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随着社会经济的发展和生活水平的提高,汽车已经逐步成为普通人日常生活和工作的必需品,而良好的车辆NVH特性已成为乘客关注的一个重要因素。影响车辆NVH性能的因素很多,传动系统作为发动机与车轮间传递扭矩的重要系统,因发动机输出扭矩的不规则性,导致整个传动系都会受其影响而产生扭转振动和噪声,使车辆的NVH特性受到影响。双质量飞轮扭转减振器作为降低传动系扭转振动和噪声的有效手段,不仅可以在怠速及行驶工况下对传动系扭矩的波动进行有效的衰减,还能将其扭振共振频率降到怠速以下,因而得到了广泛的应用。但其将传动系扭振共振频率降到怠速以下的同时,致使车辆在启动和熄火工况时势必经过共振区,从而会导致车辆产生较大的共振振幅,这不仅影响车辆的振动、噪声情况,还会降低零部件的使用寿命。为解决该问题,可通过增加阻尼来减小启停工况时的共振振幅,但这将影响车辆怠速及行驶工况的扭振衰减效果,即阻尼特性不能随工况变化的传统双质量飞轮不能同时满足车辆不同工况的需求。本论文是依托国家自然科学基金资助项目:“智能型磁流变式汽车双质量飞轮扭振减振器的设计理论与应用研究”(项目号51205158)进行的。为解决不同工况时传动系对阻尼特性的不同要求,结合磁流变液流变特性可随磁场强度的变化而改变的特性,设计并试制了磁流变液双质量飞轮装置,从而可通过改变励磁线圈电流产生的磁场来控制磁流变液的流变特性,进而实现对双质量飞轮阻尼特性的控制。在启动工况、熄火工况以及其他一些共振工况和大冲击工况为传动系提供大阻尼来衰减共振振幅,而在怠速工况、匀速行驶工况、加速行驶工况及带档滑行工况提供较小的阻尼以隔离发动机扭矩波动向传动系的传递。本文主要包括以下六个部分:1.结合车辆传动系的功用和类型,介绍了传动系常见的扭振问题和控制方法;进而基于传动系扭振控制最为有效方法之一——双质量飞轮扭振减振器,介绍了其功用、结构形式、国内外研究现状及国内生产和装车情况;又介绍了智能材料磁流变液的组成、流变特性及其在车辆上的应用情况,进而引入本文的研究对象——磁流变液双质量飞轮。2.从车辆传动系隔振基本理论出发,阐述了磁流变液双质量飞轮设计开发和研究的必要性。通过从刚度设计、阻尼结构设计、磁路设计和总体结构设计等方面着手,设计出磁流变液双质量飞轮装置。通过对结构进行磁场有限元分析,获得整个磁流变液区域的磁场强度随励磁线圈电流的变化规律,并结合磁流变液的流变特性,对装置的阻尼力矩进行分析,推导出阻尼力矩与结构参数及励磁线圈电流的对应关系,进而验证其阻尼性能是否满足设计要求,最终根据设计方案进行了磁流变液双质量飞轮样件的加工和试制。3.依据磁流变液双质量飞轮的结构,利用AMESim软件建立其仿真模型,基于该模型进行扭转特性分析,获得不同电流时磁流变液双质量飞轮的静止整体扭转特性和静止局部扭转特性,进而通过静态扭转台架和动态扭转台架分别获得整体扭转特性试验曲线和局部扭转试验曲线,并与仿真结果进行对比,验证模型的准确性。进而利用该模型进一步分析磁流变液双质量飞轮高速运转时的扭转特性,分别获得不同电流时的高速整体扭转特性和高速局部扭转特性。4.基于AMESim建立了含有发动机、启动机、磁流变液双质量飞轮、变速箱、传动轴、主减速器、差速器、半轴、车轮及车身的整车传动系模型,依据该模型研究不同电流下,磁流变液双质量飞轮分别在启动工况、熄火工况、怠速工况、匀速行驶工况、加速行驶工况及带档滑行工况时对传动系扭转振动的衰减情况,并对不同电流时的扭振衰减效果进行对比,获得整车传动系各工况对磁流变液双质量飞轮阻尼特性的理想要求。5.利用AMESim和Simulink进行联合仿真,以对不同控制策略下车辆传动系的扭振控制效果进行研究。采用AMESim建立了含磁流变液双质量飞轮的整车传动系模型,采用Simulink建立控制系统模型,然后通过各自的软件接口进行联合仿真分析。分别分析在ON/OFF控制、模糊控制及神经网络控制下,磁流变液双质量飞轮在启动工况、熄火工况、怠速工况、匀速行驶工况、加速行驶工况及带档滑行工况时对整车传动系的扭振控制效果。6.通过对控制器硬件电路、原理图和控制系统软件的设计,设计并制作出磁流变液双质量飞轮的控制器,将控制器和磁流变液双质量飞轮安装到某轻型客车上进行试验测试。通过LMS数据采集仪、霍尔转速传感器等设备,测量不同工况下带有控制器的磁流变液双质量飞轮第一、二质量的转速波动,最终获得带有控制器的磁流变液双质量飞轮分别在启动工况、熄火工况、怠速工况、匀速行驶工况、加速行驶工况及带档滑行工况时对整车传动系扭振的衰减情况。本文通过对磁流变液双质量飞轮结构设计及校核、本体建模仿真及试验验证、传动系建模仿真分析、控制方法研究和控制器制作以及整车试验研究等方面的研究,形成了磁流变液双质量飞轮设计及扭振控制的整体方法和流程,为今后该方面研究提供一定的参考意义。