Key on/Key off对传动系统瞬态响应的影响

吕老师

1年前浏览2540

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1 问题描述

 Clunk和Shuffle是整车对节气门由开到关或由关到开时（Key on/Key off)传动系统扭转的瞬态响应，由于存在摆动，发动机转速会在扭矩反向时随着传动系统的旋转余量变化，当摆动加强时，一个扭转脉冲就会通过驱动轮和悬架传到车身。

图1 启动时的动态力

2 控制要素

 这里有3点设计要素决定Clunk和Shuffle的严重程度。

 2.1 发动机扭矩增加率

发动机扭矩增加越快，响应就越严重，对于给定的节气门开度，最后的发动机扭矩增加是由进气岐管的容积限制的，它们成指数关系，如果瞬时空燃混合物保持均匀，那么进气岐管的容积越大，发动机的扭矩增加就越慢。   

2.2 传动系统摆动间隙

Clunk的严重程度会随传动系统的摆动间隙增加而增大，但不是绝对的线性关系，决定控制Clunk严重性的摆动间隙是指从曲轴到驱动轮这一段所有存在的摆动间隙之和，如果动力传动系统有一个带低倍减震器的阻尼装置，那么它运行产生的间隙也包括在内。

2.3 传动系统的柔性特征

传动系统如果比较柔软就可以允许Clunk能量作为潜在的东西储存下来同时可以降低Clunks的响应，尤其是对于高频，但过于柔软而没有起到足够的阻尼作用则会增加Shuffle的严重程度，对于后轮驱动的车辆由于簧下质量绕Y轴旋转多了一个自由度，它对Clunk的响应就没有那么严重。

图2 Clunk产生原理

3 Clunk如何避免

下面几点是有关Clunk问题避免的注意事项：

悬置安装：在前面提到过，悬置对低频振动有很大的影响，它们会影响Clunk响应，但同时我们发现通过调整悬置来改变动力总成的扭矩模态可以降低Shuffle声音，方法就是调整发动机Roll模态大约与Shuffle的响应模态避开，这就使动力总成作为一个吸振装置可以降低传动系统上的扭转波动，Shuffle一般发生在5~8Hz，但发动机翻转模态一般发生在较高的频率范围。

4 其它的Clunk降低措施    

 当Clunk问题加剧时，大量的附加装置虽然很有用但也会产生一些主要的问题。

4.1 节气门缓冲器

 节气门缓冲器主要用于控制发动机减速，这个装置如果适当调整对于消除Clunk非常有效，但是经验表明，生产不一致也会造成一些不稳定的结果，这个不一致问题可以用一个电子控制装置减轻。缓冲器会使燃烧比较完全而且对燃油消耗和排放有一定的帮助。

4.2 柔性传动连接装置

 有的整车有橡胶连接装置来增加传动系统的柔性，这种装置可以降低来自Clunk、发动机扭转脉冲、齿轮噪声等的激励进入车身，为了有效的降低Clunk，橡胶连接装置就得离地面很低，以至于在一般载荷下就可能会超出离地间隙的要求，因此橡胶连接也许会对节气门开关时的Clunk解决有帮助但同时会增加Shuffle，因为没有足够的阻尼。

4.3 改进节气门的连接

 为了防止加速踏板一个小小的运动产生一个较大的空气流，相关的部件就不得不用来减小最初的节气门开度，但如果问题提早发现，就可以设计一个更好的节气门体积和连接系统来避免更加复杂的问题。

4.4 控制离合器滑动

如果在自动变速箱里的离合器扭矩承载能力可以得到控制，只超出静态要求的一点点，那么Clunk就可以得到降低或消除，任何超过离合器承载能力的瞬时扭矩都可能会产生滑动而不能传到车体，这种方法需要一个复杂的控制系统，加一个离合器外壳也可以考虑。

4.5 点火延迟

 在节气门关闭时发动机的扭矩可以通过点火延迟来降低，当然这也会需要一套复杂的校准控制系统，过量的点火延迟会造成回火——尤其是对于混合气过浓时。

    

来源：汽车NVH云讲堂