تحقیقات موتور

تحقیقات موتور

تحلیل دینامیکی زنجیرة انتقال قدرت خودرو: مقایسة فلایویل تک‌جرمی و دو‌جرمی در شرایط عملیاتی مختلف

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان
1 کارشناس اداره روانکاری و اصطکاک، شرکت ایپکو
2 رئیس اداره اصطکاک و روانکاری، شرکت ایپکو
3 رئیس اداره صدا، ارتعاش و توسعه دینامیکی، شرکت ایپکو
4 رئیس اداره کل محاسبات مهندسی، شرکت ایپکو
10.22034/er.2026.2089785.1133
چکیده
در این مطالعه، دینامیک زنجیرة انتقال قدرت یک خودروی سواری مجهز به موتور سه‌سیلندر و جعبه‌دندة پنج‌سرعتة دستی در دو حالت فلایویل تک‌جرمی و دوجرمی شبیه‌سازی و مقایسه گردید. سپس اثر فلایویل دوجرمی بر کاهش نوسانات پیچشی و ارتعاشات انتقال‌یافته به جعبه‌دنده و خودرو در شرایط عملیاتی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور در نرم‌افزار AVL EXCITE™ PowerUnit، مدل سامانه با در نظر گرفتن ۴۴ درجة آزادی پیچشی ایجاد شد و طیف گسترده‌ای از شرایط عملیاتی شامل راه‌اندازی، دور آرام، آغاز حرکت، خزش، جاروب افزایش و کاهش سرعت، شتاب‌گیری آنی مثبت و منفی خودرو و توقف تحلیل گردید. همچنین برای شرایط جاروب سرعت، نتایج شبیه‌سازی در دندة چهارم با داده‌های آزمون تجربی اعتبارسنجی گردید.

نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که فلایویل دوجرمی می تواند در شرایط شبه‌پایدار نظیر سرعت آرام، خزش و جاروب سرعت، نوسانات ورودی به جعبه‌دنده را به‌طور چشمگیری کاهش دهد. در شرایط گذرا رفتار سامانه از پیچیدگی‌های بیش‌تری برخوردار بود. در شرایط عملیاتی راه‌اندازی، توقف و آغاز حرکت، افزایش نوسانات ورودی به جعبه‌دنده و شتاب خطی خودرو مشاهده شد. در مقابل، در آزمون‌های شتاب‌گیری آنی مثبت و منفی، فلایویل دوجرمی موجب کاهش محسوسی در نوسانات محور ورودی جعبه‌دنده گردید.

استفاده از فلایویل دوجرمی به‌طور کلی موجب بهبود رفتار دینامیکی زنجیرة انتقال قدرت می‌شود. با این حال در برخی شرایط عملیاتی گذرا مانند راه‌اندازی، عملکرد آن محدودیت‌هایی دارد. همچنین فلایویل دوجرمی باعث افزایش نوسانات سرعت زاویه‌ای میل‌لنگ می‌شود که در کنار تغییر توزیع ممان اینرسی میان میل‌لنگ و محور ورودی جعبه‌دنده، نیاز به انجام تحلیل‌های تکمیلی برای سایر قطعات نظیر میل‌لنگ را ضروری می‌سازد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Dynamic Analysis of the Automotive Drivetrain: Comparison of Single-Mass and Dual-Mass Flywheels under Different Operating Conditions

نویسندگان English

Mohammad Taher Bayani Hedesh 1
Reza Soltani 2
Hadi Mohamadi Bidhendi 3
Yaghub Abbaszadeh 4
1 Expert of Tribology Department, Irankhodro Powertrain Company (IPCO)
2 Head of Tribology Department, Irankhodro Powertrain Company (IPCO)
3 Head of NVH & Dynamic Development Department, Irankhodro Powertrain Company (IPCO)
4 Head of CAE Department, Irankhodro Powertrain Company (IPCO)
چکیده English

In this study, the dynamics of the drivetrain of a passenger car equipped with a three-cylinder engine and a five-speed manual transmission were simulated and compared in two configurations: single-mass flywheel (SMF) and dual-mass flywheel (DMF). The influence of the DMF on reducing torsional vibrations and drivetrain oscillations transmitted to the gearbox and the vehicle was subsequently evaluated under various operating conditions. For this purpose, a powertrain model with 44 torsional degrees of freedom was developed in AVL EXCITE™ PowerUnit software, and a wide range of vehicle operating scenarios—including engine start-up, idle, vehicle launch, creep, drive and coast speed sweep, tip-in and back-out, and engine stop—were analyzed. In addition, for the driving speed sweep condition, the simulation results in 4th gear were validated with experimental data.

The results indicated that the DMF significantly reduced the torsional fluctuations transmitted to the gearbox in quasi-steady conditions such as idle, creep, drive and coast speed sweep. In transient conditions, however, the system exhibited more complex behavior. During start-up, stop, and launch, an increase in drivetrain oscillations and vehicle linear acceleration fluctuations was observed. In contrast, in tip-in and back-out maneuvers, the DMF led to a noticeable reduction in input shaft oscillations of the gearbox.

Overall, the use of a DMF generally improves the dynamic behavior of the powertrain; however, under certain transient operating conditions, such as engine start-up, its performance exhibits limitations. In addition, the DMF increases crankshaft angular velocity fluctuations. Combined with the altered distribution of inertia between the crankshaft and the transmission input shaft, this requires further analyses of other components, such as the crankshaft, to ensure optimal DMF performance.

کلیدواژه‌ها English

Drivetrain
Conventional Clutch
Dual-Mass Flywheel
Torsional Vibrations

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 12 تیر 1405

  • تاریخ دریافت 12 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 07 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 12 تیر 1405