CN109115433A - 一种汽车动力传动系统的扭振与扭转工作变形测试分析法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及噪声与振动控制领域，具体涉及一种汽车动力传动系统的扭振与扭转工作变形测试分析法。通过汽车动力传动系统所有关键点处转速在问题工况下的时域信号采集、数据处理与分析流程，完成系统全面的扭振与工作变形测试分析。本发明可全面分析明确、解决涉及汽车动力传动系扭振NVH问题，有效缩短问题优化解决或者项目周期，降低开发成本。

Description

一种汽车动力传动系统的扭振与扭转工作变形测试分析法
技术领域
本发明涉及噪声与振动控制领域，具体涉及一种汽车动力传动系统的扭振与扭转工作变形测试分析法。
背景技术
前置后驱型汽车常见因动力传动系统扭振导致的车内轰鸣现象，导致汽车噪声振动（NVH）性能降低。为优化解决该问题，提升汽车NVH性能，工程上常采用：（1）在实际样车上，测量动力传动系统部分关键点旋转转速信号，对信号进行时频分析，计算确定扭转振动频率，而后在传动轴上安装对应频率扭转减振器，或采用双质量飞轮等优化方法。（2）建立汽车动力传动系统扭振模型，进行仿真分析，对比确认不同关键参数的效果，综合选取工程可行优化方案。上述采用的测试或仿真分析方法，均有局限性，对问题分析优化不全面、或可信性不高。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种汽车动力传动系统的扭振与扭转工作变形测试分析法。
为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：
一种汽车动力传动系统的扭振与扭转工作变形测试分析法，其步骤如下：
第一步，动力传动系扭振与扭转工作变形分析测试
a、关键测点确定与转速传感器布置
系统所有转速关键测点依次为：发动机曲轴前端、发动机飞轮侧、变速箱输入轴侧、前段传动轴侧且靠近第一万向节、后段传动轴法兰面且靠近后桥输入端、左右后半轴或左右轮辋处；
各测点布置的转速传感器类型如下：发动机曲轴前端皮带轮内圈安装编码器，变速箱输入轴侧为磁电转速传感器，与变速箱输入轴常啮合齿轮齿顶圆周向垂直对应布置，其余测点位置侧为光电转速传感器，但需要在对应位置处安装黑白均匀相间光栅盘或码带；
b、测试准备与测试过程
所有测点转速传感器连接至噪声振动数据采集器ICT通道，采集器ICP通道连接一个三向振动传感器，使用LMS Test.lab或BBM PAK软件进行噪声振动测试的调试，调试转速信号正常后，同步一次性完成所需工况的数据采集；
第二步，动力传动系扭振与扭转工作变形的模型建立和数据处理与分析
c、扭转工作变形分析模型建立
以动力传动系统某一扭振测点为基准点，依据所有测点的整车相对坐标位置，在噪声振动测试软件中建立并保存对应的模型；
d、数据处理与分析
i.检查、确认各扭振测点转速信号时域数据，并完成初步处理保存；
ii.将处理后的全部扭振测点转速与振动参考测点的某一方向时域数据，一起导入到时域数据后处理模块中，完成数据相位谱分析，对应发动机点火主阶次切片及扭振瀑布图等处理，并记录保存；
iii.对比查看扭振瀑布图，确定汽车动力传动系统扭振峰值对应转速与频率，将已处理保存的全部转速测点对应发动机点火主阶次数据导入工作变形分析与模拟模块，完成汽车动力传动系扭振峰值对应转速下工作变形数据的分析计算，并保存数据；
iv.导入动力传动系分析模型，查看步骤iii数据，最终确定各转速测点的相位变化和扭转振动的振幅大小。
本发明的有益效果在于：1、全面确定汽车动力传动系统扭转振动特性，如：扭振频率，各关键点的扭转的相位变化与相对扭转振动振幅等信息。确定传动系扭振最明显部位、扭转问题优化的相对最优方向；2、测试分析结果与汽车动力传动系统扭振仿真分析的模态频率与振型对标，有效评估仿真分析结果的可信性，为仿真对比优化，采用最优工程化方案提供充分、可信的客观测试分析数据支撑；3、可同步完成车身、车架等其它汽车子系统的振动工作变形测试分析，为传动系扭转共振导致的车身、车架等子系统NVH问题的诊断与优化，提供一种可行的分析方法。可全面分析明确、解决涉及汽车动力传动系扭振NVH问题，有效缩短问题优化解决或者项目周期，降低开发成本。
附图说明
图1为本发明的动力传动系统扭振测点与传感器布置示意图，
图2 为本发明的动力传动系统扭转工作变形分析模型，
图3 为本发明的发动机飞轮端波动转速时域数据处理前后对比图，
图4 为本发明的动力传动系统扭转工作变形分析流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
实施例： 参见图1至图4。
一种汽车动力传动系统的扭振与扭转工作变形测试分析法，其步骤如下：
第一步，动力传动系扭振与扭转工作变形分析测试
a、关键测点确定与转速传感器布置
系统所有转速关键测点依次为：发动机曲轴前端1、发动机飞轮2侧、变速箱3输入轴侧、前段传动轴侧且靠近第一万向节4、后段传动轴法兰面且靠近后桥输入端、左右后半轴或左右轮辋5处；
各测点布置的转速传感器类型如下：发动机曲轴前端皮带轮内圈安装编码器，变速箱输入轴侧为磁电转速传感器，与变速箱输入轴常啮合齿轮齿顶圆周向垂直对应布置，其余测点位置侧为光电转速传感器，但需要在对应位置处安装黑白均匀相间光栅盘6或码带；
b、测试准备与测试过程
所有测点转速传感器连接至噪声振动数据采集器ICT通道，采集器ICP通道连接一个三向振动传感器，使用LMS Test.lab或BBM PAK软件进行噪声振动测试的调试，调试转速信号正常后，同步一次性完成所需工况的数据采集；
第二步，动力传动系扭振与扭转工作变形的模型建立和数据处理与分析
c、扭转工作变形分析模型建立
以动力传动系统某一扭振测点为基准点，依据所有测点的整车相对坐标位置，在噪声振动测试软件中建立并保存对应的模型；
d、数据处理与分析
i.检查、确认各扭振测点转速信号时域数据，并完成初步处理保存；
ii.将处理后的全部扭振测点转速与振动参考测点的某一方向时域数据，一起导入到时域数据后处理模块中，完成数据相位谱分析，对应发动机点火主阶次切片及扭振瀑布图等处理，并记录保存；
iii.对比查看扭振瀑布图，确定汽车动力传动系统扭振峰值对应转速与频率，将已处理保存的全部转速测点对应发动机点火主阶次数据导入工作变形分析与模拟模块，完成汽车动力传动系扭振峰值对应转速下工作变形数据的分析计算，并保存数据；
iv.导入动力传动系分析模型，查看步骤iii数据，最终确定各转速测点的相位变化和扭转振动的振幅大小。
具体的以下数据处理分析过程均以LMS Test.lab软件为示例。
扭转工作变形分析模型建立，以动力传动系统某一扭振测点为基准点，依据所有测点的整车相对坐标位置，在软件中的“Geometry”模块中建立并保存对应的模型。附图2所示为某前置后驱汽车动力传动系统扭转振动工作变形分析模型。
数据处理与分析：
1、 检查、确认各扭振测点转速信号时域数据，并完成初步处理保存。
例如：采用光电转速传感器时，需要对应黑白相间的光栅带拾取信号，通常光栅码带首尾搭接处有光栅缝隙或其有效宽度不均匀，导致对应测得的转速时域信号有规律的波动。使用软件中“ZEBRA_MOMENTS_TO_RPM” 功能模块完成该数据波动处理，波动转速时域信号处理前后对比如附图3所示。
同时设置所有转速信号成“振动”数据类型、并定义旋转轴，所绕旋转轴与整车坐标轴对应，处理保存数据。
2、将处理后的全部扭振测点转速与振动参考测点的某一方向时域数据一起导入到时域数据后处理模块“Time Data Processing”中，完成定义数据跟踪类型为发动机转速，数据功能函数为相位谱分析（选择Spectrum或Crosspowers Power），并设置参考振动点通道为相位参考通道，发动机发火主阶次切片，扭振瀑布图等处理，并记录保存。
3、查看各转速测点的扭振瀑布图数据，确定传动系的扭振峰值对应转速与频率；将上面步骤处理好的全部转速测点发动机发火主阶次数据，比如四缸发动机为第二阶，导入工作变形分析与模拟 “Time Animation” 模块，完成汽车动力传动系扭振峰值对应转速下工作变形数据的分析计算，并保存数据。
4、在数据导航“Navigator”界面下，在几何模型“Geometry”图中，导入已建立的动力传动系分析模型，查看上面步骤计算保存的汽车动力传动系统扭振峰值转速下的扭转工作变形分析数据，完成对比确定各测点的相位变化、扭转振动的振幅大小等内容。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种汽车动力传动系统的扭振与扭转工作变形测试分析法，其特征步骤如下：
第一步，动力传动系扭振与扭转工作变形分析测试
a、关键测点确定与转速传感器布置
系统所有转速关键测点依次为：发动机曲轴前端、发动机飞轮侧、变速箱输入轴侧、前段传动轴侧且靠近第一万向节、后段传动轴法兰面且靠近后桥输入端、左右后半轴或左右轮辋处；
各测点布置的转速传感器类型如下：发动机曲轴前端皮带轮内圈安装编码器，变速箱输入轴侧为磁电转速传感器，与变速箱输入轴常啮合齿轮齿顶圆周向垂直对应布置，其余测点位置侧为光电转速传感器，但需要在对应位置处安装黑白均匀相间光栅盘或码带；
b、测试准备与测试过程
所有测点转速传感器连接至噪声振动数据采集器ICT通道，采集器ICP通道连接一个三向振动传感器，使用LMS Test.lab或BBM PAK软件进行噪声振动测试的调试，调试转速信号正常后，同步一次性完成所需工况的数据采集；
第二步，动力传动系扭振与扭转工作变形的模型建立和数据处理与分析
c、扭转工作变形分析模型建立
以动力传动系统某一扭振测点为基准点，依据所有测点的整车相对坐标位置，在噪声振动测试软件中建立并保存对应的模型；
d、数据处理与分析
检查、确认各扭振测点转速信号时域数据，并完成初步处理保存；
将处理后的全部扭振测点转速与振动参考测点的某一方向时域数据，一起导入到时域数据后处理模块中，完成数据相位谱分析、对应发动机点火主阶次切片及扭振瀑布图等处理，并记录保存；
对比查看扭振瀑布图，确定汽车动力传动系统扭振峰值对应转速与频率，将已处理保存的全部转速测点对应发动机点火主阶次数据导入工作变形分析与模拟模块，完成汽车动力传动系扭振峰值对应转速下工作变形数据的分析计算，并保存数据；
导入动力传动系分析模型，查看步骤iii数据，最终确定各转速测点的相位变化和扭转振动的振幅大小。
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