双离合变速器动力系统加速工况扭振和敲击的被动控制措施研究

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.01.015

汽车工程 ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (1): 128-138.doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.01.015

所属专题：新能源汽车技术-电驱动&能量管理2023年

双离合变速器动力系统加速工况扭振和敲击的被动控制措施研究

周益¹,陈清爽²,石晓辉³(),郭栋³,梅自元⁴,谈冠华⁵

^1.重庆大学机械与运载工程学院，重庆　400044
^2.江铃汽车股份有限公司，江西省汽车振动噪声重点实验室，南昌　330006
^3.重庆理工大学，汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室，重庆　400054
^4.麦格纳动力总成（江西）有限公司产品工程部，南昌　330013
^5.湖北三环离合器有限公司产品工程部，黄石　435000

收稿日期:2022-07-25 修回日期:2022-08-15 出版日期:2023-01-25 发布日期:2023-01-18
通讯作者: 石晓辉 E-mail:shixiaohui@cqut.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金面上项目（51975080）、国家留学基金项目（202106050063）和江西省重点研发计划项目（20202BBE53007）资助。

Research on Passive Countermeasures of Torsional Vibration and Rattle of Dual-Clutch Transmission Powertrain Under Acceleration Conditions

Yi Zhou¹,Qingshuang Chen²,Xiaohui Shi³(),Dong Guo³,Ziyuan Mei⁴,Guanhua Tan⁵

^1.College of Mechanical and Vehicle Engineering，Chongqing University，Chongqing 　400044
^2.Jiangling Motor Company，Jiangxi Province Key Laboratory of Vehicle Noise and Vibration，Nanchang 　330006
^3.Key Laboratory of Advanced Manufacturing Technology for Automobiles Parts，Ministry of Education，Chongqing University of Technology，Chongqing 　400054
^4.Product Engineering Department，Magna PT Powertrain （Jiangxi） Co. ，Ltd. ，Nanchang 　330013
^5.Product Engineering Department，Hubei Tri-Ring Clutch Co. ，Ltd. ，Huangshi　435000

Received:2022-07-25 Revised:2022-08-15 Online:2023-01-25 Published:2023-01-18
Contact: Xiaohui Shi E-mail:shixiaohui@cqut.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

为研究不同预选挡机制下的双离合变速器敲击特性和控制方法，分别在整车和敲击台架上评价变速器的敲击主客观表现和随角加速度变化的敲击灵敏度；其次，根据敲击灵敏度，整车扭振响应和敲击主客观结果的相关性提出了一种定量评价变速器输入轴角加速度的无敲击扭振阈值。在相同整车上分别评价不同扭振和敲击的被动控制措施，包括离合器式扭转减振器，双质量飞轮式扭转减振器，以及离合器微滑摩和离心摆吸振器与扭转减振器的组合方案。台架试验结果表明预选挡显著改变双离合变速器的敲击特性，在某一激励幅值时产生敲击突变现象。整车试验结果表明离合器式和双质量飞轮式扭转减振器无法满足双离合变速器加速工况无敲击扭振阈值要求，在低转速段产生明显敲击；离合器微滑摩和离心摆吸振器与扭转减振器组合方案的输入轴角加速度幅值满足无敲击扭振阈值要求，消除了双离合变速器动力系统存在预选挡时的加速敲击。

关键词: 双离合变速器, 预选挡, 敲击, 扭转振动, 离合器微滑摩, 离心摆吸振器

Abstract:

This investigation aims to study the characteristics and control methodology of a dual-clutch transmission （DCT） gear rattle under different preselection gear strategies. The rattle objective and subjective assessment， as well as the rattle sensitivity subjected to different angular acceleration levels， were evaluated on the vehicle and rattle test bench， respectively. The no-rattle torsional threshold （NRTT） for quantitatively evaluating the angular acceleration at the transmission input shaft was proposed for the rattle and torsional vibration assessment. The NRTT was derived based on the correlation study of rattle sensitivity， powertrain torsional response and rattle objective and subjective results. Passive torsional vibration and rattle countermeasures include the clutch torsional and dual-mass flywheel damper. The combination of different torsional dampers with clutch micro-slip and centrifugal pendulum vibration absorber was evaluated on the exact vehicle according to the NRTT. The experimental results on the test bench show that the preselection gear significantly changes the rattle characteristics of the dual-clutch transmission， and the rattle jump phenomenon is observed at a certain excitation level. Vehicle experimental results indicate that clutch-type and dual-mass flywheel dampers cannot meet the DCT NRTT requirements at drive conditions， leading to noticeable rattle noise at low-speed regions. The combination of clutch micro-slip or centrifugal pendulum vibration absorber with torsional dampers can meet the no-rattle torsional threshold and eliminate the drive rattle noise of the DCT powertrain under the condition of preselection gears.

Key words: dual-clutch transmission, preselection gear, gear rattle, torsional vibration, clutch micro-slip, centrifugal pendulum vibration absorber

周益,陈清爽,石晓辉,郭栋,梅自元,谈冠华. 双离合变速器动力系统加速工况扭振和敲击的被动控制措施研究[J]. 汽车工程, 2023, 45(1): 128-138.

Yi Zhou,Qingshuang Chen,Xiaohui Shi,Dong Guo,Ziyuan Mei,Guanhua Tan. Research on Passive Countermeasures of Torsional Vibration and Rattle of Dual-Clutch Transmission Powertrain Under Acceleration Conditions[J]. Automotive Engineering, 2023, 45(1): 128-138.

图/表 20

图1

图2

表1

CTD和DMFW参数表"

参数	CTD	DMFW
初级惯量/（kg·m²）	0.115	0.095
次级惯量/（kg·m²）	0.015	0.025
第1级最大转动角度 $δ 1$ /（゜）	10	35
第2级最大转动角度 $δ m a x$ /（゜）	38	66
第1级刚度 $k 1$ / （N·m·rad^-1）	20.05	159.28
第2级刚度 $k 2$ / （N·m·rad^-1）	693.27	429.72
第1级滞后转矩 $H 1$ / （N·m）	4.5	（0.05-0.10） $M e$
第2级滞后转矩 $H 2$ / （N·m）	15	（0.05-0.10） $M e$

表1

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

图10

图11

图12

图13

图14

图15

图16

图17

图18

表2

扭振和敲击被动控制方案效果汇总"

方案	$T R m$	$C I m a x$
CTD	0.285	519.521
DMFW	0.185	169.176
CTD与 $v$ =20 r/min组合	0.229	296.847
CTD与 $v$ =40 r/min组合	0.183	215.165
CTD与 $v$ =60 r/min组合	0.135	111.188
CTD与 $v$ =80 r/min组合	0.116	57.201
DMFW与 $v$ =20 r/min组合	0.082	-85.817
DMFW与 $v$ =40 r/min组合	0.056	-176.516
CTD与bifilar CPVA组合	0.099	41.958
DMFW与bifilar CPVA组合	0.040	-325.356

表2

参考文献 24

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双离合变速器动力系统加速工况扭振和敲击的被动控制措施研究

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