扭振测试结果分析

将样车在轮毂试验机上保持1至3档平稳油门输出，使轴系分别样车的3各档位 转速下稳定旋转一段时间，并得到该转速下轴转速信号，测试结果如图5-14所示。

图5-14 1档变速箱端转速和后桥端转速

第五章 轴系振动试验研究

上图为1档变速箱端转速和后桥端转速。图中蓝色为后桥端转速，红色为变速箱 端转速。横坐标为时间，纵坐标为转速。实验只测到5500rpm，考虑抱怨转速为1800rp m故实验可以满足要求。通过实验可以看出后桥段转速相对变速箱转速有毛刺和抖 动，且随着转速上升，转速波动越来越大，幅度也随之增加。考虑一档起步扭矩较大

，样车又为前置后驱，故该现象基本合理，需要进一步实施阶次切片分析。

（a（ 2档变速箱端转速和后桥端转速

上图为2档变速箱端转速和后桥端转速。图中蓝色为后桥端转速，红色为变速箱 端转速。横坐标为时间，纵坐标为转速。实验只测到6000rpm，考虑抱怨转速为1800rp m故实验可以满足要求。可以看出后桥段转速和变速箱转速基本一致。虽然有很多毛 刺，且随着转速上升，转速波动越来越大，幅度也随之增加，但是波形几乎一致。需 要进一步实施阶次切片分析。

(b) 3档变速箱端转速和后桥端转速

上图为3档变速箱端转速和后桥端转速。图中蓝色为后桥端转速，红色为变速箱 端转速。横坐标为时间，纵坐标为转速。实验只测到5000rpm，考虑抱怨转速为1800rp m故实验可以满足要求。可以看出后桥段转速1000rpm时，后桥段转速和变速箱转速 发生明显抖动，之后随着转速上升，转速波动越来越大，幅度也随之平稳。需要进一 步实施阶次切片分析。

考虑到样车变速箱1至3档传动比分别为4.489、2.337和1.350。故1档和2档时传动 轴的前后转速并不相交，故不存在扭振现象。而3档时输入输出端存在不平衡的相交 点，故需要进一步分析。

对测得的转速各档信号作进一步处理，把后桥端信号相对于变速箱端转速作扭 振角度的阶次分析来评定转动轴的扭振形态。对以上获得的1至3档转速波动曲线作 相应阶次分析，得到各挡位1至4阶转速与扭振角度曲线。如图5-15所示

图5-15 1档阶次分析

上图为1挡的转速波动曲线阶次分析图。图中横坐标为转速rpm，纵坐标为扭振 角度峰峰值deg。另黑色线为1阶曲线；蓝色线为2阶；绿色线为3阶曲线而好红色线为4 阶曲线。可以看出1阶曲线虽有振荡，但是基本维持在扭振角度峰峰值0.1deg左右相 对比较稳定。而2阶在1312rpm时就产生了一个相对较大波动，其峰值扭振角度峰峰 值为0.45deg，到达峰值后衰减至0.1deg以下，在2500rpm后出现第二次上升波峰至35 00rpm事达到峰值0.9deg随后衰减。3阶曲线相对振动比较平缓，基本都处于一个比 较低的水平，直到转速3750rpm时才产生一个超过0.1deg的波峰随后基本就沿着这一 水平线上下波动。4阶曲线也基本波动不大，只在转速1750rpm、3500rpm和4000rpm 时出现扭振角度0.1deg的波动，其余均在0.1deg以下波动。1档曲线存在转速差异但

是扭矩角度差值并不大，仅仅在0.1-0.2范围内波动。仅在2阶1312rpm时存在相对较大的峰值。

第五章 轴系振动试验研究

（a） 2档阶次分析

上图为2挡的转速波动曲线阶次分析图。图中横坐标为转速rpm，纵坐标为扭振 角度峰峰值deg。另黑色线为1阶曲线；蓝色线为2阶；绿色线为3阶曲线而好红色线为4 阶曲线。可以看出1阶曲线低转速时存在振荡，转速1200rpm左右时扭振角度峰峰值 为0.4deg其后就衰减至0.2deg。之后基本维持在扭振角度峰峰值0.2deg左右相对比较 稳定的震荡。而2阶在1312rpm时就产生了一个相对较大波动，其峰值扭振角度峰峰 值为1.93deg，到达峰值后衰减至0.3deg后进过一波达反弹在2300rpm到达0.5deg后衰 减到0.2deg保持平稳。3阶曲线相对振动比较平缓，基本都处于一个比较低的水平，

只在转速1200rpm和3300rpm时才产生一个超过0.2deg的波峰随后基本就沿着一个较 低的水平线上下波动。4阶曲线也基本波动不大，只在转速4500rpm以后扭振角度峰 峰值达到0.2deg，其后均在0.2deg以下波动。2档曲线除了2阶曲线以外存在转速差异

和扭矩角度差值并不大，仅仅在0.1-0.2范围内波动。2阶仅在1119rpm时存在相对较大的峰值。

（b） 3档阶次分析

上图为3挡的转速波动曲线阶次分析图。图中横坐标为转速rpm，纵坐标为扭振 角度峰峰值deg。另黑色线为1阶曲线；蓝色线为2阶；绿色线为3阶曲线而好红色线为4 阶曲线。可以看出1阶曲线在转速1000rpm以后基本保持扭振角度峰峰值为0.5deg左

右相对比较稳定的震荡。而2阶在1024rpm时就产生了一个相对较大波动，其峰值扭 振角度峰峰值为4.23deg，到达峰值后衰减至0.5deg后保持平稳的下降趋势。3阶和4 阶曲线相对振动比较平缓，波动不大基本都处于一个比较低的水平。3档曲线仅在2 阶1024rpm时存在相对较大的峰值。除此以外存的阶次曲线转速差异和扭矩角度差 值并不大。3、4阶曲线非常平滑，几乎没有波动。

表5-1 1至3档扭振角度峰峰值

档位 扭振阶次 转速rpm 扭振角度峰峰值deg

1 2 1312 0.457

2 2 1119 1.85

3 2 1024 4.23

整理3个档位分析结果表5-1，可以看出样车在1至3档的扭振情况。3个档位的扭振发生阶次均为第2阶次，这与 发动机点火谐次相匹配。从转速来看1档发生扭振的转速最高在1312rpm，2档转速有 所下降至1119rpm，3档时转速达到1024rpm就发生了扭振，3个档位发生扭振的转速 基本相同。但1档的扭转角度峰峰值最小只有0.457deg，2档其次扭转角度峰峰值只有 1.85deg，而3档时扭转角度峰峰值达到了4.23deg。3档的扭振振动远远大于其他两个 档位。这与仿真结果相匹配。

通过阶次分析可以看出样车在3档工作时，传动轴系发生了一定程度扭振。结合

图1-3的样车频响来判断样车在67.03Hz下发生了轴系扭振。并由轴系传递到后桥激励起 后桥或车内空腔发生共振现象。故乘员主观感受明显。

5.4 本章小结

本章首先对实验的目的做了详细的说明，明确了本实验的实验转速，以及传感 器类型以及实验的方案。通过实施基于贝叶斯运行模态分析法对环境振动测试，得 到了清晰的模态数据。验证了轴系弯曲振动不是引发样车传动系统振动的原因。实 施整车传动系统扭转振动测量，对结果做了深入分析，明确了扭转振动会随着转速 波动的增大而增大的基本关系。并找出了样车在发动机3挡工况下发生传动系统振 动是由轴系扭振引起。