在非线性段,原车左悬置没有实时提拔刚度,并且刚度上升也较慢,且后悬置的刚度弧线没有趁早进入非线性段,而且非线性段上升过疾。总体来说原车悬置完全位移较小阶段刚度较低,位移较大阶段刚度上升较疾,导致正在瞬态鞭策下动力总成的运动量较大且袭击鲜明[6-7]。调节后的悬置刚度弧线首要保存较短的线性段,正在启发机起动的霎时实时进入非线性段,供给较大刚度,利于对振动袭击的桎梏,如图8中虚线所示。由此可证实,该悬置刚度计划对下降悬置动力总成运动量有鲜明成果。
表1为车辆原地静止不动(相当于古板车怠速工况)及行驶中启发机起动时转向盘及座椅的VDV值,由表1可知,悬置刚度弧线调节后,转向盘振动VDV值鲜明下降,与主观感触也划一。限于篇幅,只陈列了悬置刚度弧线调节前、后座椅和转向盘X向振动加快率时域数据,如图9和图10所示。由图中可看出,悬置刚度弧线调节后,振动加快率幅值鲜明小于原状况,与VDV值改观趋向划一,即调节悬置刚度弧线可刷新启发机起停袭击。
该案例中,启发机的起动和熄火是由驱动电机来已毕的,而非古板的起动电机,且因为正在该体系中启发机与传动体系之间是呆板贯串,没有聚散器,以是对启发机起动与熄火进程中电机的扭矩驾御提出了更高的央浼。为此,正在启发机起停进程中,选用电机对启发机举行扭矩及转速赔偿,以下降起停进程中的振动袭击。图11为悬置刚度弧线调节前、后起动进程电机及启发机扭矩改观。
图11a中,电机扭矩对启发机扭矩赔偿较小,启发机起动进程中有较大的扭矩震动,而图11b中电机对启发机扭矩举行及时赔偿,减小了启发机起动进程中的扭矩震动,且扭矩改观进程也变得较为平顺,使得振动袭击鲜明刷新。限于篇幅束缚,对起停驾御圭臬优化前、后整车的体现不再赘述[8]。3.3齿轮及电机啸叫双行星排齿轮正在事务时,因为齿轮受力变形及修设差错等会导致齿轮啮合错位,转达差错过大,进而产人丁轮啸叫;其余,电机运转时因为电磁噪声以及电磁计划中的气隙磁密、绕组款式、并联岔途数、谐波分散系数等原故形成电机啸叫。齿轮及电机啸叫属于样板的有调噪声,且是随转速改观由阶次因素导致的有调噪声,可能欺骗基于阶次带宽的有调噪声评议举措举行评议。本文以纯电形式加快进程中的啸叫为例举行理会。图12为纯电形式下车内加快噪声云图,前两个阶次噪声为齿轮啮合噪声(图中标识19阶以及38阶),第3条阶次线为电机啸叫噪声(图中标识72阶)。由图12可看出,正在悉数转速段,齿轮啮合噪声均占主导位置,以是需对齿轮啸叫举行衰减。
为了杀绝由齿轮弹性变形以及齿轮计划差错所惹起的轮齿啮入、啮出袭击,需举行适宜的齿形修形[9],以刷新齿面的接触,使传动变得稳固。图13为减速器齿轮修形后阶次噪声云图,修形后啸叫阶次噪声与图12修形前阶次噪声比拟鲜明减小,证实齿轮修形可有用下降齿轮啸叫噪声。
看待羼杂动力车型,正在纯电形式工况下,因为没有启发机噪声遮盖,途噪声是车内噪声首要功勋源。图14为正在粗拙途面下,当车速为50km/h时前排职员及后排职员外耳处噪声测试图谱。由图14可看出,途噪峰值对应频率为50Hz、80Hz、125Hz、160Hz、250Hz。通过试验排查,首要峰值频率来自轮胎盘旋模态以及悬架的功勋。看待悬架的功勋,首要选用下降悬架支柱上部的橡胶衬套的刚度,普及悬架对来自途面鞭策的振动汲取;普及副车架摆臂衬套Y向刚度,桎梏悬架的Y向模态的影响。看待轮胎的功勋,选用下降胎面硬度,加强小振动的汲取本领,其余正在胎侧利用硬度较软的三角胶,同时增众RC(胎侧轮辋线到轮胎子口间橡胶)胶厚度,提拔胎侧的阻尼特质。
图15和图16为更动衬套刚度及轮胎胎面机合前、后途噪改观,从图中可看出,更动胎面机合后途噪稍有刷新,更动衬套刚度对途噪功勋鲜明。
羼杂动力车型因为动力传动体系纷乱,整车利用工况众变,启发机起停袭击、齿轮及电机啸叫是其常睹的NVH题目。同时因为纯电事务形式匮乏启发机事务噪声的遮盖,导致途噪以及附件噪声高出。本文以某款羼杂动力车型为研讨对象,对羼杂动力车型首要的噪声题目举行了理会,并勾结试验对启发机起停、附件噪声、齿轮啸叫、途噪等题目提出通晓决计划。
作家单元:(1.浙江吉祥汽车研讨院有限公司,宁波315336;2.中国汽车时间研讨核心,天津300000)
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