第 24 卷第 7 期 Vol. 24 No.7 重庆理工大学学报(自然科学) Joumal of Chongqing University of Technology( Natural Science ) 2010 年 7 月 Jul. 2010 轿车传动系扭转振动模型分析与计算 袁晨恒，邓兆祥，姜艳军，李进超 (重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆 400030 ) 摘 要:分析了某轿车传动系的布置特点，依据当量系统简化原则，建立了轿车传动系扭转 振动当量模型。利用 Matlab 软件编制了计算扭振的计算机程序，实现了对轿车传动系扭转振动 固有频率、振型的计算。与原有数据进行比较，结果表明:建立的当量模型具有较高精度，所编写 的计算机程序也具有准确性。 关键词:传动系;扭振;当量模型;计算程序 中图分类号 :TB533 + • 2 文献析、识码 :A 文章编号: 1674 - 8425( 2010 )07 - 0018 - 05 Analysis and Calculation of Torsional Vibration Model 。f the Driveline In Saloon Car YUAN Chen-heng , DENG Zhao-xiang , JIANG Yan-jun , LI Jin-chao ( State Key Laboratory of Mechanical Transmission , Chongqing U niversi町， Chongqing 400030 , China ) Abstract: The layout characteristics of the driveline are analyzed for a saloon car. With the principle of simplified equivalent 叮stems ， the torsional vibration equivalent model of the vehicle driveline is es tablished. The Matlab programs have been developed to calculate torsional vibration. The inherent frequencies and models of vibration are calculated and analyzed using the programs. The results show that the model is feasible and the programs is of high accuracy. Key words: driveline; torsional vibration; equivalent model; calculation program 汽车是一个复杂的振动系统，由多个具有固 有振动特性的子系统组成。作为子系统之一的动 车的安全性。因此，对汽车传动系统扭转振动的 研究控制已经成为了一个重要的课题[ 1 -2 J 。 力传动系是汽车振动和噪声的重要激励源，扭转 为了更好地控制汽车动力传动系的扭转振 振动是其主要的振动形式。当来自发动机、路面 动，需要确定其扭转振动特性。 汽车动力传动系 以及由于车轮不平衡产生的周期性扭转激励的频 率与传动系扭转振动系统的固有频率一致时，就 的扭转振动特性可以通过试验测得。但目前，国 内能够通过试验测试汽车传动系扭转的单位还比 会发生扭转共振，产生令人不适的噪声，影响乘坐 舒适性，严重时甚至会引起传动轴系损坏，影响汽 较少，更多的时候，是通过理论分析、简化和计算 来确定的[2 J 因此，建立准确的传动系的扭转振 收稿日期 :2010 - 03 -18 基金项目:国家 "863" 计划资助项目 2006AA110102 ) 作者简介:袁晨恒( 1984-) ，男，四川西充人，硕士研究生，主要从事汽车振动噪声控制方面研究。 

袁晨恒，等:轿车传动系扭转振动模型分析与计算 19 动模型，找到简练的计算方法求解扭转振动的固 有特性，以及编制出计算准确、使用方便、维护容 虑由柄连杆机构。另外，研究的传动系模型是针 对稳定工况，没有考虑离合器的接合、分离等工作 易的计算机程序来分析汽车动力传动系的扭转振 过程，所以在离合器模型中将压盘、摩擦片等离合 动是十分必要的。 本文以一款发动机前置前轮驱动的轿车为研 究样车，通过建立传动系扭转振动当量模型，编制 计算机程序软件，对样车传动系扭转振动固有特 性进行分析计算。 器的主动部分连接在一起等效到飞轮上，其中，飞 轮及其他零部件绕轴旋转时的转动惯量可由式 (1)计算[4J 1 = f>2dm 二 mR2 ( 1 ) 1 传动系扭振当量模型 1. 1 简化原则 汽车传动系扭转振动是有阻尼振动系统，但 其阻尼值较小(一般 ç < 0.25 )，为小阻尼振动系 统[3 J 。假设其阻尼比正= 0.1 ，则汽车传动系扭振 系统的有阻尼固有频率 ωd 二斤亏讪= 0.994987ωn' 即使当阻尼比正= O. 3 时 ωd 二 0.95394ω n' 与无阻尼固有频率相比较，差距也不 到 5% 。可见，对于汽车传动系扭转振动系统，忽 略系统的阻尼值，只是计算系统的无阻尼固有特 性也能得到较好的结果。因此，本文在建立传动 系扭振当量模型过程中忽略了阻尼因素对传动系 扭转振动的影响。同时，参考一些相关文献，在建 立当量模型过程中，采取如下简化原则[ 1 -2 J 1 )将刚度比较大(扭转弹性较小)、转动惯量 也比较大的构件(如飞轮、齿轮等)简化为刚体惯 量块。 2 )将刚度较小(扭转弹性较大)、转动惯量也 较小的构件，简化为无转动惯量的扭转弹簧。 3 )对于刚度较小、转动惯量较大的构件作离 散处理，将刚度平均分配到相邻的集中质量上。 4 )对于刚度比较小、转动惯量较小的构件， 式中 :m 为部件的质量 ;dm 为部件上任意微元的 质量 ;r 为微元至旋转轴的距离 ;R 为部件对旋转 轴的惯性半径。 离合器主动部分的转动惯量仍然可以用式 (1)进行计算，并将发动机飞轮和离合器主动部分 的转动惯量等效简化为一个惯性元件的当量 质量。 简化后的弹性元件则由飞轮与离合器间的连 接轴和变速器输入轴组成。轴段的刚度可由式 ( 2 )计算[4J 并将 2 段轴的刚度等效处理为 1 根轴。 K=旦=华( 2 )