P810 ECVT限扭减振器开发开题报告

PAGE—PAGE1—附件一毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目P810ECVT限扭减振器开发学院名称汽车与交通工程学院专业（班级）车辆工程20-4班姓名（学号）李俊2020214363指导教师严正峰一、毕业设计（论文）的主要内容及要求（任务及背景、工具环境、成果形式、着重培养的能力）1.主要任务内容：1.收集资料了解乘用车扭转减振器的类型、结构和工作原理；2.熟悉CATIA、inventor、matlab软件；3.查阅相关技术法规标准，确定乘用车扭转减振器设计总体方案，进行扭转减振器重要部件计算及校核，建模并绘制二维图，运用matlab进行变阻尼仿真分析。4.按毕业设计（论文）的规范化要求撰写不少于1万字的毕业论文；翻译有关英文资料（英文翻译要求完成后中文5000字以上（要求外籍作者，注意时效性近5年）。要求：要求该生通过毕业实习、收集资料、阅读文献，在对该课题深入分析的基础上，综合运用所学的基础和专业理论知识，在导师的指导下，计算确定扭转减振器的相关参数，采用CATIA、inventor等软件设计出扭转减振器各零件及总成的初始几何结构，绘制二维CAD图，采用matlab软件进行变阻尼仿真分析。在本次毕业设计过程中，努力提高自己的独立分析问题、解决问题和实际动手能力。2.成果形式：根据设计要求，结合整车和发动机参数要求，完成扭转减振器总成设计及关键零件设计，并进行设计校核。要求总成和关键零件提供二维图和三维图样。3.着重培养的能力：要求该生通过毕业实习、收集资料、阅读文献，在对该课题深入分析的基础上，综合运用所学的基础和专业理论知识。在本次毕业设计过程中，努力提高自己的独立分析问题、解决问题和实际动手能力。二、应收集的资料及主要参考文献文献20篇，3篇英文，1篇硕士论文（参考文献要求近5年核心期刊以上论文、近年书籍、经典文章或书籍）具体主要参考文献如下：[1]严正峰,王尚睿,张波.并联混合动力汽车扭转减振器性能仿真分析[J].汽车工程学报,2023,13(06):879-888.[2]任良顺,黄文兴,田传化.某车型传动系剩余动不平衡引起轰鸣问题研究[J].汽车实用技术,2023,48(23):99-105.DOI:10.16638/ki.1671-7988.2023.023.019.[3]郭杨,刘虎.新能源混动架构乘用车NVH性能匹配优化技术研究[J].时代汽车,2023(20):106-108.、[4]王凯峰,马星宇,朱佳兴等.重型车扭转减振器匹配分析及试验验证[J/OL].吉林大学(工学版):1-13[2024-03-05]./10.13229/ki.jdxbgxb.20230334.[5]严正峰,尹大乐,张农等.汽车动力传动系统振动问题及解决方法综述[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2021,44(03):289-298+356.[6]钟必清,侯之超,赵韩等.混合动力汽车传动系扭振力学参数的试验获取方法[J].清华大学学报(自然科学版),2019,59(06):482-489.DOI:10.16511/ki.qhdxxb.2019.26.002.[7]吴虎威,吴光强,陈祥等.新型三级刚度扭转减振器设计开发及性能分析[J].机械工程学报,2019,55(04):75-83.[8]王望予.汽车设计[M].第4版.北京:机械工业出版社,2004:58-71.[9]刘杰,周海民,付红等.混合动力汽车振动噪声特性和控制措施[J].专用汽车,2023(10):19-21.DOI:10.19999/ki.1004-0226.2023.10.006.[10]许林倩,岳志强.混合动力汽车噪声和振动特性及其控制[J].时代汽车,2020(21):23-24.[11]于福康.CVT混合动力汽车传动系统扭振分析与控制[D].吉林大学,2019.[12]徐石安,江发潮.汽车离合器/汽车设计丛书[M].北京：清华大学出版社,2010[13]严正峰,张嘉浩,刘翼闻等.混合动力传动系统限扭减振器设计及试验研究[J].汽车技术,2021(06):41-46.DOI:10.19620/ki.1000-3703.20201203.[14]SergiyK,SergiiK.Dilatant-FluidTorsionalVibrationDamperforaFour-StrokeDieselEngineCrankshaft[J].PolishMaritimeResearch,2023,30(1):121-125.[15]ErnestoR,RiccardoR.GearRattleduringastart-uptransientinadrivelineequippedwithatuneabletorsionalVibrationDamperwithMagneto-RheologicalElastomers[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartK:JournalofMulti-bodyDynamics,2022,236(1):140-150.[16]WojciechH,AleksanderM,PawełW.ApplicationofaThermo-HydrodynamicModelofaViscousTorsionalVibrationDampertoDeterminingItsOperatingTemperatureinaSteadyState[J].Materials,2021,14(18):5234-5234.[17]刘华.凯美瑞、雅阁及君威混合动力系统的技术分析(下)[J].汽车维修与保养,2018,(11):74-77.DOI:10.13825/ki.motorchina.2018.11.018.[18]许玲莉,孙跃东,曾帅.扭转减振器在解决车内轰鸣声中的应用[J].农业装备与车辆工程,2019,57(06):78-81.[19]汪旭宏.动力传动系统磁流变扭转减振器变刚度变阻尼原理及试验研究[D].重庆大学,2021.DOI:10.27670/ki.gcqdu.2019.000231.[20]黄丰云,宋鹏程.汽车传动系扭振数学模型的建立及验证[J].机械设计与制造,2020(06):43-47.DOI:10.19356/ki.1001-3997.2020.06.012.[21]钟广顺,肖平,章锐等.发动机扭转减振器建模仿真研究[J].井冈山大学学报(自然科学版),2019,40(06):52-58.三、毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备注1月底-3月中完成毕业设计的选题、任务设计书及开题报告3月中-4月中查找相关设计手册，确定扭转减振器的设计步骤及技术参数，完成英文论文翻译4月中-5月中绘制零件图纸和设计说明书初稿，撰写设计说明书5月中-5月底完善设计方案，提交毕业设计论文6月初完善毕业设计论文，准备答辩开题报告（该表格由学生独立完成)建议填写以下内容1.简述课题的作用、意义，在国内外的研究现状和发展趋势，尚待研究的问题。2.重点介绍完成任务的可能思路和方案；3.需要的主要仪器和设备等；4.主要参考文献。一、课题意义：传动系扭转振动是汽车的主要振动形式之一，会直接影响到汽车零部件的使用寿命和汽车的乘坐舒适性。因为发动机传到传动系中的转矩是不断发生变化的，这就使得传动系中发生扭转振动，如果振动频率与传动系自振频率相重合，就会引起共振，从而损害零件。随着汽车行业的不断发展，人们对于汽车的乘坐舒适性有了更高的要求，在NVH的控制上有了更加严苛的标准。而汽车的噪音大多来自振动，所以汽车的振动问题成为了厂商需要解决的主要问题之一。其中，传动系的振动问题更为突出。传动的内燃机汽车只有一个动力源即发动机，传动系统的组成包括发动机、离合器、变速器、传动轴、万向节、主减速器、差速器、半轴和车轮等。而纯电汽车则是动力系统与传动系统直接耦合，这样虽然可以获得更好的动力性能，但也更容易引起传动系统的冲击。混动汽车同时具有发动机和电动机两个动力源，传动系统更加复杂，振动问题也更复杂。所以研究混动汽车传动系统的振动问题对于提高乘坐舒适性、减少噪声、提高零件寿命等具有重要的意义。二、国内外研究现状：1.国内研究现状同济大学吴虎威，吴光强等人针对车辆爬行工况下发生的严重变速器齿轮敲击问题，设计开发新型三级刚度扭转减振器，并通过专用台架试验和实车试验验证了三级刚度扭转减振器性能。基于传统从动盘式扭转减振器结构特点，设计新型三级刚度扭转减振器机械结构并阐明其工作原理；利用专用台架试验，测试得到从动盘式扭转减振器和新型三级刚度扭转减振器扭矩传递特性，验证三级刚度扭转减振器机械结构设计和性能参数设计的有效性；设计实车道路试验，包括试验测试流程和传感器布置方案，综合试验信号时域、频域和时频域结果，对比分析传统从动盘式扭转减振器和新型三级刚度扭转减振器减振性能。北京航空航天大学王凯峰、徐向阳等人为研究集成于液力自动变速器内部的减振器在大吨位重型车辆上的匹配应用特性，以空载、半载、满载三种吨位的重型车辆及适配发动机参数为输入，建立了基于AMESim仿真平台的整车传动系统模型，利用该模型分析了固定油门开度、不同变速器挡位下的不同减振器扭转特性参数对整车传动系统匹配特性的影响，并通过扭振实验台对仿真模型的精确性进行了验证。比亚迪汽车有限公司郭阳、刘虎针对新能源乘用汽车混动架构车型在整车NVH性能开发匹配过程中主观评价存在整车启停抖动及敲击等问题。，从悬置隔离率，扭转减振器不同的刚度、阻尼、配合间隙及控制策略等方面介绍了新能源乘用车混动架构整车匹配调校过程中，影响整车启停抖动及敲击产生的因素并主要通过悬置隔振、扭转减振器的匹配、控制策略优化组合方案来解决该问题的方法。2.国外研究现状KozytskyiSergiy、KiriianSergii等人考虑了一种用剪切增稠流体填充的扭转振动阻尼器,并应用了基于粘度随剪切速率增加而增长的流变学方法。研究表明,填充膨胀流体的扭转减振器的效率不依赖于减振器的尺寸和间隙,当使用剪切增稠流体代替硅油或牛顿流体时,扭转减振器的效率显著提高。在较高的流动指数下,当非牛顿流动变得明显时,扭转振动被更有效地抑制。高速梯度下的临界振动幅值,反过来增加了阻尼作用,因为拖曳力和流动指数的时刻是幂律相关的。RoccaErnesto;RussoRiccardo等人对基于磁流变弹性体(MRE)弹簧元件的带有扭转减振器(TVD)的汽车传动系统在考虑离合器接合突变的启动瞬态过程中的动力学行为进行了数值研究。TVD装置由飞轮和阻尼器圆盘组成,中间插有一些弹性体试样,它们反应两个圆盘的相对角位移。通过改变MRE弹簧周围的磁场可以适当调节TVD的动力学参数,以减轻飞轮的扭转振荡,造成临界转速或振声问题。HomikWojciech;MazurkowAleksander等人提出了一种粘滞扭振减振器的热流体动力学模型,该模型能够确定减振器正确的工作温度范围。在装有工厂扭振减振器的六缸柴油机试验台架上,确定了模型的输入参数,特别是减振器元件的角速度以及减振器的几何尺寸和质量尺寸。用激光测温仪测量了用于模型验证的阻尼器表面工作温度。数值(理论)和实验结果的对比分析表明,所提出的阻尼器模型能较好地逼近实际情况,可用于驱动单元阻尼器的选择。三、发展趋势最早的扭转减振器设计可以追溯到20世纪20年代初期。当时，汽车工程师开始关注如何减少传动系统中由于发动机扭矩变化而引起的振动和冲击。在30年代，一些汽车制造商和工程师开始尝试不同的减振器设计，例如采用弹簧和阻尼器的组合，以及采用液压原理的减振器。到了50年代，随着汽车工程领域的发展，对于传动系统振动和噪声控制的需求不断增加。在这一时期，一些工程师开始对扭转减振器的设计进行进一步的研究和优化。60年代：美国的一些汽车制造商，如福特和通用汽车，开始在他们的汽车上采用现代化的扭转减振器设计，以改善驾驶舒适性和车辆稳定性。1970年代至1980年代：随着计算机技术的发展，汽车工程师开始利用计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）技术进行扭转减振器的优化设计和仿真分析。1990年代至今：随着材料科学、控制技术和传感器技术的不断进步，扭转减振器的设计和制造技术得到了进一步的提升。现代的扭转减振器不仅具有更高的性能和可靠性，还具有更轻量化、智能化和多功能化的特点。1.轻量化设计：随着汽车工程的发展，对于汽车零部件轻量化的需求日益增加。轻量化设计可以减少车辆的整体重量，提高燃油经济性和性能，并且对于减振器来说，轻量化设计也有助于减少不必要的惯性负载，提高其效率和响应性。

2.智能化控制：随着智能化技术的发展，将智能化控制系统应用于扭转减振器已成为一个发展趋势。智能化控制系统可以根据车辆行驶状态、路面情况、驾驶行为等因素实时调整减振器的工作状态，从而更好地满足驾驶者的需求，提高驾驶舒适性和车辆稳定性。

3.多模式调节：传统的扭转减振器通常只能在一种模式下工作，而多模式调节的技术可以使减振器在不同的行驶条件下切换不同的工作模式，例如在高速公路行驶时提供更好的稳定性，在城市道路行驶时提供更好的舒适性。

4.新材料应用：新材料的应用可以改善扭转减振器的性能，例如采用碳纤维复合材料可以减轻重量，提高强度和刚度；采用磁流变液可以实现可调节的阻尼特性，提高振动控制效果。

5.集成化设计：将扭转减振器与其他车辆系统集成设计，例如与电动驱动系统、制动系统等集成，可以实现更高效的能量利用和系统优化。

总的来说，扭转减振器的发展趋势是朝着轻量化、智能化、多模式调节、新材料应用和集成化设计等方向发展，以满足汽车工程领域对于驾驶舒适性、车辆性能和燃油经济性的不断提高的需求。四、完成任务的思路和方案扭转减振器主要由弹性元件(减振弹簧或橡胶)和阻尼元件(阻尼片)等组成。弹性元件的主要作用是降低传动系的首端扭转刚度，从而降低传动系扭转系统的某阶(通常为三阶)固有频率，改变系统的固有振型，使之尽可能避开由发动机转矩主谐量激励引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振动能量。进行设计时，首先根据某车型的参数设计出初步尺寸，计算出相关参数，并进行关键部位的强度校核。利用CATIA、inventor、CAD等软件绘制出三维模型和二维图，最后利用仿真软件进行变阻尼的仿真分析。完成课题的主要思路：（1）查阅相关文献资料，了解扭转减振器总成的设计步骤，熟悉需要用到的软件。（2）进行限扭减振器的尺寸参数设计，进行强度校核。（3）用CATIA、inventor绘制各零件以及总成的三维模型，出CAD二维图。（4）利用matlab的simulink仿真软件对变阻尼部分进行仿真分析。五、需要的主要仪器和设备CATIA、inventor、matlab软件等。六、主要参考文献[1]严正峰,王尚睿,张波.并联混合动力汽车扭转减振器性能仿真分析[J].汽车工程学报,2023,13(06):879-888.[2]任良顺,黄文兴,田传化.某车型传动系剩余动不平衡引起轰鸣问题研究[J].汽车实用技术,2023,48(23):99-105.DOI:10.16638/ki.1671-7988.2023.023.019.[3]郭杨,刘虎.新能源混动架构乘用车NVH性能匹配优化技术研究[J].时代汽车,2023(20):106-108.、[4]王凯峰,马星宇,朱佳兴等.重型车扭转减振器匹配分析及试验验证[J/OL].吉林大学(工学版):1-13[2024-03-05]./10.13229/ki.jdxbgxb.20230334.[5]严正峰,尹大乐,张农等.汽车动力传动系统振动问题及解决方法综述[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2021,44(03):289-298+356.[6]钟必清,侯之超,赵韩等.混合动力汽车传动系扭振力学参数的试验获取方法[J].清华大学学报(自然科学版),2019,59(06):482-489.DOI:10.16511/ki.qhdxxb.2019.26.002.[7]吴虎威,吴光强,陈祥等.新型三级刚度扭转减振器设计开发及性能分析[J].机械工程学报,2019,55(04):75-83.[8]王望予.汽车设计[M].第4版.北京:机械工业出版社,2004:58-71.[9]刘杰,周海民,付红等.混合动力汽车振动噪声特性和控制措施[J].专用汽车,2023(10):19-21.DOI:10.19999/ki.1004-0226.2023.10.006.[10]许林倩,岳志强.混合动力汽车噪声和振动特性及其控制[J].时代汽车,2020(21):23-24.[11]于福康.CVT混合动力汽车传动系统扭振分析与控制[D].吉林大学,2019.[12]徐石安,江发潮.汽车离合器/汽车设计丛书[M].北京：清华大学出版社,2010[13]严正峰,张嘉浩,刘翼闻等.混合动力传动系统限扭减振器设计及试验研究[J].汽车技术,2021(06):41-46.DOI:10.19620/ki.1000-3703.20201203.[14]SergiyK,SergiiK.Dilatant-FluidTorsionalVibrationDamperforaFour-StrokeDieselEngineCrankshaft[J].PolishMaritimeResearch,2023,30(1):121-125.[15]ErnestoR,RiccardoR.GearRattleduringastart-uptransientinadrivelineequippedwithatuneabletorsionalVibrationDamperwithMagneto-RheologicalElastomers[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartK:JournalofMulti-bodyDynamics,2022,236(1):140-150.[16]WojciechH,AleksanderM,PawełW.ApplicationofaThermo-HydrodynamicModelofaViscousTorsionalVibrationDampertoDeterminingItsOperatingTemperatureinaSteadyState[J].Materials,2021,14(18):5234-