文档介绍：2009 年 LMS 中国用户大会论文集
某 4X4 车动力传动系统扭振计算与试验
魏来生赵春霞张洪彦
(中国北方车辆研究所北京 100072)
摘要:为了寻找某四轮驱动特种车辆动力传动系统发生故障的原因,论文首先利用自主开发的车辆动力传
动系统扭振分析软件 TVSIM 建立了扭振分析模型,完成了固有频率、固有振型的计算。然后采用 LMS 的
扭振测试模块对该车动力传动系统的扭振进行了测试和分析。理论计算和试验结果均表明,该车动力传动
系统基本不存在扭转共振问题。以此为指导,我们将解决措施聚焦在零件设计和加工方面,通过改进设计
和严格控制加工质量等措施,彻底解决了动力传动系的故障,扭振计算和试验结果的正确性也在一定程度
上同时得到了实际验证。
关键词:动力传动系统,扭振计算,扭振测试,轮式车
Computational and Experimental Torsional Vibration Analysis
on Engine & Transmission System of wheeled 4X4 Vehicle
Wei Laisheng Zhao Chunxia
(China North Vehicle Research Institute, Beijing 100072)
Abstract: In searching for the measures to solve the failure problems of the engine & transmission system of a
wheeled 4X4 vehicle, the torsional putation of the system was done using the software TVSIM, and
some tests were also made using the QTV-module of LMS. Both results show that there is basically no torsional
resonant frequency existed in the range of vehicle’s running speed. Under this guidance, the correlative parts were
redesigned and their machining process was controlled strictly. During the experiment with the new produced
parts, the failure never occurred again. The correctness of the results was therefore proved.
Keyword: Engine & Transmission System, Torsional Vibration, Wheeled Vehicle
中图分类号:TB533+.2 交通运输工具的振动与噪声
文献标识码:A
一、概述
车辆的动力传动系统是由一系列具有弹性和转动惯量的转动轴、齿轮和离合器等零部件组成。传动系
统的前端通常是作为动力输入的发动机,中间是具有传递扭矩和变速功能的传动系,后端则是车辆的驱动
部分。这些具有弹性和转动惯量的零部件形成了一个扭转振动系统,有着自己的固有振动特性。车辆在行
驶过程中,发动机、传动件之间的冲击力、行驶阻力等的作用,会引发动力传动系统产生扭转振动,甚至
出现扭转共振现象。动力传动系统扭转共振时会对激励产生放大作用,导致扭转振幅迅速增大,由此引起
的动态应力往往要超出正常工作应力许多,从而大幅降低相关零件的疲劳寿命,严重影响到整个车辆的可
靠性和使用寿命。
某四轮驱动特种车辆样车在试车过程中,其动力传动系统零部件多次发生故障,尤其是变速箱五档齿
轮数次发生断齿。观察发现,断齿的左齿面(承载面)有明显的接触痕迹,右齿面(非承载面)接触痕迹
不明显,断面也未出现疲劳断裂的迹象。如果此类故障与动力传动系统扭转共振有关,则必须对整个动力
传动系统重新进行匹配;否则只需对故障件采取措施即可。为了找到发生故障的准确原因,我们在用自编
的车辆动力传动系统扭振分析软件 TVSIM(Torsional Vibration SIMulation)[1]分析计算各个档位扭转振动模
态的同时,还对该动力传动系统进行了扭振测试试验,以进一步确认故障原因。
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2009 年 LMS 中国用户大会论文集
二、动力传动系统激振