一种动力传动部件减振装置、系统、方法及工程车辆与流程

本发明属于工程车辆减振控制，具体涉及一种动力传动部件减振装置、系统、方法及工程车辆。

背景技术：

1、工程车辆承载大，工作环境恶劣，长期在不平路面上行驶、作业，一定程度上降低了其部件的使用寿命，用户对乘坐舒适性要求也越来越高，隔振性能对车辆乘坐舒适性有着重要的影响，动力传动功能提升的同时，对动力传动部件隔振的要求也相应在提高，它的好坏直接关系到振动向车体的传递，影响整车的nvh(noise、vibration、harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能。

2、现有动力传动部件隔振多是板簧直接搭接在车架或者横梁通过橡胶悬置连接在车架两侧，减振模式单一，主要针对垂向振动进行隔振，橡胶悬置很难对较大的冲击进行衰减，且易产生扭曲或者断裂失效，从而造成悬置连接点钢套脱出，甚至壳体开裂。

3、现有减振装置设计成型后，刚度、阻尼特性随即固定，车辆实际运行过程中，刚度、阻尼特性无法随动力传动工况、路况实时变化，隔振效果较弱，属于被动控制调整，调整起来费时费力，开发一种结构稳定可靠，刚度、阻尼特性可以根据车辆运行工况实时调节的动力总成悬置系统意义尤为重要。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的不足，本发明提供一种动力传动部件减振装置、系统、方法及工程车辆，具备沿垂向和传动轴旋转方向减振及冲击载荷衰减、结构稳定可靠、刚度、阻尼特性可以根据车辆运行工况实时调节等特点，实现了动力传动部件的振动及冲击载荷衰减，提高了驾驶舒适性及动力传动部件壳体振动的疲劳寿命。

2、为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、第一方面，提供一种动力传动部件减振装置，包括：钢丝绳板簧减振结构和双磁流变阻尼器；所述钢丝绳板簧减振结构的两端分别通过一个所述双磁流变阻尼器与动力传动部件连接，同时，所述钢丝绳板簧减振结构的两端分别与车架连接，所述钢丝绳板簧减振结构的中部与动力传动部件连接。

4、进一步地，所述钢丝绳板簧减振结构包括连接板、钢丝绳、板簧和橡胶悬置；所述板簧包括上板簧和下板簧；所述橡胶悬置位于所述板簧的中部，并位于所述上板簧和下板簧之间；所述钢丝绳螺旋缠绕在所述板簧上；所述板簧的两端分别通过一个所述连接板与车架连接。

5、进一步地，所述上板簧和下板簧上分别设有供所述钢丝绳穿过的若干通孔。

6、进一步地，所述上板簧和下板簧的横截面尺寸沿长度方向是变化的，且中间厚、两端薄、板宽不变。

7、进一步地，所述连接板包括与车架连接的连接直板和与所述双磁流变阻尼器连接的连接斜板，所述连接斜板的一端与所述连接直板连接，并与所述连接直板呈设定角度。

8、进一步地，所述双磁流变阻尼器包括工况磁流变阻尼器和路况磁流变阻尼器，所述工况磁流变阻尼器的一端与所述钢丝绳板簧减振结构的一端铰接，所述工况磁流变阻尼器的另一端与所述路况磁流变阻尼器的一端连接，所述路况磁流变阻尼器的另一端与动力传动部件铰接。

9、第二方面，提供一种动力传动部件减振系统，包括：车载主控制器，分别与所述车载主控制器电连接的车速传感器、转速传感器、档位选择器、路面不平度检测仪、振动控制器和第一方面所述的动力传动部件减振装置中的双磁流变阻尼器；所述车速传感器用于获取当前车速；所述转速传感器用于获取动力传动部件的输入转速；所述档位选择器用于获取当前档位信息；所述路面不平度检测仪用于获取当前路面信息；所述振动控制器用于通过振动传感器采集动力传动部件的振动数据，并进行数据分析，获得振动频率和幅值；所述车载主控制器用于计算工况激振频率或路况激振频率，并从所述振动控制器获得的振动频率和幅值中提取工况激振频率或路况激振频率对应的幅值，同时，在幅值超过设定阈值时，向所述双磁流变阻尼器发送控制指令，用于双磁流变阻尼器改变自身阻尼特性。

10、进一步地，还包括人机交互显示器，所述人机交互显示器与所述车载主控制器电连接，用于向所述车载主控制器输入控制指令并显示所述车载主控制器的输出内容。

11、第三方面，提供一种动力传动部件减振方法，基于第二方面所述的一种动力传动部件减振系统，所述方法，包括：

12、在工况控制模式下：根据转速传感器获取的动力传动部件的输入转速、档位选择器获取的当前档位信息，计算工况激振频率；从振动控制器获得的振动频率和幅值中提取工况激振频率对应的幅值；当工况激振频率对应的幅值超过设定阈值时，发送控制指令至双磁流变阻尼器中的工况磁流变阻尼器，用于工况磁流变阻尼器改变自身的阻尼特性，直至工况激振频率对应的幅值低于设定阈值；

13、在路况控制模式下：根据车速传感器获取的当前车速，路面不平度检测仪获取的当前路面信息，计算空间频率；根据空间频率计算路况激振频率；从振动控制器获得的振动频率和幅值中提取路况激振频率对应的幅值；当路况激振频率对应的幅值超过设定阈值时，发送控制指令至双磁流变阻尼器中的路况磁流变阻尼器，用于路况磁流变阻尼器改变自身的阻尼特性，直至路况激振频率对应的幅值低于设定阈值。

14、进一步地，工况激振频率，包括：

15、1)动力主轴频率：

16、

17、其中，ω1表示由于动力主轴转动而引起不平衡旋转质量和往复运动质量的激振频率，q表示激振力的阶数，n表示转速传感器获取的动力传动部件的输入转速；

18、2)动力旋转频率：

19、

20、其中，ω2表示动力旋转频率，n表示气缸数，τ表示内燃机冲程系数；

21、3)滚动轴承频率：

22、

23、其中，bsf表示轴承的滚动件损坏频率，rpm表示轴承所在轴的转速，pd表示轴承节径，bd表示轴承滚动件直径，表示滚动件接触角；

24、

25、其中，bpfi表示轴承的内轨道损坏频率，n1表示轴承滚动件的数目；

26、

27、其中，bpfo表示轴承的外轨道损坏频率；

28、

29、其中，ftf表示轴承保持架损坏频率；

30、4)齿轮频率：

31、gmf＝z×rpm   (7)

32、其中，gmf表示定轴齿轮啮合频率，z表示齿轮齿数；

33、

34、其中，gmf1表示行星齿轮啮合频率，z1表示齿圈齿数，n1表示太阳轮转速，n2表示行星架转速；

35、

36、其中，gmf2表示行星齿轮啮合频率，n3表示齿圈转速。

37、11.根据权利要求9所述的动力传动部件减振系统，其特征在于，路况激振频率通过公式(11)计算：

38、f＝v×n4   (11)

39、其中，f表示路况激振频率，v表示车速传感器获取的当前车速，n4表示空间频率，空间频率n4通过公式(10)获得：

40、

41、其中，gx(n4)表示参考空间频率n5下的路面功率谱密度值，n5表示参考空间频率，ω表示频率指数。

42、第四方面，提供一种工程车辆，所述工程车辆配置有第一方面所述的动力传动部件减振装置。

43、第五方面，提供一种工程车辆，所述工程车辆配置有第二方面所述的一种动力传动部件减振系统。

44、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明通过钢丝绳板簧减振结构的两端分别通过一个所述双磁流变阻尼器与动力传动部件连接，同时，所述钢丝绳板簧减振结构的两端分别与车架连接，所述钢丝绳板簧减振结构的中部与动力传动部件连接，实现了动力传动部件的振动及冲击载荷衰减，提高了驾驶舒适性及动力传动部件壳体振动的疲劳寿命；同时，动力传动部件减振装置具备沿垂向和传动轴旋转方向减振及冲击载荷衰减、结构稳定可靠、刚度、阻尼特性可以根据车辆运行工况实时调节等特点。