升高车传动系统的扭转振动分析     汕头升高车出租, 汕头升高车租赁,  升高车出租   它是整车振动的重要分支，对整车的舒适性和平顺性具有较大影响，尤其是在工程机械功率大，发动机负荷大的情况下，研究车辆传动系统的扭振特性具有一定现实意义。运用光纤转速传感器对传动轴系的扭振进行测试，通过分析，提出升高车额载工况下主要扭振模态及相应的改进方案，为整车振动、噪声性能改进提供参考。

       扭振升高车的传动系统主要由双变系统、传动轴系及驱动部分等组成，实现整车动力传递的功能。发动机的动力首先经双变系统，得到不同挡位的输出动力，然后再经变速器的前后输出法兰分别连接前后传动轴，传递动力；前传动轴通过中间传动轴连接前桥总成，后传动轴直接连接后桥总成，从而完成动力的分配，以实现4轮驱动。传动系统中具有弹性和转动惯量的元件形成了一个扭转振动系统，有着自己的固有特性，即固有频率和固有振型，发动机运转以及车辆在行驶过程中变化的阻力都会作用到传动系统，引起传动系统的扭转振动，若发动机的工作频率落在传动系统的固有频率附近或与其相重合，这时传动系统会产生较大的扭转振幅，扭转振幅所引起的动态应力往往要超出静态工作应力许多，会导致相关零部件的疲劳寿命大幅降低，甚至引起传动系统零部件因强度不足而损坏，严重影响车辆的工作可靠性和使用寿命。

       试验工况整车额载（5t配重块）及空载，静止起步，维持挡位不变，踩油门，直行，使车速从0平稳上升到最高车速，并维持最高转速一段时间。分一挡、二挡、倒挡分别进行，每测试进程重复测试两次，道路长度100m。

     测点布置两光纤转速传感器分别布置在前后主减速器与传动轴连接的法兰处。其中前轴测点为97道（黑）条纹，后轴测点为101道（黑）条纹，二者条纹数相近，以避免条纹数相差过大引起结果差异。该测点转速波动较直接地反映了传动轴及主减速器主动齿轮的扭振情况。传感器固定夹具安置在桥壳上而不是车架上，以实现行驶过程中传感器与条纹纸带基本同步振动。一磁电式转速传感器布置在发动机飞轮壳处，以观察飞轮的转速波动情况。

       光纤转速传感器测试原理光线转速传感器由一根发射光纤和6根接收光纤组成，半导体激光器产生的激光通过发射光纤导引，出射至条纹编码盘表面。部分反射光通过测头耦合到接收光纤中，并传输至光接收机完成光电转换。由于条纹编码盘的黑白条纹对激光有着差异很大的反射率，从而导致黑白条纹分别掠过传感器测头时有着非常明显的光强变化，经过光电转换、信号处理后会获得一个个矩形脉，再运用高速脉冲填充计时等方法计算脉冲间的时间间隔等信息，可获取轴系的转速波动信号。测试前，为保证测试精度，要保证黑白条纹间隔宽度相等且安装后条纹与轴线平行。

      扭转振动概念:  扭转振动：一般将旋转轴时快时慢的回转不均匀性定义为轴的扭转振动，简称扭振，它是轴类最基本的振动形式之一。绝大多数轴系都用来传递转矩，负载或者驱动力矩的变化都会激起轴系的扭振。

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       试验结果与分析:  信号的低频扭振成分一挡额载升速时前后法兰处测点转速波动曲线（清理毛刺后，可以看出，从起步到转速约900r/min的过程中，总体上前后测点转速基本相等，这符合实际情况。但具体某一瞬时两测点转速值有些差异，这可能与前后轮与地面的附着情况差异、扭振响应程度不同等多种因素有关。起步阶段转速波动情况如图6所示，存在明显的低频扭振成分，从波谷时间间隔（约0.3s）可以知道其频率约为3.4Hz，这是轮胎发生了较强的模态振动，启动时不够平稳或路况凹凸不平导致轮胎发生较强振动所致。对于升高车，其具体振型应该是轮胎垂向与切向（扭转）耦合振动，引发整车俯仰及纵向振动。某型升高车一挡起步时前后传动轴转矩时域信号如图7所示，可以看到，起步时轮胎扭振引发的转矩波动成分（数据来自某型升高车载荷谱测试），由于该谱采样频率为100Hz，因此无法识别出高阶扭振成分。

       信号的频谱分析:  应用LM一挡额载升速信号进行三维功率谱分析，得出前、后法兰测点转速波动三维功率谱，从图8可以看出，约105Hz频率成分较为突出，从整机结构上来说，这么强且频率不高的固有频率较为可能是半轴扭振或前传动轴弯振或前传动轴扭振模态（前传动轴模态指前传动轴、变速器输出轴及后传动轴组件的整体模态）所致，考虑到该模态在法兰测点较低转速时也引发足够能量的转速波动，推断其为半轴扭振模态。理论上说，在起步等低速区，来自路面的转矩冲击（阻力）容易激发出半轴的扭振强振。 还可以看到主减速器螺旋齿轮啮合频率成分，其随转速升高，转速波动程度基本增大。但在20~450Hz范围内，未明显发现发动机传动曲线递过来的扭振成分，这与变矩器的隔振、吸振功能有关。从峰值来看，最大扭振峰值只有8.22r/min，这表明一挡时在20~450Hz范围内传动系扭振问题相对不突出。对倒挡升速时域信号进行三维功率谱分析，前法兰转速波动三维功率谱，在分析频率范围内最强扭振发生在约152Hz，由传动轴转频的8阶成分激发，分析为转动时主动螺旋锥齿轮的啮合频率与前传动轴第一阶扭曲模态（实际上是前传动轴、变速器输出轴、后传动轴及小螺旋锥齿轮组件的扭曲模态）固有频率相接近，使得前传动轴发生扭曲振动共振。如果约 法兰模态为传动轴弯曲模态，则由于变速器的隔离弯振作用，后法兰测点的该频率成分转速波动峰值应大幅减少，后法兰转速波动三维功率谱，也可以明显看到约152Hz的扭振成分，因此，推断该模态为扭振模态。由于前、后两个不同的光纤转速传感器都识别出相同频率扭振成分，因此可以认为信号较为准确。此外，约100Hz的扭振成分也非常突出，分析是来自路面的阻力使得后轮半轴发生了强的扭振。对二挡额载升速时域信号进行三维功率谱分析，前法兰转速波动三维功率谱，前传动轴第一不明显轮胎垂向及切向耦合振动，整车俯仰及纵向振动210510099半轴扭振3不明显152175前传动轴、变速器输出轴、后传动轴组件的扭振模态表2升高车额载工况下主要扭振模态阶扭曲模态为176Hz左右，由于不同挡位转动惯量的不同，导致模态频率的迁变。后法兰转速波动三维功率谱如10（b）所示，也可看到176Hz频率强振成分。较难以明确解释的是176Hz频率成分后法兰扭振峰值明显强于前法兰（前法兰峰值为13.62r/min，后法兰峰值为18.13r/min，理论上满载时前轴负荷大于后轴负荷，扭振情况也应更突出），分析认为，这可能与载荷在车辆行驶过程中的动态分配，前、后螺旋锥齿轮的啮合冲击情况，轮胎附着情况等多种因素有关。一般认为，转速波动一阶成分主要由传动旋转件不平衡造成，2阶成分主要由十字万向节安装后等效夹角不为0，传动轴力偶不平衡所致。理论上如能适当提高传动轴安装后的动平衡性能，该对减少其弯振，降低十字轴等相邻零部件的磨损，降低传动系功率损失有积极作用。综合上述分析，得到升高车额载工况下主要扭振模态。http://www.panyushengjiangchechuzu.com/

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