一种动力总成颠簸特性的计算方法技术

本发明专利技术涉及一种动力总成颠簸特性的计算方法，其包括：步骤1：建立液压悬置惯性通道的非线性阻尼模型；步骤2：建立考虑液压悬置的动力总成颠簸特性整车模型；步骤3：将集总参数代入模型，采用JFNK算法得出仿真结果；步骤4：进行整车动力总成颠簸特性试验，将得出的试验结果与仿真结果相比较以验证模型准确性，得出验证准确性后的集总参数模型；步骤5：利用验证准确性后的集总参数模型对动力总成悬置系统的具体结构及涉及的参数进行优化设计，本发明专利技术提高了模型的准确性，通过整车动力总成颠簸特性试验结果和非线性模型仿真结果进行比较，证明本发明专利技术方法具有较高的精度，为动力总成悬置系统的匹配设计提供了理论依据。

【技术实现步骤摘要】
一种动力总成颠簸特性的计算方法
本专利技术涉及整车NVH
，尤其是涉及一种动力总成颠簸特性的计算方法。
技术介绍
如今，人们对汽车舒适性要求越来越高，车辆的NVH(Noise，VibrationandHarshness)特性已经成为衡量汽车制造质量的一个重要标准。动力总成悬置系统对整车NVH性能有着重要影响，而动力总成颠簸是用来描述路面周期激励下，动力总成弹性支撑对整车振动的影响，因此研究动力总成颠簸问题显得尤为重要。传统的橡胶悬置系统垂向跳动模态频率较低，在路面周期激励下容易引起共振，隔振性能不够优越。液压悬置系统由于其惯性通道的阻尼效应，可保证较高的系统垂向模态频率，从一定程度上避免了系统共振，改善了乘坐舒适性。在动力总成颠簸特性的计算过程中，对整车的建模尤为重要。目前，很多研究者在整车的建模过程中，假设动力总成刚性支撑，忽略了动力总成悬置系统的影响，但是这样使模型准确度降低。整车建模的目的就是建立座椅导轨和车身在不同路面激励频率和幅值下的响应特性，其中液压悬置惯性通道非线性阻尼的建模尤为重要。目前应用在整车模型中的液压悬置惯性通道阻尼都为线性模型，其无法描述液压悬置惯性通道的幅变特性。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种动力总成颠簸特性的计算方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种动力总成颠簸特性的计算方法，包括以下步骤：步骤1：建立液压悬置惯性通道的非线性阻尼模型；步骤2：建立考虑液压悬置的动力总成颠簸特性整车模型；步骤3：将集总参数代入模型，采用JFNK算法得出仿真结果；步骤4：进行整车动力总成颠簸特性试验，将得出的试验结果与仿真结果相比较以验证模型准确性，得出验证准确性后的集总参数模型；步骤5：利用验证准确性后的集总参数模型对动力总成悬置系统的具体结构及涉及的参数进行优化设计。进一步地，所述的步骤1中的液压悬置惯性通道的非线性阻尼模型用于准确描述惯性通道阻尼和激励幅值及频率的非线性关系，该模型包括5个集总参数：上液室体积柔度、惯性通道等效截面积、惯性通道液体质量、惯性通道非线性阻尼系数、上液室等效活塞面积，其对应的描述公式为：式中，C1表示上液室体积柔度，Ai表示惯性通道等效截面积，mi表示惯性通道液体质量，Bi表示惯性通道非线性阻尼系数，Ap表示上液室等效活塞面积，X表示激励幅值，w表示激励频率。进一步地，所述考虑液压悬置的动力总成颠簸特性整车建模，用于表达动力总成颠簸非线性特性，模型中系统位移的描述公式包括18个集总参数：左前轮位移激励、右前轮位移激励、左后轮位移激励、右后轮位移激励、车身Z方向位移、车身绕X轴角位移、车身绕Y轴角位移、簧下左前方位移、簧下右前方位移、簧下左后方位移、簧下右后方位移、动力总成X方向位移、动力总成Y方向位移、动力总成Z方向位移、动力总成绕X轴角位移、动力总成绕Y轴角位移、动力总成绕Z轴角位移、液压悬置惯性通道Z方向位移，其描述公式为：qh＝(zh1,zh2,zh3,zh4)Tqb＝(zb,θxb,θyb)Tqu＝(zu1,zu2,zu3,zu4)Tqp＝(xp,yp,zp,θxp,θyp,θzp)Tq＝[qpTqbTquTzi]T式中，zh1为左前轮位移激励、zh2为右前轮位移激励、zh3为左后轮位移激励、zh4为右后轮位移激励、zb为车身Z方向位移、θxb为车身绕X轴角位移、θyb为车身绕Y轴角位移、zu1为簧下质量左前方位移、zu2为簧下质量右前方位移、zu3为簧下质量左后方位移、zu4为簧下质量右后方位移、xp为动力总成X方向位移、yp为动力总成Y方向位移、zp为动力总成Z方向位移、θxp为动力总成绕X轴角位移、θyp为动力总成绕Y轴角位移、θzp为动力总成绕Z轴角位移、zi为液压悬置惯性通道Z方向位移。进一步地，所述考虑液压悬置的动力总成颠簸特性整车建模，用于表达动力总成颠簸非线性特性，模型中系统动能的描述公式包括14个集总参数：动力总成质量、动力总成绕x轴惯量、动力总成绕y轴惯量、动力总成绕z轴惯量、动力总成绕xy轴惯性积、动力总成绕yz轴惯性积、动力总成绕xz轴惯性积、车身质量、车身绕x轴惯量、车身绕y轴惯量、簧下左前方质量、簧下右前方质量、簧下左后方质量、簧下右后方质量，其描述公式为：式中，mp表示动力总成质量、Ixx表示动力总成绕x轴惯量、Iyy表示动力总成绕y轴惯量、Izz表示动力总成绕z轴惯量、Ixy表示动力总成绕xy轴惯性积、Iyz表示动力总成绕yz轴惯性积、Ixz表示动力总成绕xz轴惯性积、mb表示车身质量、Jx表示车身绕x轴惯量、Jy表示车身绕y轴惯量、mu2表示簧下左前方质量、mu2表示簧下右前方质量、mu3表示簧下左后方质量、mu4表示簧下右后方质量。进一步地，所述考虑液压悬置的动力总成颠簸特性整车建模，用于表达动力总成颠簸非线性特性，模型中系统势能的描述公式包括四部分能量：橡胶悬置势能、液压悬置势能、悬架势能、轮胎势能，其描述公式为：K2′＝HiTKhiHiK3′＝EiTKsi′EiK4′＝FiTKtFiK＝K1′+K2′+K3′+K4′式中，K′1表示橡胶悬置势能、K′2表示液压悬置势能、K′3表示悬架势能、K′4表示轮胎势能、Bi表示从输入到橡胶悬置转移矩阵、Ti表示橡胶悬置方向转移矩阵、Ki表示橡胶悬置复刚度或静态矩阵、Hi表示从输入到液压悬置转移矩阵、Khi表示液压悬置线性刚度矩阵、Ei表示从输入到悬架转移矩阵、Kai表示悬架刚度矩阵、Fi表示从输入到轮胎转移矩阵、Kt表示轮胎刚度矩阵、K表示系统刚度矩阵。进一步地，所述考虑液压悬置的动力总成颠簸特性整车建模，用于表达动力总成颠簸非线性特性，模型中系统耗散能的描述公式包括三部分能量：橡胶悬置耗散能、液压悬置耗散能、轮胎耗散能，其描述公式为：C2′＝HDiTChiHDiC＝C1′+C2′+C3′式中，C′1表示橡胶悬置耗散能、C′2表示液压悬置耗散能、C′3表示轮胎耗散能、Bi表示从输入到橡胶悬置转移矩阵、Ti表示橡胶悬置方向转移矩阵、Ci表示橡胶悬置阻尼矩阵、HDi表示从输入到液压悬置惯性通道转移矩阵、Chi表示液压悬置阻尼矩阵、Ei表示从输入到悬架转移矩阵、Cai表示悬架阻尼矩阵、C表示系统阻尼矩阵。进一步地，所述步骤3的JFNK算法包括以下步骤：1.给定初值x0∈Rn2.Fork＝0,1,2,…直到收敛，Do3.选取4.执行GNE(用GMRES求第k个Newton方程)过程5.选取sk0，并计算rk0＝-F(xk)-(F(xk+σsk0)-F(xk))/σ,βk＝||rk0||，v1＝rk0/βk6.置m＝07.执行GMRES迭代：8.m＝m+1...

【技术保护点】
1.一种动力总成颠簸特性的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：建立液压悬置惯性通道的非线性阻尼模型；/n步骤2：建立考虑液压悬置的动力总成颠簸特性整车模型；/n步骤3：将集总参数代入模型，采用JFNK算法得出仿真结果；/n步骤4：进行整车动力总成颠簸特性试验，将得出的试验结果与仿真结果相比较以验证模型准确性，得出验证准确性后的集总参数模型；/n步骤5：利用验证准确性后的集总参数模型对动力总成悬置系统的具体结构及涉及的参数进行优化设计。/n

【技术特征摘要】
1.一种动力总成颠簸特性的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：建立液压悬置惯性通道的非线性阻尼模型；
步骤2：建立考虑液压悬置的动力总成颠簸特性整车模型；
步骤3：将集总参数代入模型，采用JFNK算法得出仿真结果；
步骤4：进行整车动力总成颠簸特性试验，将得出的试验结果与仿真结果相比较以验证模型准确性，得出验证准确性后的集总参数模型；
步骤5：利用验证准确性后的集总参数模型对动力总成悬置系统的具体结构及涉及的参数进行优化设计。


2.根据权利要求1所述的一种动力总成颠簸特性计算方法，其特征在于，所述液压悬置惯性通道非线性阻尼的建模，用于准确描述惯性通道和激励幅值及频率的非线性关系，所述液压悬置惯性通道的非线性阻尼模型包括5个集总参数：上液室体积柔度、惯性通道等效截面积、惯性通道液体质量、惯性通道非线性阻尼系数、上液室等效活塞面积，其对应的描述公式为：






式中，C1表示上液室体积柔度，Ai表示惯性通道等效截面积，mi表示惯性通道液体质量，Bi表示惯性通道非线性阻尼系数，Ap表示上液室等效活塞面积，X表示激励幅值，w表示激励频率。


3.根据权利要求1所述的一种动力总成颠簸特性计算方法，其特征在于，所述的步骤2中的考虑液压悬置的动力总成颠簸特性整车建模，用于表达动力总成颠簸非线性特性，所述考虑液压悬置的动力总成颠簸特性整车模型中包括系统位移、系统动能、系统势能及系统耗散能。


4.根据权利要求3所述的一种动力总成颠簸特性计算方法，其特征在于，所述系统位移的描述公式包括18个集总参数：左前轮位移激励、右前轮位移激励、左后轮位移激励、右后轮位移激励、车身Z方向位移、车身绕X轴角位移、车身绕Y轴角位移、簧下左前方位移、簧下右前方位移、簧下左后方位移、簧下右后方位移、动力总成X方向位移、动力总成Y方向位移、动力总成Z方向位移、动力总成绕X轴角位移、动力总成绕Y轴角位移、动力总成绕Z轴角位移、液压悬置惯性通道Z方向位移，其描述公式为：
qh＝(zh1,zh2,zh3,zh4)T
qb＝(zb,θxb,θyb)T
qu＝(zu1,zu2,zu3,zu4)T
qp＝(xp,yp,zp,θxp,θyp,θzp)T
q＝[qpTqbTquTzi]T
式中，zh1为左前轮位移激励、zh2为右前轮位移激励、zh3为左后轮位移激励、zh4为右后轮位移激励、zb为车身Z方向位移、θxb为车身绕X轴角位移、θyb为车身绕Y轴角位移、zu1为簧下质量左前方位移、zu2为簧下质量右前方位移、zu3为簧下质量左后方位移、zu4为簧下质量右后方位移、xp为动力总成X方向位移、yp为动力总成Y方向位移、zp为动力总成...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭荣，徐书恒，周子巍，石秀勇，
申请(专利权)人：南昌智能新能源汽车研究院，
类型：发明
国别省市：江西;36