电磁作用对轻度混合动力系统振动和噪声的影响VIP专享VIP免费

��收稿日期:2010�06�12;修回日期:2010�10�12基金项目:天津市高等学校科技发展基金计划项目(20080416);天津市自然科学基金项目(09JCYBJC04800);天津工程师范学院科研发展基金重点项目(KJ0806)作者简介:岳东鹏(1966�),男,副教授,博士,研究方向为汽车发动机振动与噪声及控制;yuedongopeng2009@126.com。电磁作用对轻度混合动力系统振动和噪声的影响岳东鹏1,吴�玉2,王�韬2(1.天津工程师范学院汽车与交通学院,天津�300222;2.天津大学内燃机研究所,天津�300222)��摘要:为了了解轻度混合动力系统运行当中的振动和噪声问题,围绕电机电磁作用对机体表面振动噪声影响以及电机瞬态工况对系统性能的影响进行了试验研究。研究表明,电磁作用对机体表面振动的影响是通过轴系扭转振动变化进而引起机体表面振动速度改变体现出来的。同时进行了电机瞬态变化对动力系统影响的分析研究,结果表明,电机电磁力矩瞬时突变引起的冲击干扰不大,不会影响动力系统的性能。��关键词:混合动力系统;电磁;振动;噪声中图分类号:TK413.31��文献标志码:B��文章编号:1001�2222(2010)05�0069�04��机体裙部是内燃机机体上刚度相对较弱的地方,也是机体振动、辐射噪声的主要部位。可以用机体裙部的振动速度来衡量曲轴振动对内燃机振动噪声的影响。尽管混合动力系统和发动机系统的工作方式有所不同,但分析振动和噪声的方法是类似的。本研究探讨了电磁作用对混合动力系统振动和整体噪声的影响,为将来进一步研究混合动力汽车(HEV)整车振动噪声奠定基础。为保证混合动力系统及整车安全稳定地工作和运行,还对电机工况改变短时冲击性干扰进行了研究。1�轻度混合动力电动汽车及其动力系统混合动力汽车动力系统选型在HEV开发中处于重要的地位,动力系统结构型式的选择决定了HEV研究开发的重点和方向,关系着开发的进度和产品的水平,是HEV开发中首要和关键的一步。在开发中应综合考虑性能、技术和成本及维护费用之间的关系。依据基于任务分类的现代分类方法,混合动力汽车可以分为轻度混合型(MHEV)、功率混合型(PHEV)和能量混合型(EHEV)三类。在三类混合动力车型之中,尽管轻度混合动力汽车在降低油耗和改善排放方面的能力有限,但由于其对现有内燃机汽车的改造成本最低,因而成为当前研究和开发的一个热点。本研究以某轻度混合动力电动汽车为原型(见图1)展开了一系列的试验研究。该车动力系统是基于ISA的轻度混合动力系统。ISA将传统汽车上分离的起动机和发电机结合为一体,可以直接安装在发动机曲轴动力输出端,取代了发动机飞轮。图1�轻度混合动力电动汽车��图2为发动机改装的ISA盘式永磁同步电机混合动力系统,电机为隐极式、三相交流、星形连接、H级绝缘,厚度为66mm,工作温度为-40~180,其技术参数见表1。图2�轻度混合动力系统第5期(总第190期)2010年10月车�用�发�动�机VEHICLEENGINENo.5(SerialNo.190)Oct.2010表1�电机参数供电直流额定电压/V144峰值转矩/N!m130额定电流/A70输出波形正弦波额定功率(2000r/min)/kW10额定电压(2000r/min)/V80等功率转速/r!min-12000~6000峰值转矩转速/r!min-11000~2000额定转矩/N!m55功率因数�0.862�电磁作用对整机振动、噪声的影响2.1�电磁作用对机体表面振动的影响在电机处于助推模式时,电磁转矩作为动力系统轴系运动的又一个动力矩,必定要对轴系振动产生一定影响。从理论仿真的结果来看(见图3),虽然扭转振动的共振峰值仍在内燃机曲轴扭振许用振幅范围之内,但幅值比起发动机模式情况下还是增大了许多,主谐次6谐次从发动机模式的0.05∀增大到0.08∀,其他谐次也相比发动机模式都有所提高。这种趋势说明电磁力矩和发动机力矩同时作为轴系振动激励,改变了原发动机系统轴系的振动特性,并且加剧了轴系的扭转振动的幅度。而扭转振动频率变化情况则说明电磁力矩和发动机力矩共同作用对轴系的扭振固有频率影响较小。图3�扭振仿真谐次分析��通过试验得到了机体裙部振动速度的幅频特性曲线(见图4),由图可以发现,电机处于助推模式时,机体裙部振动速度较发动机模式时的相应谐次的幅值有所增大。原因是,电机助推时引起系统轴系扭转振动水平增大,从而导致了机体表面振动速度整...