关于驱动轴引起的整车抖动问题研究分析.pdf
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1、.742023年第16 期关于驱动轴引起的整车抖动问题研究分析宫静,柯建勇,姚明和,蔡战羊(浙江零跑科技股份有限公司,浙江杭州310 0 51)摘要:针对某新能源车中油门开度加速过程,整车后排有明显抖动进行问题排查。根据排查结果可知:后排抖动主要由于驱动轴的0.3阶激励引起的,通过对比TJ节型和高效AAR节型的工作特性,提出将原TJ普通节改为AAR高效节,对调整后的车辆进行路试试验、频谱分析等。结果表明:更改驱动轴节型后,0.3阶振动峰值由5.95m/s降为1.8 6 m/s,极大的改善了车辆的NVH性能。关键词:加速抖动;轴向派生力;后排抖动;NVH;万向节节型中图分类号:U461.4Res
2、earch on Vibration of Vehicle Caused by Driving ShaftGong Jing,Ke Jian-yong,Yao Ming-he,Cai Zhan-yang(Zhe Jiang Lingpao Technology Co.,Ltd,Zhejiang Hangzhou 310051)Abstract:The problem that the body of the new energy vehicle vibrates obviously after accelerating at medi-um speed and full throttle wa
3、s investigated.According to the investigation results,the rear row shaking is main-ly caused by the O.3 order excitation of drive shaft.By comparing the working characteristics of ordinary TJ sec-tion and AAR high efficiency section,it is proposed to change the oridinary TJ section into AAR high eff
4、iciencysection,and carry out road test,spectrum anaylysis,etc.The results show that:After replacing the couplingtype,the peak vaule of 0.3 order vibration is reduce from 5.95m/s2 to 1.86m/s,which greatly improves theNVH performance of the vehicle.Key words:Accelerate shaking;Generated Axial force;Re
5、ar row shaking;NVH;Universal joint type0引言近年来,随着新能源车行业的快速发展,纯电动车的研发技术也日趋成熟。相比于传统燃油车,电动汽车污染小、噪声小、节能环保,以电机作为动力源,扭矩大,动力响应速度快,传动系统更加简单,但是电动汽车也出现了很多的NVH问题。驱动轴作为整车传动系统的重要零部件,其设计的好坏对于整车抖动也有很重要的影响。汽车行驶抖动不但会降低驾乘人员乘坐舒适性,而且会加速相关零部件的老化和疲劳破坏,缩短零部件的使用寿命,同时,抖动增加了缺乏经验的驾驶员误操作的可能,影响到汽车行驶安全性。本文针对某自主品牌后驱纯电车在特定速度区间内全油门加
6、速时,后排产生抖动问题,通过振动的传递路径和路试实验找出抖动的原因,并使用NVH测试分析抖动特征,揭示油门加速后排抖动的机理,对比了不同万向节的性能,并提出采用更换万向节节型,减小轴向派生力来提升整车的NVH性能。1问题现象描述文中涉及的某款纯电SUV后驱车型采用TJ型三球销式万向节、BJ型球笼式万向节的组合驱动轴。该车辆在高环后组合路工况时,车辆加速到8 0 12 0 km/h左右时,后排明显抖动,顾客感知明显并且无法接受,必须采取有效的措施减小或消除该抖动。为了查找问题的原因,对此问题进行客观测试排查,在后部座椅上布置PCB三轴向振动加速传感器,运用作者简介:宫静(19 8 6 一),女,
7、汉族,安徽阜阳人,高级工程师,硕士,主要从事车辆底盘研究与开发工作。文献标识码:A文章编号:16 7 4-9 57 X(2023)16-0074-03LMS公司TEST.LAB测试软件对整车采集数据,按试验要求的高速组合环道路上进行全油门加速工况路试试验。由座椅瀑布图(图1)可知,座椅出现明显0.3阶次振动,且电机转速在56 0 0 6 8 0 0 r/min时振动较为明显,对应的振动频率为2 9 36 Hz,与主观评价抖动车速基本一致。800090.5070060050b03000200k5000.002#抖动原因机制分析2.1分析后排抖动因素目前解决NVH问题思路主要通过激励源、传递路径、
8、响应三个方面进行分析排查,针对本次后排抖动问题,得到如图2 抖动的传递路径:由于整车只有在起步至中油门开度急加速时,后排才会出现明显抖动,匀速或缓慢加速行驶时,并未出现抖动现象,所以排除由路径1造成的抖动;主要关注传递路试2、路径3的传递过程,电机在运转过程中电机扭矩不正常的波动、悬置参数系统匹配不合理,在传递过程中悬置刚度较小而未起到吸振的作用,抑或者驱动轴激励源激发某刚体模态共振传递至座椅而造成整车的抖动。8.9异常特征耐久车辆HzFrequency图1座椅瀑布图(SK3)opn11Iday0.001200.00内燃机与配件激励源9 0 k m/h 有较小的改善,但在整个50 7 0 km
9、/h区间抖动都地面驱动轴电机及减速器轮胎电机及减速器传递制动器路径摆臂1副车架传递格径图2 座椅振动系统传递路径2.2问题排查2.2.1电机扭矩波动电机转矩输出的平顺性直接影响着整车的舒适性,其决定因素电机的扭矩波动大小;在整车状态下,提取CAN总线协议中的电机转速、VCU指示转矩和电机转矩信息,提取信号如下图3所示。从图3上看,电机在整车运转的过程中,整车抖动时并未发生电机扭矩的波动。故此因素不是造成后排抖动的关键要素。M图3电机扭矩示意图2.2.2悬置因素分析测试整车悬置系统振动情况如图4所示:D挡缓加速至50 6 0 km/h,电机转速在3140 r/min,主要频率成分为16HZ,对应
10、阶次0.3阶;随即全油门至110 km/h左右,电机转速在6 0 8 0 r/min,主要频率成分30 HZ。对应阶次为0.3阶,座椅均出现振动幅值。0.0%0.060.050.040.0330.020.010.002000图4悬置系统振动coluormap图随即通过优化悬置的刚体模态来调整悬置刚度值,进而做进一步的分析,调整后如表1所示:表1悬置刚体模态Freq.(Hz)上限For/Aft18Lateral13.5Bounce19.5Roll31.5Pitch37.5悬置刚度调整后结果如图5:调整悬置模态值,振动幅值在发动机转速轴向区间上发生了转移。更换上限刚度后,7 075非常明显,相较于
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