离合器扭转刚度特性的最佳化

四、离合器扭转刚度特性的最佳化

如上所述，将变速器旋转阻力平衡点设置在1档中间附近十分重要。下面介绍一下这方面的最佳化设计方法。

用图15-17所示的单自由度系统，将发动机到变速器的转速变动传递比例模型化。首先介绍一下，利用该计算模型求取离合器1档扭转刚度特性（k₁，H₁，θ′₁，θ₁）的最佳化方法。在以下的计算中，同时考虑了变速器润滑油的旋转阻力问题。

图15-16 离合器1档刚度对噪声的影响

图15-17 单自由度模型

根据库仑摩擦的单自由度模型，可以查明飞轮强制位移输入x₀（≡θ_FW）对离合器毂的传递。其中，相对位移x_R（≡x_A-x₀），相当于不考虑旋转阻力，从平衡点移开的离合器扭转角，绝对位移x_A相当于主动齿轮的振幅。主动齿轮振幅越小，变速器的齿轮敲击噪声也越小。

运动方程式：

其中，±的区间为：若则为+，若则为-。

I=I_H+I_DP

其中，α为最终减速比；k₁，H₁为离合器1档扭转刚度和微小转矩值（延迟角）；c为变速器油温等阻尼系数；x₀=θ_FW=x₀sin（ωt），为飞轮的强制位移输入。

下式给出了相对转速变动传递比例x_R/x₀和绝对转速变动传递比例x_A/x₀。

式中，p=ω/ω_n为激振力频率和固有频率比，（k₁θ_FW）为库仑摩擦阻尼参数；ζ=1/2c/（I/k）为变速器润滑油阻尼比。若将变速器旋转阻力设为T₀，由平衡点移开的移动角为X，则有

X=T₀/k（15-13）

可变为

x_A-y₀=x_A-x₀+X=x_R+X（15-14）

若由上式定义y₀，则x_A-y₀相当于考虑平衡点的离合器扭转角θ。式（15-11）通常以下式形式出现。

4ζ²＜p²

若不考虑变速器油温对润滑油阻尼的影响，式（15_-11）和式（15_-12）几乎相同。

将以上离合器扭转刚度特性最佳化过程汇总，如图15_-18所示。

图15-18 优化流程

作为绝对转速变动传递比例的评价基准，轻型货车希望B₀=0.427。