汽車傳動系統的扭轉振動

王思

車輛是由多個具有振動特性的子系統組成的復雜振動系統，作為車輛噪音和振動主要來源地的動力傳動系統的主要振動形式就是扭轉振動。由于發電機組工作的不平穩導致性導致汽車傳動系統隨著發電機組的工作產生強烈而復雜的扭轉振動；汽車傳動系統的扭轉振動的振動頻率與汽車傳動系統扭轉振動的固定振動頻率相同時，會發生傳動系統扭轉振動與發電機組的共振，這種共振具有高度的耦合性，將會嚴重影響駕駛員的駕駛安全和駕駛的舒適性。因此，隨著汽車的不斷普及，研究汽車傳動系統的扭轉振動，對減少車輛駕駛過程中產生的噪音和振動和提高駕駛員駕駛的舒適性和安全性具有重要作用。本文將主要討論研究汽車傳動系統扭轉振動的研究模型和研究展望等方面，實現較少汽車駕駛噪音和提高駕駛員駕駛汽車的舒適性和安全性。

汽車傳動系統的扭轉振動產生的主要原因就是汽車傳動軸與萬向節之間存在一定的夾角。當汽車在高轉率下行駛時往往會加重汽車傳動系統的扭轉振動，從而嚴重影響了汽車的動力傳動性和平衡性，同時，當汽車傳動系統的扭轉振動等于汽車傳動系統的固定振動頻率時就會產生共振現象，這種共振相對于在高轉率下的扭轉振動具有更大的危害性，他不僅會使共振荷載達到最大，嚴重影響到汽車傳動系統的使用周期和使用安全，同時，在這種共振作用下，傳動系統的振動的扭轉振動和驅動系統的振動在垂直振動方向形成耦合，嚴重影響了駕駛員駕駛的舒適性和安全性。因此，鑒于汽車傳動系統扭轉振動的危害，有必要明確汽車傳動系統扭轉振動的研究方法并不斷完善研究方法，在方法的基礎上，提出研究汽車傳動系統扭轉振動的新目標，不斷改進研究方法，提高模型建立精度，從而將理論運用與實踐之中，減少汽車傳動系統扭轉振動的危害。

研究方法

傳動的理論計算分析法是目前汽車動力傳動扭轉振動特性的主要研究辦法。隨著科學技術手段的不斷發展，汽車傳動系統扭轉振動的研究技術和相關數據處理等方面取得了較快的發展，研究模型從簡單的三個自由度模型向多個自由度模型的轉變，這種研究模型相較于傳統的研究模型更加的貼近實際情況，更有利于準確的分析汽車傳動系的扭轉振動。

Holzer法。Holzer法實際上是一種試算法，這種計算方法的主要思想就是將多質量系統（轉化為三質量系統，并通過有關的計算理論計算出三質量系統的固定震動頻率，在這個振動頻率基礎上進行試算，具體可以分為以下幾步：建立系統中各質量之間的角位移關系（以分離體力矩平衡為依據）；將質量系統角位移帶入到振動方程式中，如：An=An-1-en-1ω2n（∑liAi）；得到個質量處的角位移幅度方程式。

在這種研究方法中，當試算結果與系統實際振動頻率不相等時，則需要根據相關的試算規則對重新進行試算知道試算結果與實際振動頻率相近。在這個試算振動值下，該頻率所對應的頻率值使剩余力矩為零，這個振動試算值就是系統的自振頻率。這種計算方法最大的優勢就是避免了高計算量和復雜度較高的方程是，缺點就是計算精度較低，累計誤差較大。

扭轉振動的試驗測試技術。隨著科學技術的快速發展，汽車傳動系統扭轉振動的理論分析方法也得到了較快的發展，從Holzer法向傳遞力矩法發展，幾經發展后，先后出現了系統矩陣法，模態分析技術到現在運用較為廣發扭轉的振動測試技術。根據測試依據和測試方法的不同，試驗測試法可以分為接觸式測量（直接將信號接收器安裝在軸上，搜集相關的資料）和非接觸式測量（通過測量齒輪，碼盤等等分結構角度轉動的不均勻性實現對扭轉振動頻率的測量。從上不難看出，該種測量方式的主要難點就是：縱振，橫振等不好控制，使得相關數據的提取存在較大的誤差；相對比較發作為非接觸測試的主要思想，這在一定程度上抑制了人們對汽車傳動系統扭轉振動的認識。這種測試方法的關鍵就是應力測試點的選擇。這種測試方法的優點就是可以對試驗所在的環境條件進行分析，可以較少試驗器材多試驗結果的影響，缺點就是由于現階段對應力測試點的選擇條件和認識不足，導致大多選擇在方便測驗的地點作為應力測試點，這種選擇方式使測試結果和實際值存在較大的誤差。

相關模型

阻尼作用力模型。輪胎對地面的瞬時粘接力和力矩可以表示為：Ft=u*W，Tt=Ft*r其中，Ft包括絕對牽引力，Tt包括動態力矩。W為珍重，則可以可得到：

Ft=Wums/sm0≤sW0um+Wkμ（s-sm）sm