动力总成悬置系统设计

动力总成悬置系统设计

发表时间：2017-08-18T11:23:56.023Z 来源：《基层建设》2017年第12期作者：郝永生蔡志坤杨林[导读] 摘要：悬置系统作为车辆的主要隔振元件，对车辆的NVH性能尤为重要。

长城汽车股份有限公司技术中心河北保定 071000

摘要：悬置系统作为车辆的主要隔振元件，对车辆的NVH性能尤为重要，本文主要介绍了悬置系统在设计过程中采用的方法，以及在设计过程中常遇到的问题，并通过设计仿真及实际验证相结合，最终实现了车辆悬置系统良好的NVH性能。

关键词：动力总成；悬置系统；解耦；匹配

引言

随着汽车工业的发展，汽车产业的竞争进入了白热化的阶段，以往单独追求动力性、经济性的产品已经不能满足客户的需求，尤其近些年来，车辆的舒适性（NVH性能），成为了当前消费者越来越关注的目标，动力总成悬置，作为车辆的重要减震元件，在整车的NVH性能评价指标中，占据着非常重要的地位，在发动机日益小型化的基础上，高功率、高扭矩的实现，进一步恶化了发动机的振动水平，因此需要动力总成悬置与之进行很好的匹配，以此来提升车辆的舒适性能。

1概述：

1.1动总成悬置

汽车动力总成悬置是安装在动力总成与车架（或者车身）之间的弹性减振系统，由悬置元件，连接支架、动力总成组成。

1.2动力总成悬置的功能

汽车动力总成在工作状态下所受的力主要有静（力矩）、瞬态和周期性激振力（力矩），动力总成悬置系统的设计一般要满足以下几方面的要求；

1）支撑作用：保证动力总成姿态，需要合理分配各悬置的受力载荷，尽可能保持平均；

2）限位作用：动力总成进行动力输出时，会受到来自地面的反作用力，以及不同路面（颠簸、坑洼）的激振力，造成动力总成摇摆晃动，因此需要限制动力总成的位移，这就是限位；

3）隔振性能：分为两方面：一方面是动力总成传向车身等部件的激励/振动（主动隔振），另一方面是路面激励传给动力总成的振动（被动隔振）；因此悬置系统必须具备主动隔振和被动隔振的双重作用；

右图，m代表动力总成质量，K代表悬置刚度，C 代表悬置阻尼，F代表发动机激振力，Fiso代表隔振力，X代表动力总成位移，Xf代表路面输入

图一

1）布置方式整体分为三点布置方式和四点布置方式，多数采用三点，部分日系车型采用四点，均为扭矩轴布置，（图一为常用布置方式：扭矩轴三点布置-拉杆式）

2）布置要求：

①左右悬置尽可能与扭矩轴重合，出现角度时，要求小于2°且左右应当放置在扭矩轴两侧。

②悬置支架与动力总成距离小，保证模态，应该在500Hz以上，部分车型在700-800Hz；

③悬置安装点放置在发动机或车身（车架）节点位置。

2.2悬置系统解耦计算，

悬置系统计算一般利用Matlab或者其它专业软件进行计算，以此实现6自由度的解耦，解耦一般满足以下几个要求：

1）主向解耦率＞90%（横置：Bounce，pitch），其它方向解耦率大于80%；

2）频率整体分布在6-17Hz之间，bounce8-10Hz，pitch10-12Hz；各方向频率间隔1Hz，主要方向的频率间隔大于2Hz；

3）需要考虑整车的其它频率，实现避频且至少大于倍，如发动机的0.5阶、1阶、二阶等，如出现解耦率与频率发生冲突时，优先保证频率合格；

2.3 悬置测试验证一般程序

悬置设计完成后，需要进行样件制作，并进行匹配验证，一般需进行如下工作

1）姿态验证：各悬置受力是否符合要求，动力总成姿态是否满足要求；整体排查在2度内；

2）模态验证：动力总成6自由度模态是否符合设计规定（附件支架模态是否满足要求）；

3）匹配验证：不同刚度悬置进行振动测试（启动、怠速、加速），最终选取最优，确定参数

3结束语

悬置系统，作为车辆的主要隔振部件，对车辆NVH性能起到至关重要的作用，合理选择悬置的位置，采用不同的结构，在设计阶段实现良好的解耦，可以有效的降低后续的匹配验证的工作，同时也可以实现车辆良好的NVH效果。