汽车动力总成悬置系统振动控制设计计算方法研究-振动工程学报2007.12
《2024年汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》范文
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，汽车动力总成悬置系统的性能逐渐成为影响汽车乘坐舒适性和驾驶稳定性的关键因素。
本文旨在通过对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析，提出有效的优化设计方案，以提高汽车的整体性能。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统是连接发动机、变速器等动力总成部件与车身的重要装置，其作用是减少动力总成振动对车身的影响，保证汽车行驶的平稳性和舒适性。
该系统主要由橡胶悬置、金属部件以及相应的控制系统组成。
三、振动分析1. 振动来源汽车动力总成悬置系统的振动主要来源于发动机的燃烧振动、曲轴转动引起的惯性力振动以及路面不平引起的整车振动等。
这些振动通过动力总成传递到悬置系统，进而影响汽车的乘坐舒适性和驾驶稳定性。
2. 振动传递路径振动在动力总成悬置系统中的传递路径主要包括：发动机振动通过橡胶悬置传递到金属部件，再通过金属部件传递到车身。
此外，控制系统也会对振动传递产生影响。
3. 振动影响过大的振动会导致车身抖动、噪音增大，影响乘坐舒适性；同时，也会对动力总成部件产生损伤，降低汽车的使用寿命。
因此，对动力总成悬置系统的振动进行分析至关重要。
四、优化设计1. 设计原则针对汽车动力总成悬置系统的振动问题，优化设计应遵循以下原则：减小振动传递、提高系统刚度、优化控制系统等。
同时，还需考虑系统的轻量化、可靠性以及制造成本等因素。
2. 优化方案（1）材料选择：选用高弹性模量、高阻尼性能的橡胶材料，提高悬置系统的减振性能。
（2）结构优化：通过有限元分析等方法，对悬置系统的结构进行优化设计，减小振动传递，提高系统刚度。
例如，可以调整橡胶悬置的形状、尺寸以及布置位置等。
（3）控制系统优化：通过引入先进的控制算法和传感器技术，实现动力总成悬置系统的智能控制，提高系统的响应速度和减振效果。
（4）多场耦合分析：综合考虑发动机、变速器等动力总成部件的振动特性以及车身的动态响应，进行多场耦合分析，为优化设计提供依据。
汽车动力总成悬置系统振动控制设计计算方法研究
行个悬置点作用于动力总成上的合力为
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万方数据
第６期
上官文斌，等：汽车动力总成悬置系统振动控制设计计算方法研究
应用牛顿第二定律，动力总成的运动方程为 Ｍ戈一ＥＦＭ＋ＥＦ
本文建立了６自由度悬置系统的模型，推导了 在路面激励下或发动机输出扭矩波动时，动力总成 质心位移和悬置支承点动反力频响特性的计算公 式。以一含有液阻悬置的轿车动力总成悬置系统为 研究对象，计算分析了在两种激励下，动力总成质心 位移和悬置支承点动反力的幅频响应，由此分析了 悬置系统中的液阻悬置对动力总成振动控制的作 用，并阐述了动力总成悬置系统中液阻悬置动态特
（１３）
式中 ＥＦ为作用于动力总成上的外力和外力矩 （主要为垂直方向的力和绕曲轴方向的力矩）。将式
（１２）代人式（１３），有
Ｍ岩＋ＫＸ—Ｆ＋ＥＦ
（１４）
式中
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∑Ｋｆ＊
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由方程式（１４），可得动力总成质心位移频响特 性的计算式
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ＥＦ＝０。悬置系统Ｉ，ＩＩ的动力总成质心位移幅频特 性见图５（ａ）和６（ａ）所示。由图５（ａ）可见，悬置系统１ 的动力总成ｚ方向振动位移幅值在９．３ Ｈｚ处出现 峰值。悬置系统中的Ｅｎｇ悬置和Ｔｒａｎｓ悬置主要是 控制动力总成ｚ方向的振动，当Ｅｎｇ悬置采用液阻 悬置、并且在９ Ｈｚ处的滞后角最大时，在路面垂直 位移的激励下，悬置系统ＩＩ中动力总成振动位移的 峰值仅为４．３ ｍｍ，如图６（ａ）所示。由于悬置系统ＩＩ 中的Ｅｎｇ悬置在主工作方向（ｚｏ，）方向的刚度增加 （见图２），并且该悬置的７．２Ａ，方向是垂直的，因而悬置 系统ＩＩ在垂直方向的振动频率略有增加，如图６（ａ） 所示。在动力总成悬置系统中，采用液阻悬置以后， 动力总成在垂直方向的振动从１１．５ ｍｍ下降到４．３ Ｉｎｍ，对动力总成的振动起到了很好的控制作用。
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言随着汽车工业的飞速发展，消费者对汽车性能的要求日益提高，其中，汽车的舒适性和稳定性成为了重要的考量因素。
汽车动力总成悬置系统作为连接发动机与车身的重要部分，其性能的优劣直接影响到整车的振动特性和乘坐舒适性。
因此，对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析及优化设计显得尤为重要。
本文将针对汽车动力总成悬置系统的振动问题进行分析，并提出相应的优化设计方案。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统主要由发动机、离合器、变速器、驱动桥等组成，通过悬置装置与车身相连。
其作用是支撑和固定动力总成，减少振动和噪声的传递，保证汽车的平稳运行。
动力总成悬置系统的性能直接影响到整车的乘坐舒适性和行驶稳定性。
三、汽车动力总成悬置系统振动分析1. 振动产生原因汽车动力总成悬置系统振动的主要原因是发动机的运转产生的激励力以及道路的不平度等因素引起的。
这些激励力通过悬置装置传递到车身，导致整车的振动。
此外，动力总成各部件之间的相互作用也会产生振动。
2. 振动影响分析汽车动力总成悬置系统的振动会影响整车的乘坐舒适性和行驶稳定性。
过大的振动会导致乘客感到不适，严重时甚至会影响到驾驶安全。
此外，振动还会导致动力总成各部件的磨损加剧，降低整车的使用寿命。
四、汽车动力总成悬置系统优化设计1. 设计原则在进行汽车动力总成悬置系统的优化设计时，应遵循以下原则：首先，要保证动力总成的稳定性和可靠性；其次，要尽量减少振动和噪声的传递；最后，要考虑到整车的重量和成本等因素。
2. 优化方案针对汽车动力总成悬置系统的振动问题，可以采取以下优化方案：（1）改进悬置装置的设计：通过优化悬置装置的结构和材料，提高其支撑和减振性能。
可以采用橡胶减震垫、液压减震器等减震元件，以减少振动和噪声的传递。
（2）优化动力总成的布局：合理布置发动机、离合器、变速器等部件的位置和角度，以降低各部件之间的相互作用力，减少振动的产生。
汽车动力总成悬置系统隔振设计分析方法_吕振华
参考文献:[1] 丁渭平.车身结构低频声学分析理论及设计方法研究:[博士学位论文].西安:西安交通大学,2000[2] 孙进才,王冲.机械噪声控制原理.西安:西北工业大学出版社,1993[3] [澳]诺顿M P 著.工程噪声和振动分析基础.盛元生,顾伟豪,韩建明译.北京:航空工业出版社,1993[4] N efske D J,W olf J A ,Jr and How ell L J.St ruc-tur al -acoustic F init e Element A nalysis o f the A u-tomo bile Passeng er Co mpart ment :a Review of Cur rent Pr actice.Jo urnal of Sound a nd V ibr atio n,1982,80(2):247～266[5] 丁渭平,陈花玲.腔体声振耦合分析的对称有限元模型及其特性研究.西安交通大学学报,2000,34(7):58～62[6] 丁渭平,陈花玲,胡选利.腔体声振耦合方程低频解耦误差的研究.噪声与振动控制,2000(4):6～10(编辑 苏卫国)作者简介:丁渭平,男,1968年生。
浙江大学(杭州市 310027)机械与能源工程学院机械工程博士后流动站、万向集团技术中心(杭州市 311215)博士后工作站博士后研究人员。
研究方向为车身结构声学与振动舒适性设计及系统动力学。
发表论文14篇。
文章编号:1004-132Ⅹ(2003)03-0265-05汽车动力总成悬置系统隔振设计分析方法吕振华 教授吕振华 罗 捷 范让林 摘要:动力总成是汽车的主要振源。
动力总成隔振悬置系统的布置设计与发动机缸数、发动机布置方式、汽车动力传动系的型式及整车隔振性能要求等诸多因素有关。
在讨论动力总成悬置系统的设计理论与优化方法的基础上,系统地分析了这些因素对动力总成悬置系统隔振性能设计目标的影响,并针对两种动力总成进行了优化设计计算分析,通过调节悬置的安装位置、安装角度及悬置的三向主刚度,使系统的解耦程度提高。
动力总成--悬置系统振动解耦设计方法
第４１卷第４期２００５年４月机械工程学报ｖ０１．４１Ｎｏ．４ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡｐｒ．２００５动力总成一悬置系统振动解耦设计方法水吕振华范让林（清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京１０００８４）摘要：动力总成一悬置系统获得良好隔振性能的主要方法是最大限度地解除其多自由度振动耦合。
在论述动力总成关于曲轴坐标系、转矩轴坐标系和主惯性轴坐标系的振动解耦原理的基础上，进行了动力总成一悬置系统的弹性解耦特性分析，探讨了对于前、后悬置均采用ｖ形悬置组的振动系统易于达到的弹性解耦程度；提出了ｖ形悬置组布置设计的最小刚度比约束条件和悬置倾角的选择范围，完善了ｖ形悬置组的设计方法。
这些概念和设计方法拓展了动力总成一悬置系统的弹性解耦设计理论。
关键词：动力总成悬置系统振动解耦汽车中图分类号：ｕ４６１．１ＴＢｌ２３Ｏ前言以往复式内燃机为动力源的动力总成是车辆、船舶、动力机械等的主要振源之一。
动力总成的激励主要有较低转速时的转矩波动激励、较高转速时的往复不平衡惯性力激励（特别是四缸四冲程发动机），还有经过轮胎、悬架系统滤波之后的路面不平度激励。
动力总成的转矩波动激励作用在绕发动机曲轴的方向，不平衡惯性力激励作用在气缸中心线的方向，路面不平度激励在大多数情况下也作用在气缸中心线的方向。
最大限度地解除动力总成一悬置系统的多自由度振动耦合是使其具有良好隔振性能的基本方法。
鉴于动力总成所受激励及其作用方向的上述特点，解除动力总成一悬置系统的侧倾自由度、垂向自由度与其他自由度之间的弹性耦合就成为悬置系统设计的关键之一。
在论述汽车动力总成一悬置系统分别关于曲轴坐标系、转矩轴坐标系和主惯性轴坐标系的振动解耦问题与特点之后，进行系统的弹性解耦设计分析，深入探讨常用的Ｖ形悬置组的设计理论和方法，以利于实现Ｖ形悬置组的最优设计方案。
１动力总成一悬置系统的振动解耦在动力总成的悬置系统设计中，应尽可能解除动力总成刚体的６自由度之间的振动耦合，一方面便于减小可能激起共振响应的频带宽度，另一方面便于合理配置其固有振动频率，使激励频率远离共·国家教育部博士点科研基金资助项目（９８０００３２１）。
动力总成悬置系统隔振性能分析与优化设计
动力总成悬置系统隔振性能分析与优化设计汽车动力总成通过悬置系统与车身相连接，如果其振动不能被有效隔离就会传递到车身，一方面会引起车内座椅、方向盘等位置的振动，另一方面也会引起车身壁板的振动，从而向车内辐射噪声，进而影响乘员的听力和舒适性。
另外，汽车行驶时受到路面冲击，若悬置系统设计不当，会使动力总成产生较大的振动幅值，与附近零部件产生干涉。
因此，合理匹配悬置系统的各項动力学参数，有效隔离发动机振动向车身的传递，对于控制整车的振动与噪声，提高车辆的NVH性能是至关重要的。
标签：悬置系统；固有频率；解耦率；隔振性能；ADAMS引言：以某皮卡车辆动力总成悬置系统为研究对象，针对车内振动噪声大的问题，对悬置系统进行优化设计。
在多体动力学软件ADAMS中建立了系统的简化模型，计算其固有特性包括固有频率、解耦率及振型。
结果表明，以动反力最小为优化目标时，悬置系统总受力降低了7.8%，并且主要方向的解耦率大于90%，满足目标要求。
1汽车动力总成悬置系统模型的建立汽车的动力总成包括发动机与变速箱，悬置元件总成通过车身与发动机变速箱相连，其主要功能是用来支撑，隔振与限位。
汽车舱内合理的布置动力总成悬置系统是提升汽车舒适性的关键途径之一。
动力总成的振动及路面的激励通过悬置传递给车身，所以建立合理的动力总成悬置系统模型，并对其模态及解耦率优化分析，是提高动力总成悬置系统隔振性能的主要方法。
悬置系统进行模态分析与优化的目的是提高悬置系统的解耦率，并使各向的模态频率尽可能接近期望值，避开发动机怠速自振频率及道路激振频率。
2 动力总成悬置系统在动力总成悬置系统的优化及设计时，动力总成可以简化为一个具有3个平动和3个转动的刚体模型，如图1所示。
2.1 橡胶悬置元件的动力学模型作为悬置系统的主要隔振材料，橡胶悬置元件的力学模型的分析对动力总成悬置系统的研究极为重要。
橡胶在受力工作时往往会产生一定的滞后效应，这和橡胶的材料特性有关，它不仅具有弹性，同时还具有粘性。
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言随着汽车工业的飞速发展，消费者对汽车的性能和舒适性要求日益提高。
汽车动力总成悬置系统作为汽车的重要组成部分，其性能的优劣直接影响到整车的振动噪声水平以及乘坐舒适性。
因此，对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析，并进行优化设计，对于提高汽车的整体性能具有重要意义。
本文将针对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析，并提出相应的优化设计方案。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统是指将发动机、变速器等动力总成与车身进行连接的装置，其作用是减小动力总成产生的振动和噪声对整车的影响。
该系统主要由橡胶支座、液压支座、金属支座等组成，通过这些支座将动力总成的振动和冲击传递给车身，并起到减振、降噪的作用。
三、汽车动力总成悬置系统振动分析1. 振动产生原因汽车动力总成悬置系统振动的主要原因是发动机工作时产生的激励力，包括往复运动产生的惯性力和旋转运动产生的扭矩。
此外，路面不平、轮胎非线性等因素也会对系统产生一定的振动影响。
2. 振动传递路径动力总成的振动通过悬置系统传递到车身，再传递到车内乘客。
传递路径主要包括橡胶支座、液压支座等部件的弹性变形以及金属支座的刚度传递。
3. 振动分析方法针对汽车动力总成悬置系统的振动分析，可采用实验分析和数值分析两种方法。
实验分析主要通过实车测试和台架试验获取数据；数值分析则通过建立动力学模型，运用有限元等方法进行仿真分析。
四、汽车动力总成悬置系统优化设计1. 设计目标汽车动力总成悬置系统优化设计的目标是在保证动力总成正常工作的前提下，降低整车的振动噪声水平，提高乘坐舒适性。
同时，还需考虑系统的耐久性、可靠性以及制造成本等因素。
2. 优化设计方案（1）材料选择：选用高弹性、高阻尼的材料制作橡胶支座，以提高系统的减振性能。
同时，根据实际需要，可考虑在部分支座中加入液压减振元件，进一步提高减振效果。
（2）结构优化：对悬置系统的结构进行优化设计，如调整支座的布置位置、改变支座的刚度等，以改变振动的传递路径和传递速度，从而达到降低整车振动噪声的目的。
汽车动力总成悬置系统隔振分析及优化设计
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计汽车动力总成悬置系统隔振分析及优化设计刘智聪 岳峰丽 王楷焱沈阳理工大学 汽车与交通学院 辽宁省沈阳市 110159摘 要： 随着汽车技术的发展及车辆设计水平的不断进步，汽车的性能也不断完善，在汽车的整体布置中悬置系统的合理化设计对汽车噪声及汽车振动的影响显得十分重要。
利用多体动力学仿真软件对动力总成悬置系统进行仿真分析和优化设计，利用Adams/View模块进行动力总成悬置系统简化及建模，并进行静态分析得出悬置系统模态解耦率及系统固有频率。
对悬置系统布置位置和刚度进行调整，对系统解耦率及悬置传递力的大小进行优化，对优化前后数据进行分析对比，最终优化后悬置系统的隔振性能有了大幅提升。
关键词：动力总成悬置系统 模态分析 隔振分析 优化1 引言汽车的振动对汽车NVH性能影响很大，汽车在路面正常行驶时有内部因素和外部因素两种因素对汽车振动造成影响。
外部因素主要是因为道路不平而引起汽车行驶时产生颠簸[1]。
内部因素主要是曲柄连杆机构往复惯性力引起的。
汽车动力总成悬置系统主要是由发动机变速器及各个悬置原件组成[2]。
所以合理的布置悬置系统的各项参数对于提升整车的NVH性能尤为重要[3]。
由于悬置系统结构复杂，现将各个悬置系统进行简化，分析单自由度系统振动模型隔振理论[4]。
本文首先对动力总成悬置系统利用多体动力学仿真软件ADAMS进行固有频率分析得到各阶模态能量，后将悬置系统的位置及刚度作为优化变量。
以悬置传递力的大小作为优化目标进行优化，对比优化前后数据得出结论。
2 动力总成悬置系统仿真分析2.1 建模参数本文所研究的悬置系统为三点式布置形式，具体参数如下图所示：表1 动力总成各悬置点坐标（mm）表2 动力总成各悬置方向上的刚度(N/mm)表3 动力总成质心位置坐标(mm)2.2 仿真分析利用多体动力学分析软件ADAMS进行动力总成悬置系统静态分析，可得到系统各Vibration Isolation Analysis and Optimization Design of Automobile Power-train Suspension SystemLiu Zhicong，Yue Fengli，Wang KaiyanAbstract： W ith the development of automobile technology and the continuous improvement of the level of vehicle design, the performance of automobiles is constantly improving. In the overall layout of the automobile, the rational design of the suspension system has a very important effect on automobile noise and automobile vibration. The paper uses multi-body dynamics simulation software to perform simulation analysis and optimization design of the power-train suspension system, uses Adams/View module to simplify and model the power-train suspension system, and perform static analysis to obtain the suspension system modal solution coupling rate and natural frequency of the system. The placement and stiffness of the suspension system are adjusted, the decoupling rate of the system and the transmission force of the suspension are optimized, and the data before and after optimization are analyzed and compared. After the optimization, the vibration isolation performance of the suspension system has been greatly improved.Key words：power-train mounting system, modal analysis, vibration isolation analysis, optimization134AUTO TIMEAUTO TIME135| 汽车设计时代汽车 阶解耦率及振动情况，结果如表5所示。
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》范文
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言汽车动力总成悬置系统作为车辆动力传递与振动控制的关键部分，其性能的优劣直接关系到整车的驾驶舒适性和行驶稳定性。
因此，对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析，并进行相应的优化设计，是汽车工程领域研究的重要课题。
本文将深入探讨汽车动力总成悬置系统的振动问题，分析其成因，并针对现有问题提出优化设计方案。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统主要由发动机、变速器、离合器等组成，通过悬置装置与车架相连。
其作用是支撑和固定动力总成，同时减少振动和噪声的传递，保证驾驶的舒适性和行驶的稳定性。
三、汽车动力总成悬置系统振动分析1. 振动产生原因汽车动力总成悬置系统振动的主要原因是发动机运转时产生的激励力，包括燃烧力、惯性力和摩擦力等。
此外，道路不平、车辆行驶中的颠簸等也会对悬置系统产生振动。
2. 振动影响分析振动不仅会影响驾驶的舒适性，还会对车辆的行驶稳定性、零部件的寿命和车辆的噪音产生影响。
长期受到振动的零部件容易出现松动、磨损等问题，影响车辆的正常运行。
四、汽车动力总成悬置系统优化设计针对汽车动力总成悬置系统的振动问题，本文提出以下优化设计方案：1. 材料选择优化选用高强度、轻量化的材料，如铝合金、高强度塑料等，以降低系统质量，提高其刚度和减振性能。
同时，采用阻尼材料，如橡胶等，以吸收振动能量，减少振动传递。
2. 结构优化设计对悬置系统的结构进行优化设计，如增加支撑点、改变支撑方式等，以提高系统的稳定性和减振性能。
同时，采用多级减振设计，使系统在不同频率下的减振效果更加明显。
3. 控制系统优化通过引入先进的控制系统，如液压控制系统、电子控制系统等，对悬置系统的振动进行实时监测和控制。
通过调整控制参数，使系统在不同工况下都能保持良好的减振性能。
五、结论通过对汽车动力总成悬置系统的振动分析，我们发现其产生的主要原因包括发动机运转产生的激励力和道路、行驶中的颠簸等外部因素。
《2024年汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》范文
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言随着汽车工业的飞速发展，消费者对汽车的性能和舒适性要求越来越高。
其中，汽车动力总成悬置系统的振动问题直接影响着汽车的乘坐舒适性和驾驶稳定性。
因此，对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析及优化设计，成为当前汽车工程领域的研究热点。
本文将就汽车动力总成悬置系统的振动问题展开分析，并提出相应的优化设计方案。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统是连接发动机和车架的重要部件，其主要作用是减少发动机振动对汽车乘坐空间的影响，提高汽车的乘坐舒适性和驾驶稳定性。
该系统通常由发动机悬置、橡胶支座、减震器等组成。
三、汽车动力总成悬置系统振动分析1. 振动来源分析汽车动力总成悬置系统的振动主要来源于发动机的运转和道路的不平。
发动机的运转会产生周期性的激励力，使得发动机本身和整个动力总成产生振动。
而道路的不平则会使汽车产生颠簸，进一步传递到动力总成悬置系统，引起振动。
2. 振动传递路径分析振动通过发动机悬置、橡胶支座等传递到车架，再通过车架传递到车身。
在这个过程中，各个部件的刚度和阻尼特性对振动的传递和衰减起着重要作用。
3. 振动对汽车性能的影响振动会影响汽车的乘坐舒适性和驾驶稳定性。
长时间的振动会使乘客感到不适，甚至影响驾驶安全。
此外，振动还会对汽车的悬挂系统、转向系统等产生影响，降低汽车的整体性能。
四、汽车动力总成悬置系统优化设计1. 材料选择与结构优化在材料选择方面，可以采用高强度、轻量化的材料，如铝合金、复合材料等，以降低整个动力总成的重量，减少振动。
在结构方面，可以通过优化发动机悬置的结构、增加橡胶支座的刚度和阻尼等措施，提高整个系统的减振性能。
2. 动态性能分析通过建立动力总成悬置系统的有限元模型，进行动态性能分析。
根据分析结果，调整各部件的参数，如刚度、阻尼等，以优化系统的减振性能。
同时，还需考虑系统的频率响应特性，确保在各种工况下都能保持良好的减振效果。
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，汽车动力总成悬置系统的性能对整车舒适性和耐久性的影响日益显著。
汽车动力总成悬置系统作为连接发动机和车身的重要部分，其振动特性的优劣直接关系到整车的运行平稳性和乘坐舒适性。
因此，对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析及优化设计显得尤为重要。
本文旨在探讨汽车动力总成悬置系统的振动分析方法及优化设计策略。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统主要由发动机、悬置支架、橡胶衬套、减震器等组成，其作用是支撑和固定发动机，减少发动机振动对整车的影响，保证车辆行驶的平稳性和乘坐的舒适性。
三、汽车动力总成悬置系统振动分析1. 振动来源分析汽车动力总成悬置系统的振动主要来源于发动机的运转和路面传递的振动。
发动机的运转会引发振动和噪声，这些振动和噪声会通过悬置系统传递到整车。
此外，路面不平度等外界因素也会引起汽车的振动，进而影响到动力总成悬置系统的稳定性。
2. 振动传递路径分析汽车动力总成悬置系统的振动传递路径主要包括发动机与悬置支架之间的连接、悬置支架与车身之间的连接等。
在振动传递过程中，各部分之间的相互作用和影响会导致振动的传递和衰减过程复杂多变。
3. 振动特性分析针对汽车动力总成悬置系统的振动特性，可采用实验和仿真分析方法。
实验方法主要包括模态测试、频谱分析等，可获取系统在不同工况下的振动特性；仿真分析则可通过建立动力学模型，分析系统在不同参数下的振动响应。
四、汽车动力总成悬置系统优化设计针对汽车动力总成悬置系统的振动问题，可采取以下优化设计策略：1. 材料选择与结构优化选用高强度、低刚度的材料，如铝合金等，以减轻系统重量，提高系统刚度和减震性能。
同时，对系统结构进行优化设计，如改进悬置支架的结构布局、优化橡胶衬套的形状和硬度等。
2. 动力学参数优化通过仿真分析，调整系统动力学参数，如刚度、阻尼等，以改善系统的振动特性。
同时，根据实际工况和需求，合理匹配发动机与车身的连接方式，以降低整车的振动水平。
汽车动力总成悬置系统隔振特性研究
汽车动力总成悬置系统隔振特性研究摘要：在改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，在发展和建设上面都坚持可持续发展的道路，而汽车是人们日常生活中必须要用的工具之一，也对汽车乘坐舒适性有很高的要求，良好的平顺性和低噪声是我们国家对汽车的特色之一，改善汽车的乘坐舒适性和噪声等方面，在设计合理的汽车动力总成悬置系统隔振特性中加入，系统隔振特性可以明显地降低汽车在发动机工作时产生的振动力和高频噪音等，保证了汽车在不同的路面更好的行驶。
关键词：汽车动力总成；悬置系统；隔振特性；设计和优化引言汽车在我国有不同的种类，例如轿车，又称小客车，座位一般不超过9个（包括驾驶员座位），有些客车，座位为9个以上（驾驶员座位在内），包括城市公共汽车、公路客运汽车、旅游客车，专用运输车，按运输货物的特殊要求设计，有专用车厢并装有相应附属设备的运输车的自卸汽车，在救护车这种类型中要很好研究汽车动力总成悬置系统隔振效果。
悬置系统就是用于减少并控制发动机振动的传递，并起到支承作用的汽车动力总成件的作用。
1.汽车动力中的悬置系统在我国遇到的问题汽车中的动力是由如煤、核能、水力等，对石油资源为发动力的。
要充分利用经济效益。
有些研究表明，同样的原油经过粗炼，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，加入了悬置系统很有效的提高了我们汽车的稳定性，汽车整车系统振动特性的研究进展。
我国对于动力总成悬置系统与整车系统联系起来考虑不够周全，在移动模态配置垂直振动模态与滚动模态为目标，以悬置的位置和刚度设计，没有很好的进行整车优化，使得怠速状态下，乘员座的响应没有改变，还有液压悬置的力传率为隔振性能的评价。
我国起着中的行驶系统就是支撑车身的部分，包括轮胎和悬架，要学会降低汽车驾驶室振动相对能量和发动机悬置系统各阶段的考虑，要研究动力总成悬置系统基本参数，分析和比较悬置原件的各主轴刚度为参数研究和设计，驱动系统包括差速器，万向节，同步器和耦合器的连接不够完善，有着一定的局限性，其中动力总成就是发动机系统和变速箱，用动力能源作为资源和发展，有些说法中悬持系统就是悬置系统，即使动力连接车身或车架的系统；悬架系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称；底盘系统包括上面全部，这都是汽车的系统和结构之一，要想很好的建设和设计汽车动力装置，我国汽车的发展道路还任重而道远。
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，汽车动力总成悬置系统的性能已成为决定汽车乘坐舒适性和驾驶稳定性的关键因素之一。
然而，由于动力总成系统在运行过程中产生的振动和噪音，严重影响了汽车的性能和使用寿命。
因此，对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析，并进行优化设计，具有重要的理论价值和实践意义。
本文将重点对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析，并探讨其优化设计的方法和措施。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统主要由发动机、变速器、离合器等组成，是汽车的核心部件之一。
其作用是支撑和固定动力总成，减少振动和噪音的传递，保证汽车行驶的平稳性和舒适性。
然而，由于动力总成系统的复杂性和运行环境的多样性，使得其振动问题较为突出。
三、汽车动力总成悬置系统振动分析（一）振动产生的原因汽车动力总成悬置系统振动产生的原因主要包括发动机的燃烧过程、变速器的齿轮啮合、离合器的接合与分离等。
此外，道路不平度、车辆行驶速度等因素也会对系统振动产生影响。
（二）振动分析的方法目前，常用的汽车动力总成悬置系统振动分析方法包括实验分析和仿真分析。
实验分析主要通过在真实环境下对系统进行测试，获取其振动数据；仿真分析则通过建立系统的数学模型，利用计算机软件进行模拟分析。
（三）振动的影响汽车动力总成悬置系统的振动会直接影响汽车的乘坐舒适性和驾驶稳定性。
同时，长时间的振动还会导致系统零部件的磨损和损坏，影响汽车的使用寿命。
四、汽车动力总成悬置系统优化设计（一）优化设计的目标汽车动力总成悬置系统优化设计的目标主要包括提高汽车的乘坐舒适性和驾驶稳定性，延长汽车的使用寿命，降低噪音和振动等。
（二）优化设计的措施1. 改进材料：采用高强度、轻量化的材料，提高系统的刚度和减振性能。
2. 优化结构：通过改变系统的结构形式和参数，如增加橡胶减振器、调整悬置点的位置等，提高系统的减振效果。
3. 智能控制：利用现代控制技术，如主动悬挂系统、半主动悬挂系统等，实现对系统振动的主动控制。
《2024年汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》范文
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，汽车动力总成悬置系统的性能对于整车舒适性和稳定性越来越重要。
汽车动力总成悬置系统作为连接发动机和车身的重要部件，其振动特性直接影响到汽车的乘坐体验和行驶安全。
因此，对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析，以及进行优化设计，已经成为汽车研发过程中的重要课题。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统主要由发动机、悬置支架、橡胶支座等组成。
其主要功能是减少发动机振动对车身的影响，同时通过合理的布局和设计，提高整车的乘坐舒适性和行驶稳定性。
在汽车行驶过程中，由于发动机的工作特性和路面条件等因素的影响，动力总成悬置系统容易产生振动和噪声。
因此，如何对这种振动进行分析并对其进行优化设计是本研究的重点。
三、汽车动力总成悬置系统振动分析1. 动力学模型建立为了更好地了解动力总成悬置系统的振动特性，需要建立其动力学模型。
该模型应包括发动机的振动特性、悬置支架的结构特性以及橡胶支座的动态特性等。
通过建立模型，可以模拟出汽车在不同路况下的振动情况，为后续的振动分析和优化设计提供依据。
2. 振动特性分析通过动力学模型的分析，可以得出动力总成悬置系统的振动特性。
主要包括系统的固有频率、振型和阻尼比等参数。
这些参数对于理解系统的振动特性和进行优化设计具有重要意义。
四、汽车动力总成悬置系统优化设计1. 设计目标与约束条件在进行优化设计时，需要明确设计目标。
一般来说，优化设计的目标包括提高乘坐舒适性、降低噪声和减少振动等。
同时，还需要考虑一些约束条件，如发动机的安装空间、悬置支架的结构强度等。
2. 优化方法与步骤针对上述设计目标和约束条件，可以采用多种优化方法进行设计。
如多目标优化算法、有限元分析等。
在优化过程中，需要逐步调整系统的参数，如橡胶支座的刚度、阻尼等，以达到最优的振动性能。
五、实例分析以某款汽车的动力总成悬置系统为例，通过建立其动力学模型，对其振动特性进行分析。
动力总成悬置系统振动灵敏度分析与优化设计
上海内燃机研究所硕士研究生学位论文动力总成悬置系统振动灵敏度分析与优化设计作者姓名：夏永文指导老师：袁卫平叶怀汉专业：动力机械及工程选题时间：2011年4月上海内燃机研究所研究生学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下独立进行的研究工作所取得的成果。
除文中已注明的引用的内容外，不包括任何未加注明的个人或集体已经公开发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。
学位论文作者签名：日期：上海内燃机研究所学位论文版权使用授权书本人完全了解上海内燃机研究所关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意按照要求提交学位论文的印刷本和电子版，研究所有权保存学位论文印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；研究所有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的借阅服务；研究所有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。
保密□，在年解密后适时用于授权书。
本学位论文属于不保密□。
（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：摘要随着汽车技术的发展，发动机引起的振动问题日益突出，人们对悬置的设计与优化越来越重视。
悬置设计的优劣将直接影响到动力总成系统的振动特性，影响相关零部件的使用寿命。
通过悬置设计优化提高隔振性能及稳健性已越来越受重视。
本文通过阅读大量的文献，介绍了国内外悬置系统的研究概况，分析了悬置元件与悬置系统设计的一些基本设计要求和设计准则。
建立动力总成悬置系统的六自由度动力学模型，运用MATLAB对某客车悬置系统进行模态计算分析。
并运用直接求导法与正交试验法计算悬置系统解耦率对刚度及位置的灵敏度，分析各悬置的刚度误差对系统的实际解耦率的影响，指出现有系统解耦率较低的原因并为优化指明方向。
在解耦率对刚度的灵敏度分析的基础上，选择合适的变量，以悬置系统的解耦率为目标函数，运用罚函数对目标函数关于刚度的灵敏度进行约束，综合考虑频率的合理分布，通过遗传算法对动力总成系统悬置刚度进行优化计算。
4 汽车动力总成悬置系统振动控制设计计算方法研究
由于橡胶悬置的动刚度和滞后角在低频范围内(0～20 Hz)变化 不大, 在对悬置系统I 进行动态特性的分析时, 各个悬置在局
部坐标系下的动刚度取其静刚度的1.3倍, 滞后角取6°
3.1 路面位移激励下, 动力总成质心位移与 悬置动反力的幅频响应
在路面单位垂直位移的激励下, 公式(14) 中的EF = 0。悬置 系统I, II 的动力总成质心位移幅频特性见图 若液阻悬置主要用于控制动力总成在垂直方向的位移, 其滞后角峰值大小的选取原则为: 在路面单位垂直位移 的激励下, 动力总成垂直方向位移幅频特性的峰值应小
引 言
• 将悬置系统简化为一个6自由度的模型, 利用该模型 研究了如何利用液阻悬置控制动力总成在垂直方向和 绕曲轴扭转方向的振动。但6自由度模型及提出的计 算方法过于简单, 不能用于实际动力总成悬置系统的 振动控制设计。尽管实验已证明了液阻悬置可以有效
地控制动力总成的低频振动, 却鲜有液阻悬置在动力
Mobility（动刚度）目标值的确定
• 根据Benchmark的数据 • 根据隔振效果的要求 • 根据隔振垫（悬置）的动刚度
• 动刚度/Mobility反映连接界面点的局部动态 特性
• 在有隔振要求的连接界面上，两边的金属 部件的动刚度越大，隔振橡胶动刚度相对 越小，力的传递隔离效果越好－－但同时 必须考虑橡胶刚度太小导致的位移过大问 题
有较好的隔振效果
Mobility与隔振
若悬置非常软， j K 0， Mk K Mb M p TR 0 Mb M p 没有力的传递完全隔振 但动力总成无法安装
动力总成 悬置
车身
Mobility与隔振
• 当悬置的动刚度远小于车身和动力总成连接处的 动刚度时，可以有效隔振 • 或者说：当悬置的Mobility远大于车身和动力总成 连接处的Mobility时，可以有效隔振
汽车动力总成悬置系统振动控制设计计算方法研究
汽车动力总成悬置系统振动控制设计计算方法研究
上官文斌;黄天平;徐驰;顾彦
【期刊名称】《振动工程学报》
【年(卷),期】2007(020)006
【摘要】建立了含有液阻悬置的动力总成悬置系统振动控制分析模型,当动力总成在路面激励和绕曲轴扭转方向激励下,给出了动力总成质心位移和悬置支承点动反力频响特性的计算公式;计算了一轿车动力总成质心位移和悬置支承点动反力的幅频响应,由此阐述了动力总成悬置系统中液阻悬置滞后角峰值频率和滞后角峰值大小设计的方法.计算结果表明,利用该方法设计的液阻悬置的动态特性,可以有效地控制动力总成在垂直方向的振动和绕曲轴方向扭转振动,减小悬置支承点动反力的幅值,从而减小车身的振动和降低车内噪声.
【总页数】7页(P577-583)
【作者】上官文斌;黄天平;徐驰;顾彦
【作者单位】华南理工大学汽车工程学院,广东,广州,510641;宁波拓普声学振动技术有限公司,浙江,宁波,315800;华南理工大学汽车工程学院,广东,广州,510641;宁波拓普声学振动技术有限公司,浙江,宁波,315800;泛亚汽车技术中心有限公司,上海,201201
【正文语种】中文
【中图分类】TH113;U464
【相关文献】
1.液阻悬置动特性建模及汽车动力总成悬置系统振动控制优化 [J], 万里翔;吴杰;上官文斌
2.汽车动力总成悬置动态特性及悬置系统振动控制设计 [J], 蒋开洪;徐驰;上官文斌
3.汽车动力总成悬置系统位移控制设计计算方法 [J], 上官文斌;徐驰;黄振磊;李岐;李涛
4.某混合动力客车动力总成悬置系统的设计计算 [J], 霍新强;沈海燕
5.汽车动力总成悬置系统振动解耦计算方法研究 [J], 李志强;陈树勋;韦齐峰
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汽车动力总成悬置系统隔振特性仿真优化
汽车动力总成悬置系统隔振特性仿真优化随着人们生活水平的提高，汽车乘坐舒适性越来越受到人们的重视。
其中汽车NVH性能是评价汽车舒适性的关键指标之一。
动力总成悬置系统对整车的振动有着较大的影响，它的功能主要是隔振，支撑，限位。
其中支撑和限位在悬置系统的设计中较易实现，隔振功能在实车中受影响的因素较多，不易满足隔振要求。
动力总成悬置系统的首要功能是隔离动力总成振动向车身及车厢内部的传递，尤其是控制发动机在怠速工况下的低频抖动，并隔离发动机在高速运转时引起的车厢内高频噪声。
因此动力总成悬置系统对整车隔振起着至关重要的作用。
悬置系统的合理设计，能有效的起到隔振作用。
标签：动力总成；悬置系统；隔振传递率；优化设计引言：动力总成悬置系统隔振性能的优劣影响整车的NVH特性。
设计合理的动力总成悬置系统可有效地降低整车的振动和噪声，改善汽车的乘坐舒适性，还可延长发动机和其他零部件的使用寿命。
一般提高系统的隔振性能主要通过两种方式：其一，改变悬置元件本身的结构，使之具有最佳的隔振性能；其二，通过对悬置系统相关参数进行合理配置，达到最优的隔振效果。
1悬置系统隔振原理1.1自由振动最简单的振动由重块和弹簧组成，自振频率的计算公式：其中K为弹簧刚度，m为重块质量。
实际上阻尼的存在会导致振动振幅逐渐减小，直至振动完全停止，这种现象称为有阻尼的自由振动。
动力总成的悬置系统阻尼很小，假设忽略不计，简化为最基本的模型，动力总成相当于重块，悬置系统相当于弹簧，因此可计算出悬置系统的自振频率。
由公式可知悬置软垫的刚度对悬置系统的自振频率大小起着关键性的作用。
1.2强制振动在有阻尼的自由振动中，同时向重块施加一个周期性的力，即存在强制的外激振动，此时重块有自由振动又有外激的强制振动，两个振动叠加，即为受迫振动。
显然，发动机悬置系统的振动属于受迫振动。
有两类强制的外激振源，一类是内振源，即是发动机本身引起的振动，另一类是外振源，是由道路不平引起的，并通过轮胎悬架车身传递给动力总成，这种道路不平引起的振动，频率较低，大约在1—3HZ。
《某乘用车动力总成悬置系统隔振分析与优化设计》
《某乘用车动力总成悬置系统隔振分析与优化设计》一、引言随着汽车工业的快速发展，乘用车的动力性能和舒适性越来越受到消费者的关注。
动力总成悬置系统作为连接发动机与车身的重要部分，其隔振性能的优劣直接影响到整车的驾驶平稳性和乘坐舒适性。
因此，对某乘用车动力总成悬置系统的隔振分析与优化设计显得尤为重要。
本文将针对某乘用车动力总成悬置系统进行隔振分析，并提出相应的优化设计方案。
二、动力总成悬置系统概述动力总成悬置系统主要由发动机、悬置元件、支架等组成，其作用是减小发动机振动对车身的影响，提高整车的驾驶平稳性和乘坐舒适性。
该系统通过合理的结构设计，将发动机的振动能量有效地传递到车身，同时减小振动对其他部件的影响。
三、隔振分析1. 振动源分析：发动机在工作过程中产生的振动是主要的振动源。
这些振动通过悬置系统传递到车身，影响整车的驾驶性能和乘坐舒适性。
2. 传递路径分析：发动机的振动通过悬置元件、支架等传递到车身。
在这个过程中，各部件的刚度、阻尼等特性对振动的传递有重要影响。
3. 隔振性能评估：通过对动力总成悬置系统的振动特性进行分析，可以评估其隔振性能。
在实际应用中，可采用实验测试和仿真分析相结合的方法，对隔振性能进行评估。
四、问题与挑战在动力总成悬置系统的隔振设计与应用过程中，面临以下问题与挑战：1. 悬置元件的刚度与阻尼特性难以同时满足低频和高频的隔振需求。
2. 支架结构的优化设计难度较大，需考虑结构强度、刚度、质量等多方面因素。
3. 整车布局的限制对动力总成悬置系统的设计提出更高的要求。
五、优化设计方案针对上述问题与挑战，提出以下优化设计方案：1. 优化悬置元件的设计：通过调整材料的弹性模量、密度等参数，使悬置元件在低频和高频范围内均具有较好的隔振性能。
同时，可考虑采用橡胶等具有非线性特性的材料，以提高悬置元件的隔振效果。
2. 支架结构优化：采用有限元分析等方法，对支架结构进行优化设计。
在满足结构强度和刚度要求的前提下，减轻支架的质量，从而提高整车的燃油经济性和驾驶性能。
汽车动力总成-悬置系统的简化及其启发
汽车动力总成-悬置系统的简化及其启发范让林;黄元毅;吕兆平【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2010(000)004【摘要】动力总成是汽车的主要振源,设计一套良好的动力总成隔振悬置系统是获得整车良好振动噪声特性的主要任务之一.悬置系统的设计优化、解耦程度的评价及其固有频率与汽车其他子系统之间的合理匹配,一般都基于动力总成-悬置的简化子系统进行.系统简化必然引入一定的误差,因此有必要对设计结果进行修正.基于动力总成-悬置-车身-悬架系统的垂向振动全模型,详细分析了作为动力总成基础的车身质量以及悬架刚度对动力总成固有频率的影响规律,指出了动力总成-悬置简化子系统的设计分析结果的修正方法,阐释了自由-自由模态测试中悬吊刚度对模态频率测试结果的影响规律以及耦合系统对各子系统固有频率的影响规律.这些结论对汽车动力总成隔振降噪的设计开发及试验验证具有较好的理论和工程指导意义.【总页数】3页(P8-10)【作者】范让林;黄元毅;吕兆平【作者单位】北京科技大学,车辆工程系,北京,100083;上汽通用五菱汽车股份有限公司,技术中心,柳州,545007;上汽通用五菱汽车股份有限公司,技术中心,柳州,545007【正文语种】中文【中图分类】TH113;U461;O321;TB123【相关文献】1.重型汽车动力总成悬置系统稳健优化设计 [J], 尹庆;钟海兵;郭春杰;焦黎明;唐飞宇2.汽车动力总成主动悬置系统力跟踪控制研究 [J], 陈哲明;王恒;付江华;陈宝3.汽车动力总成主动悬置系统分层控制策略研究 [J], 陈哲明;王恒;陈勇;富丽娟4.汽车动力总成悬置系统的多目标优化方法 [J], 姜立标;罗健5.汽车动力总成全套悬置系统台架耐久模拟试验研究 [J], 徐有忠;章礼文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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14120 0101 2109 0129 85192 7116 4154
3 侧倾、俯仰和横摆运动分别为动力总成绕坐标轴X 2、Y 2和 Z 2轴的转动。
11162 6174 0150 0106 4106 86199 1165
13118 2127 0152 0100 6187 0166 89168
K = K 1 + jK 2
(1)
式中 K 1, K 2 分别为存储刚度和损失刚度。动刚度 和滞后角的定义为[6 ]
Kd =
K
2 1
+
K
2 2
,
tan
(Η)
=
K2
K1
(2)
Ξ 收稿日期: 2006205219; 修订日期: 2007205230 基金项目: 国家自然科学基金 (50575703) ; 汽车安全与节能国家重点实验室开放基金 (KF2006206) ; 广东省电动汽车研 究重点实验室开放基金 (B 21E406012)
的位移U i 与G 02X Y Z 坐标系中的位移U i 之间的关系
为
U i = A iU i
(5)
式 中 A i 为第 i 个悬置的 3 个弹性主轴在 G 02X Y Z
坐标系中的方向余弦矩阵。
当地面有垂直位移激励 z ( t) 时, 设各个悬置悬
下点的位移与路面的激励位移相同, 则悬置 i 的悬
3 计算实例
图 3 为一横置轿车动力总成悬置系统的俯视 图, 该悬置系统中的 T ran s 和 T ran s2rea r 悬置为橡 胶悬置, Eng 和 Eng2fron t 悬置为液阻悬置。Eng 和 Eng2fron t 悬置分别用于控制动力总成在垂直方向 (Z 向) 和绕曲轴方向 (Y 向) 的振动。
悬置系统中的每个悬置简化成沿其 3 个垂直的
弹性主轴方向具有刚度和阻尼的元件[4, 5], 悬置的 3
个弹性主轴方向分别用u i, v i 和w i 表示。悬置与发动 机相联的点定义为悬上点, 与车身或副车架相联的
点定义为悬下点。 悬置在 3 个弹性主轴方向的动特
性用复刚度K 或动刚度K d、滞后角Η(或阻尼系数C ) 表征[6, 7 ]。 复刚度 K 的定义为[6～ 8 ]
关键词: 动力总成悬置系统; 液阻悬置; 振动控制; 设计计算 中图分类号: TH 113; U 464 文献标识码: A 文章编号: 100424523 (2007) 0620577207
引 言
汽车动力总成悬置系统是指动力总成与车架或 车身之间的弹性连接系统, 包括汽车动力总成和悬 置元件, 该系统设计的优劣直接影响汽车的乘座舒 适性。 近年来, 随着汽车的轻量化设计、平衡性较差 的四缸发动机的广泛使用, 尤其是发动机前置 (横 置) ——前驱动型式在轿车中的广泛应用, 动力总成 的振动对汽车平顺性的影响越来越突出。 在动力总 成低频振动控制设计计算中, 已发表的论文大都将 悬置视为橡胶悬置[1, 2]。 Ish iham a 等人将悬置系统 简 化为一个 2 自由度的模型[3], 利用该模型研究了 如何利用液阻悬置控制动力总成在垂直方向和绕曲 轴扭转方向的振动。 但 2 自由度模型及提出的计算 方法过于简单, 不能用于实际动力总成悬置系统的 振动控制设计。 尽管实验已证明了液阻悬置可以有 效地控制动力总成的低频振动, 却鲜有液阻悬置在 动力总成中匹配设计方法文献的报道。
580
振 动 工 程 学 报
第 20 卷
表 5 动力总成悬置系统的固有频率和解耦率
频率 H z
X向
Y向
解耦率 %
Z向 侧倾3
俯仰3
横摆3
8101 90140 0107 0151 0102 4194 4106
7130 0104 96173 0106 2195 0120 0102
9127 0155 0111 99108 0118 0105 0104
(7)
式中 k i 为悬置 i 在其弹性主轴坐标系下的复刚度
矩阵, 表达式为
k ′ui +
jk
” ui
0
0
ki =
0
k ′vi +
jk
” vi
0
0
0
k ′w i + jkw”i
将力 f i 转换成Gቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ02X Y Z 坐标系下的力 F i, 有
图 2 液阻悬置的动态特性
图 2 为一液阻悬置在低频、大振幅激励下, 其主 工作方向 (一般为垂直方向) 动态特性的实测值, 由 图可见, 液阻悬置可在某一频率附近具有较大的刚 度和阻尼。在轿车动力总成悬置系统中, 一般应用 1 ～ 2 个液阻悬置, 当动力总成在垂直方向受到激励 或当传动系统输出扭矩波动时 (此二激励均为低频、 大振幅激励) , 液阻悬置用于控制动力总成在这两个 二方向上的大振幅振动。
表 1 动力总成的惯性参数 (kg·m 2)
IX X
IYY
IZZ
IX Y
IYZ
151849 71266 121590 - 01797 21992
I ZX 01068
表 3 悬置在其局部坐标系下的静刚度
悬置
局部坐标系 静刚度 (N ·mm - 1)
ui
150
Eng
vi
140
wi
160
ui
80
T ran s
图 3 轿车动力总成悬置系统示意图
动力总成的质量为 26612 kg, 惯性参数 (绕 X , Y , Z 轴的转到惯量 IXX , IYY, IZZ 和惯性积 IX Y, IYZ, I ZX ) 见表 1; 各悬置在汽车坐标系中的安装位置见表 2; 各悬置在局部坐标系下的静刚度见表3; 各悬置的 安装方位见表 4。
2 动力总成质心位移和悬置支承点动 反力频响特性的计算方法
图1 所示的悬置系统中, 第 i 个悬置的悬上点在
第 5 期
上官文斌, 等: 汽车动力总成悬置系统振动控制设计计算方法研究
579
应用牛顿第二定律, 动力总成的运动方程为
M Xβ = E FM + E F
(13)
式中 EF 为作用于动力总成上的外力和外力矩
第 20 卷第 6 期 2007 年 12 月
振 动 工 程 学 报
Jou rna l of V ib ra t ion Eng ineering
V o l. 20 N o. 6 D ec. 2007
汽车动力总成悬置系统振动控制设计计算方法研究Ξ
上官文斌1, 2, 黄天平1, 徐 驰2, 顾 彦3
(主要为垂直方向的力和绕曲轴方向的力矩)。 将式
(12) 代入式 (13) , 有
表 2 悬置在汽车坐标系中的安装位置
悬置
Eng T ran s
在汽车坐标系中的坐标 mm
X
Y
Z
- 4215
50616
181
57
- 44813
181
Eng2fron t T ran s2rea r
- 267 315
- 22 - 37
本文建立了 6 自由度悬置系统的模型, 推导了 在路面激励下或发动机输出扭矩波动时, 动力总成 质心位移和悬置支承点动反力频响特性的计算公 式。 以一含有液阻悬置的轿车动力总成悬置系统为 研究对象, 计算分析了在两种激励下, 动力总成质心 位移和悬置支承点动反力的幅频响应, 由此分析了 悬置系统中的液阻悬置对动力总成振动控制的作 用, 并阐述了动力总成悬置系统中液阻悬置动态特
- 146 - 209
由方程式 (14) , 可得动力总成质心位移频响特 性的计算式
X (f ) = (- M Ξ2 + K) - 1 (F (f ) + E F (f ) ) (15)
如不考虑路面的激励, 则 F = 0; 如果只考虑路 面的激励, 则E F = 0。当动力总成位移的频响特性求 出后, 第 i 个悬置在G 02X Y Z 坐标系下动反力的频响 特性可由公式 (8) 求出。
vi
150
wi
190
ui
160
Eng2fron t
vi
45
wi
95
ui
120
T ran s2rea r
vi
40
wi
75
悬置 Eng T ran s Eng2fron t T ran s2rea r
表 4 悬置的安装方位
局部 局部坐标系与汽车坐标系的夹角 (°)
坐标系
X
Y
Z
ui
0
90
90
vi
90
0
90
方向并指向发动机前端, X 轴水平指向汽车的后
方, Z 轴垂直曲轴向上。动力总成质心的位移用X 表
示, X T = (x t, y t, z t, x r, y r, z r) , 其中 x t, y t, z t 分别为动 力总成质心沿X , Y , Z 轴的平动位移; x r, y r, z r 分别 表示动力总成绕X , Y , Z 轴的转角。
下点在G 02X Y Z 坐标系中有位移U ig T = {0, 0, z ( t) },
悬置 i 的悬下点在其弹性主轴坐标系 (O i2u iv iw i) 下
的位移U ig 为
U ig =
A
T i
U
ig
(6)
第 i 个悬置在其局部坐标 oi2u iv iw i 下力与变形
的关系为
f i = k i (U i - U ig )
578
振 动 工 程 学 报
第 20 卷
图 1 汽车动力总成悬置系统模型
当激振频率为 Ξ 时, 阻尼系数与动刚度和滞后 角的关系为[6 ]
C = K d sin (Η) Ξ