考虑制造误差和油膜作用力的齿轮敲击动力学分析

为准确评估变速器空套齿轮受角加速度激励的敲击表现,采用集中参数法建立了模拟变速器敲击台架试验的10自由度扭转动力学模型;在包含时变啮合刚度、间隙非线性和拖曳力矩的基础上,进一步考虑齿轮制造误差和润滑油膜作用力。敲击台架试验结果表明包含楔入和挤压效应的润滑油膜作用力模型能正确反映变速器的敲击响应;数值分析结果表明润滑油膜可以减少制造误差位移激励和时变啮合刚度参数激励产生的齿面敲击,敲击强度随制造误差幅值的增加呈凹函数变化,当制造误差的幅值增加到某一数值时,齿轮副在无角加速度激励时亦产生敲击现象。润滑油温度对敲击的影响与角加速度激励有关:无角加速度激励时,低温时较低幅值的齿轮低频圆周误差通过改变油膜作用力方向产生敲击;油膜作用力产生的敲击响应频率比齿面接触的敲击响应频率更低;当存在角加速度激励时,敲击强度随温度的升高呈凸函数增加。

基于振动相对量法的齿轮敲击振动辨识

整车转毂振动测试中测得的手动变速器箱体振动信号包含了多种部件的振动信号,传统方法无法从测试信号中直接获取齿轮敲击振动信号,故无法定量评价齿轮敲击振动水平。本文提出了运用敲击振动相对量来辨识齿轮敲击振动的方法。该方法首先对箱体振动信号进行人耳特性滤波,然后进行回归和平滑处理获得稳态振动信号。将滤波后的振动信号减去稳态振动信号,得到的振动相对量即为非承载齿轮对的瞬态敲击振动信号,最终可辨识出齿轮敲击振动的发生时刻、频率范围和水平。在实车试验中,采用该方法在3.5s的测试时间内,识别出振动相对量最大的134个齿轮敲击振动信号,其发生时刻与敲击振动信号回放得到的134个敲击噪声发生时刻完全相同,辨识结果与人的主观感受一致,即准确辨识出了齿轮敲击振动。得到的辨识结果可用于定量评价齿轮敲击振动水平,校核理论模型的正确性,研究不同参数对齿轮敲击振动水平的影响规律,找出关键影响因素并优化处理,从而改善齿轮敲击性能。

手动变速箱空挡齿轮敲击问题的影响因素分析

齿轮敲击噪声会严重影响整车声品质.为研究该问题,建立手动变速箱空挡齿轮敲击问题的4自由度模型,模型包括2个非线性因子:离合器扭转刚度和轮齿弹性接触力.根据建立的动力学方程,讨论了齿轮敲击噪声的判定条件,分析了离合器参数的影响(扭转刚度、迟滞阻尼力矩、黏滞阻尼系数和刚度转变节点),发现第1级刚度和迟滞阻尼减小,敲击噪声降低,而随着离合器阻尼系数的增大,敲击噪声先减小后增大,存在1个最优解.分析了离合器以外的参数的影响(主从动轮阻尼系数、转动惯量、飞轮转速和扭矩波动幅值),发现主动轮阻尼系数、从动轮惯量减小,从动轮阻尼系数、主动轮惯量增大,更快的发动机转速和更小的发动机激振力矩有利于改善敲击.

基于解决传动系统变速器齿轮敲击的分析方法

建立一汽车传动系统6自由度动力学模型,模型中包括发动机、离合器、变速器与整车,考虑了变速器内承载齿轮副以及非承载齿轮副啮合间隙。以变速器输入轴的角加速度值为评价指标,研究模型参数变化对传动系统扭转振动的影响。利用序列二次规划法对存在非承载齿轮敲击问题的某车辆的飞轮转动惯量和离合器设计参数进行优化。根据优化结果,试制了离合器,并对新旧离合器下传动系统非承载齿轮敲齿的情况进行测试,测试了变速器处的输入轴扭转角加速度、变速器壳体处加速度以及发动机舱变速器侧声压。测试结果表明,增大飞轮侧转动惯量和离合器阻尼转矩、合理地调节离合器刚度可以衰减变速器输入轴角加速度幅值,抑制非承载齿轮副敲击现象。

传动系扭转刚度对变速器齿轮敲击异响影响研究

针对某前置后驱车型变速器齿轮敲击异响问题,采取试验和主观评价相结合的研究方式,分析并确认其传动系扭振特性匹配不当与变速器齿轮敲击异响间的较强相关性。据此利用ADAMS软件建立传动系仿真模型研究传动系关键部件扭转刚度特性参数对变速器齿轮敲击异响的影响规律。结果表明:离合器主减振刚度、后桥半轴扭转刚度对传动系扭振具有显著影响,进而引致变速器齿轮敲击异响,通过减小离合器主减振刚度以及增大半轴刚度等方式可有效抑制此类异响问题。

基于包络解调的手动变速器齿轮敲击实验研究

变速器齿轮敲击噪声是发生在啮合非承载齿轮对和换挡组件上的一种扭转方向冲击现象。这些非承载的齿轮,在旋转方向上没有任何约束,可能在某些条件下相互碰撞并产生敲击噪声。本文基于某型手动变速器及传动系统台架,对齿轮敲击现象作了具体研究,对扫频实验中振动信号采用了一种包络解调的处理方法,得到了一些齿轮敲击现象的特征,从而能定性的判断出是否发生了齿轮敲击现象。

利用噪声相对量辨识与优化齿轮敲击噪声

以人耳听觉特性为基础,提出运用噪声相对量辨识和优化齿轮敲击噪声的方法.该方法首先对测量得到的噪声信号进行外耳、中耳和内耳噪声传递特性滤波,然后进行回归与平滑处理获得稳态噪声信号,将滤波后的噪声信号减去稳态噪声信号,得到的噪声相对量即为非承载齿轮对的瞬态敲击噪声信号,最终辨识出齿轮敲击噪声的发生时刻、频率范围和水平.辨识结果与人的主观感受一致,齿轮敲击噪声被准确辨识.利用该方法得到了各非承载挡的敲击噪声贡献量,确定倒挡是齿轮敲击噪声的主要噪声源.采用提高倒挡齿轮对加工精度使其最小间隙减小约50.0%后,齿轮敲击噪声水平降低了17.4%,齿轮敲击噪声性能得到有效改善.

机械变速器齿轮敲击及抑制措施试验

利用专用台架试验和实车试验系统地研究了机械变速器齿轮敲击动力学特征、产生机理及抑制措施.首先,阐述了变速器齿轮敲击试验工况和传感器布置方案,明确试验测试和数据后处理中的注意事项;其次,通过专用台架试验测试了原车装备的离合器扭转减振器性能参数,利用实车试验分析原车在驻车怠速和爬行2种稳态工况下变速器齿轮敲击现象;最后,提出通过扭转减振器参数调校抑制齿轮敲击强度的方法,并通过实车试验验证其有效性.研究成果可进一步为离合器产品开发和解决工程实际中的变速器齿轮敲击难题提供参考.

变速器齿轮敲击噪声问题研究

针对变速器齿轮敲击噪声问题,从齿轮敲击的发生机理、数学模型的求解方法、齿轮敲击解决途径3个方面论述汽车变速器齿轮敲击噪声问题的研究内容及方法。采用定性研究方法,确定整车相关参数对齿轮敲击问题的灵敏度,为解决汽车变速器齿轮敲击问题提供了参考依据。

双中间轴式手动变速器齿轮敲击噪声理论及试验研究

以单对齿轮副为例,建立了其非线性动力学模型,详细阐述了齿轮敲击噪声产生的机理及控制措施。结合某双中间轴式手动变速器出现的齿轮敲击噪声问题,运用AMESim软件建立了多对齿轮副的动力学模型,通过台架及整车试验,分析了该变速器齿轮敲击噪声产生的关键参数并提出了改进措施,为变速器开发提供了控制依据。

汽车手动变速箱的齿轮敲击模拟和分析

本文阐述了汽车手动变速箱的扭振模型和分析 ,该模型是为齿轮敲击的分析和预测而开发的。它尽可能包容了动力传动系的许多部件去研究所有速度工况的敲击响应 ,模型包括的元件有发动机、离合器、飞轮、承载和非承载齿轮以及传动轴。适用于 MATLAB的数值方法用来解动力分析采用的差分方程。所得结果显示了模型和分析图解的有效性。已经开发了一个软件包可用于观察和分析任何动力传动系模型。本文介绍了采用该软件包分析 Daimler- Chrysler T3 5 0变速箱和其结果 ,它表明了齿轮敲击可能出现双侧、单侧和不规则碰撞三种主要的形式。敲击系数可用来比较不同齿轮副产生敲击的大小 ,它对于为最好地降低敲击声协调离合器是十分有益的。

计算啮合齿轮轮齿间油膜挤压的齿轮敲击振动模型

本文一个非线性单自由度模型用来分析在汽车手动变速箱中出现的齿轮敲击振动。为了考虑由于啮合齿轮的两轮齿间间隙充的油的阻尼的影响,推荐了一个简单的计及油膜挤压影响的一维模型。该挤压模型假定阻尼力与油粘度和轮齿曲面油膜的延展有关,而这种延展又取决于润滑条件(干聚油坑,飞溅,浸浴)。由某些数字仿真提供的结果,进行对一对斜齿渐开线齿轮轮齿碰撞后检定油降低高频振动的能力。特别通过用对传动齿轮谐和运动的影响分析从动齿轮的瞬态响应来研究油粘度和间隙延展对敲击特性施加的影响。

双模车传动系扭振及齿轮敲击分析和优化

传动系扭振对发动机激励较为敏感,若引起共振,会在车内产生轰鸣声,影响车内声振舒适性。同时,也会增加变速器齿轮敲击的风险。文章通过多体动力学软件Adams分析某款搭载E-CVT的双模车传动系扭振,即分析双质量飞轮主、次级盘角加速度波动来判断是否存在扭振风险,同时,通过能量法判断变速器齿轮敲击风险的大小,并给出优化建议,以降低变速器齿轮敲击风险。

颠簸路面对双离合器变速器齿轮敲击噪声的影响研究

针对某DCT车型整车NVH测评工况中出现的变速箱齿轮敲击与路面颠簸程度相关性问题,本文基于MATLAB软件平台和工程师对齿轮敲击的主客观评价结果数据,应用决策树算法分析了左右驱动轮转速信号,并训练出分类器,用于该车型产生齿轮敲击颠簸路面的判断。同时基于MATLAB GUI研发了颠簸路面辨识的软件平台,用于指导双离合器变速箱TCU换挡策略,以改善颠簸路面下DCT齿轮敲击噪声品质。

考虑齿轮阻滞力矩的变速箱敲击噪声仿真与试验

为分析变速箱齿轮敲击噪声特性,建立某乘用车手动变速箱齿轮系的多体动力学模型,计入各齿轮对的时变啮合刚度、齿侧间隙、输入轴转速波动,并考虑由齿轮搅油阻力、齿面摩擦力、输出轴与空套齿轮内孔接触面的摩擦力引起的齿轮阻滞力矩作用,获得上档及自由齿轮对的啮合相对间距、角加速度、动态啮合力及轴承动态载荷,同时与不考虑阻滞力矩时的计算结果进行比较.结果表明,齿轮阻滞力矩的存在,可以改变自由齿轮的运动状态,并且明显减小自由齿轮的啮合接触力.根据在二档工况下获得的变速箱各个轴承动态载荷,计算变速箱壳体结构的振动响应,并利用试验测得结构表面的振动加速度,验证动力学仿真模型中得到的动态特性数据.

变速箱阻滞力矩对齿轮系多体动力学及敲击噪声的影响

为了研究手动变速箱齿轮敲击噪声特性,采用集中质量法建立某乘用车手动变速箱齿轮系的多体动力学模型,计入各齿轮对的时变啮合刚度、齿侧间隙、输入轴转速波动,并考虑齿轮受到的由齿轮搅油阻力、齿面摩擦力、输出轴与空套齿轮内孔接触面的摩擦力引起的阻滞力矩作用,计算挂档及空套齿轮对的啮合相对间距、角加速度、动态啮合力,并计算出各个空套齿轮的敲击噪声。以产生敲击噪声最大的4档空套齿轮为例,分析得到其角加速度、动态啮合力及敲击噪声随齿轮阻滞力矩的变化规律,研究结果表明:合理优化齿轮阻滞力矩可以减少手动变速箱齿轮敲击噪声。

基于能量波动的变速器齿轮敲击异响评价方法研究

从能量波动角度分析汽车变速器齿轮敲击过程,提出一种用于评价汽车变速器齿轮敲击异响的指标——能量波动指标。基于ADAMS软件建立传动系动力学模型并应用能量波动指标仿真分析变速器齿轮敲击异响,将分析结果与试验测试数据及主观评价进行对比验证并划定齿轮敲击异响阈值。结果表明,能量波动指标能够准确评价齿轮敲击异响,可用于工程。

变速器齿轮敲击的多体动力学建模及分析

变速器齿轮敲击是一种常见的机械式变速器噪声,出现在常啮合非承载齿轮对之间,主要由发动机输出的转矩波动和齿侧间隙引起。从碰撞角度分析敲击振动的产生,建立单对齿轮敲击多体动力学方程;对比分析刚性碰撞与弹性碰撞对齿轮敲击的影响;利用CATIA和ADAMS建立某机械式变速器齿轮传动系统多体动力学模型,分析输入转速大小、挡位选择等对变速器敲击的影响。

某乘用车手动变速器齿轮敲击噪声优化研究

研究了手动变速器齿轮敲击振动与噪声产生的机理。通过对变速器NVH性能测试,确定某乘用车手动变速器齿轮敲击噪声主要由输入轴转矩波动过大引起。分析了双质量飞轮衰减发动机传递到变速器转矩波动的工作原理。通过试验,验证了双质量飞轮可以有效地衰减输入轴转矩波动,即将该乘用车手动变速器齿轮敲击噪声控制在合理范围内。

双离合变速器预选档策略下齿轮敲击动力学分析

双离合自动变速器(Dual clutch transmission,DCT)在预选档状态下具有换档无动力中断和换档平顺等优点,然而在预选档策略下双离合自动变速器的齿轮敲击问题更加突出。以某型湿式双离合变速器为研究对象,分别建立变速器1档无预选以及预选2档下的齿轮敲击动力学模型。模型中各空套齿轮拖曳力矩包括齿轮搅油阻力矩、轴承阻力矩以及同步器阻力矩,此外,模型还考虑了变速器非功率流中未结合状态下离合器所产生的拖曳力矩。齿轮接触模型在考虑齿面弹性接触的基础上,计入了由润滑效应引起的齿隙间非线性油膜力。运用龙格库塔算法对模型求解,获得各齿轮副的动态响应。通过变速器敲击台架试验验证了动力学模型的可行性,计算结果与试验结果具有较好的一致性。对变速器齿轮动力学响应的研究结果表明:在一定角加速度激励下,变速器中空套齿轮存在明显的双面敲击现象;预选档位并不会对无预选状态下已发生敲击的齿轮副产生影响,但是预选档后,变速器非功率流分支发生改变,变速器内空套齿轮数量增多,整体上使变速器敲击问题更加突出。