[发明专利]一种行星混联式混合动力系统扭振优化方法

说明书

本发明公开了一种行星混联式混合动力系统扭振优化方法，该发明旨在解决行星混联式客车由于动力源增加、工作模式及行星齿轮机构工作方式变化引起的复杂扭振问题；本发明通过达朗贝尔原理与拉格朗日方程建立传动部件的集中质量模型，进一步确定整车矩阵方程，并基于固有频率确定各模式模态振型；利用模态参与因子理论，研究部件受迫振动的主要参与模态；基于参数灵敏度分析，确定参数变化对固有频率与共振峰值的影响规律；以优化传动系固有频率和减小共振峰值为评价标准，实现传动系扭振优化设计；本发明系统化的给出复杂的行星混联式客车结构的扭振分析优化方法，为研究行星混联式客车复杂的扭振特性提供了强大的理论基础。

技术领域

本发明涉及一种车辆扭振优化方法，更确切的说，本发明涉及一种行星混联式混合动力系统扭振优化方法。

背景技术

汽车传动系的扭振问题一直是影响汽车舒适性、安全性和经济性的重要因素。混合动力客车作为新能源客车的重要组成部分，其市场占有量在不断增加，混合动力客车传动系的扭振问题也受到越来越多国内外研究学者的关注。混合动力汽车的传动系构型复杂，不仅包括传统汽车所具有的轴系、离合器和变速器，还包含复杂行星轮系等结构；除此之外，动力源也由原有的发动机变成发动机和电机组成的多动力源组合，这大大增加了传动系扭转振动研究的复杂程度。

当前对于行星混动汽车的传动系扭振问题却少有探索，行星齿轮机构目前被广泛应用于车辆、机械和制造工业的各个领域，与普通齿轮传动相比较，行星齿轮传动拥有更多实际的应用价值；行星混联式混合动力客车集成了变速器、行星齿轮机构和电机等多个复杂装置，其工作状态更为复杂，振动与噪声问题变得尤为突出，对部件的机械效率和使用寿命也会产生影响。

现有的一些专利，如中国专利公开号为CN106446354A，公开日为2017年2月22日，发明名称为“混合动力客车传动系统扭振预测及消除方法”，该发明提出一种混合动力客车传动系统扭振预测及消除方法，搭建扭振检测平台，定义混合动力客车传动系统的自变量并确定其上限和下限，但该方法并未从扭振根源着手，且考虑因素较少，同时没有针对具体的混动客车结构，过于广义化。

综上所述，现有的关于混合动力客车扭振分析与优化方面的专利，数量较少，同时现有技术对于混合动力客车的扭振分析采用简化整车模型，仿真结果往往与实际差距较大，缺乏定量的分析计算，同时未对不同的混合动力客车结构进行分析，得出的结论不具有代表性和可行性，因此，有必要提供一种完善、可靠的行星混联式混合动力系统扭振优化方法来弥补现有技术的不足。

发明内容

本发明旨在填补国内对于行星混联式混合动力客车的扭振特性研究、避振与减振和结构参数优化等方面的空白，提出了一种行星混联式混合动力系统扭振优化方法，基于行星混联式混合动力客车系统，在已有的整车参数和基本尺寸参数设计的基础上，进行整车的固有特性分析、受迫振动仿真与扭振优化设计，该方法既从理论层面阐述行星混联式客车的固有特性，也从细节定量表征不同的参数灵敏度对减振影响。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

一种行星混联式混合动力系统扭振优化方法，包括以下步骤：

步骤一、扭振动力学建模，分析行星混联式构型结构特点，分析传统的扭振研究方法，利用集中质量法建立传动系集中质量模型并列出其动力学方程，为后续研究提供理论基础；

1)建模假设，将传动系统的各个部件的转动惯量视为刚性圆盘，各刚性圆盘之间由无质量扭簧阻尼器连接，其刚度和阻尼设置为部件的扭转刚度和扭转阻尼，对于车辆的平动质量，以等效转动惯量的方式转化到车轮上；

2)集中质量模型，将分布参数简化为集中质量，并通过弹簧阻尼器进行连接，通过集中质量模型建立传动系动力学方程，进而分析系统的固有特性与扭振响应特性；

3)建立动力学方程，针对行星混联式混合动力传动系建立纯扭转模型，以振动系统的四要素为基础，求解传动系扭转振动的动力学方程；