-发动机悬置系统设计理论基础-
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1)总质量不变
2)质心位置不变
Yaw
17.12 12.01 0.02 0.07 1.65 2.62 83.63
-发动机悬置系统设计理论基础-
1. 基本概念 发动机悬置系统的模型 能量解耦理论 悬置的布置理论
-发动机悬置系统设计理论基础-
4. 悬置的布置理论
• 弹性中心定理
az (L1)tan ay Ltan21
-发动机悬置系统设计理论基础-
Range ed
on
Bounce 8-9Hz
90%
＞1Hz
Lateral 7-9Hz
60%
＞1Hz
Fore/Aft 7-9Hz
80%
＞1Hz
Pitch
10.5-
90%
11.5Hz
＞1Hz
Roll
＜13Hz 60%
＞1Hz
Yaw
＜13Hz 60%
＞1Hz
For Idle Condition
• 所有模态频率必须高于6Hz，以减少与车身刚体模态的耦合 • 所有模态频率必须低于21Hz，以减少与车身、转向柱及动力传动系统等模态的耦合 • Bounce与Pitch的模态频率的解耦率要着重关注 • Pitch与Fore/Aft 的模态频率至少隔开2Hz，Pitch与Bounce的模态频率至少隔开2Hz，
悬置局部坐标系与动力总成曲轴坐标系的转换关系
u cos1 vcos2 w cos3
cos1 cos2 cos3
cos1x cos2y cos3z
则有 得：
Si Ai Ri
U1 2
n i1
(RiTAiTKiAiRi)
-发动机悬置系统设计理论基础-
势能为：
U 1 2 i n 1 (X T E iT A iT K iA iE iX ) 1 2 X Ti n 1 (E iT A iT K iA iE i)X
以及 Lateral 与Roll的模态频率至少隔开2Hz
-发动机悬置系统设计理论基础-
➢动力总成刚体模态频率及解耦目标（动力总
成横置） High Amplitude(± 1.0mm) PT Rigid Body Mode
Allocation
Mode
Frequency %Decouple %Separatio
• 打击中心定理
使A、B 两点互为撞击中心
12 Jy /m
式中,Jy为绕通过质心的Y轴的转动惯量， m为刚体质量，α1、α2为A 、B 两 点到质心(C. G点) 的水平距离
-发动机悬置系统设计理论基础-
首先从七自由度车辆模型
-发动机悬置系统设计理论基础-
第一节 模型推导的前提
假定车身是一个刚体，当车辆在水 平面做匀速直线运动时。
Range
d
n
Bounce 9-11Hz 90%
＞1Hz
Pitch
＞13Hz 80%
＞1Hz
For Ride Control
• Bounce模态接近于悬架的hop/tramp模态 • 除Bounce模态之外，其它自由度的模态都要避开悬架的hop/tramp模态 • 液压悬置的阻尼峰值频率应在7-12Hz范围内，最好靠近8-9Hz
3.能量解耦理论
(1) 发动机悬置的动能
xi y j zk xi y j zk
-发动机悬置系统设计理论基础-
-发动机悬置系统设计理论基础-
得惯性矩阵：
-发动机悬置系统设计理论基础-
1. (2) 发动机悬置系统的势能：
振动系统的势能可以写成广义坐标函数
U 1 X T KX 2
-发动机悬置系统设计理论基础-
2) 在高频路面激励下，车辆所受的激 励实际上大多只涉及到车轮跳动，对车身运动 影响甚微，这样车身左右两边的相对运动就可 忽略。
这样，就将七自由度模型简化成一个线 性的四自由度半车模型。
-发动机悬置系统设计理论基础-
再用一个动力学等效系统来代替上面的半车模 型，在动力学等效处理中，车辆系统的三个等效质量 必须满足以下三个力学条件，即：
发动机悬置系统设计理论基础
-发动机悬置系统设计理论基础-
1. 基本概念 发动机悬置系统的模型 能量解耦理论 悬置的布置理论
-发动机悬置系统设计理论基础-
1. 基本概念
• 发动机的激振力
f1
ni
60
Hz
-发动机悬置系统设计理论基础-
-发动机悬置系统设计理论基础-
-发动机悬置系统设计理论基础-
-发动机悬置系统设计理论基础-
(1) 车身具有上下跳动、俯仰、侧倾三个 自由度；
(2) 两个前轮分别具有垂向运动的自由度 ；
(3) 剩下的两个自由度是表示独立悬架的 两个后轮垂向运动(或非独立悬架中后轴的垂 向跳动和侧倾转动)。
-发动机悬置系统设计理论基础-
-发动机悬置系统设计理论基础-
1) 在低频路面激励下，车辆的左右两 个车轮轨迹输入具有较高的相关性，即认为左 右轮输入基本一致。
1. 基本概念 发动机悬置系统的模型 能量解耦理论 悬置的布置理论
-发动机悬置系统设计理论基础-
2. 发动机悬置系统的模型
-发动机悬置系统设计理论基础-
-发动机悬置系统设计理论基础-
-发动机悬置系统设计理论基础-
1. 基本概念 发动机悬置系统的模型 能量解耦理论 悬置的布置理论
-发动机悬置系统设计理论基础-
0.20 91.41 5.56
Bounce
0.48
4.58 92.00
Roll
0.05
3.84
1.02
Pitch
2.71
0.02
1.11
Yaw
15.16 -0.01 0.07
Roll
14.19 0.04 2.60 1.35 90.94 4.41 0.66
Pitch
12.89 6.14 0.21 1.53 2.50 89.13 0.49
比较得：
n
K (EiTAiTKiAiEi) i1
-发动机悬置系统设计理论基础-
(3) 能量解耦率：
-发动机悬置系统设计理论基础-
➢ 动力总成刚体模态频率及解耦目标（动力总成横置）
Low Amplitude(± 0.1mm) PT Rigid Body Mode Allocation
Mode
Frequency %Decoupl %Separati
-发动机悬置系统设计理论基础-
➢ 动力总成刚体模态频率及解耦目标（动力总成横置）
某一车型动力总成刚体模态频率与解耦(pp=0.2mm)
6DOF Decoupling
Freq (Hz)
Fore/Aft Lateral Bounce
9.33
6.96
8.00
Biblioteka Baidu
Fore/Aft
81.40 0.17
0.25
Lateral
2)质心位置不变
Yaw
17.12 12.01 0.02 0.07 1.65 2.62 83.63
-发动机悬置系统设计理论基础-
1. 基本概念 发动机悬置系统的模型 能量解耦理论 悬置的布置理论
-发动机悬置系统设计理论基础-
4. 悬置的布置理论
• 弹性中心定理
az (L1)tan ay Ltan21
-发动机悬置系统设计理论基础-
Range ed
on
Bounce 8-9Hz
90%
＞1Hz
Lateral 7-9Hz
60%
＞1Hz
Fore/Aft 7-9Hz
80%
＞1Hz
Pitch
10.5-
90%
11.5Hz
＞1Hz
Roll
＜13Hz 60%
＞1Hz
Yaw
＜13Hz 60%
＞1Hz
For Idle Condition
• 所有模态频率必须高于6Hz，以减少与车身刚体模态的耦合 • 所有模态频率必须低于21Hz，以减少与车身、转向柱及动力传动系统等模态的耦合 • Bounce与Pitch的模态频率的解耦率要着重关注 • Pitch与Fore/Aft 的模态频率至少隔开2Hz，Pitch与Bounce的模态频率至少隔开2Hz，
悬置局部坐标系与动力总成曲轴坐标系的转换关系
u cos1 vcos2 w cos3
cos1 cos2 cos3
cos1x cos2y cos3z
则有 得：
Si Ai Ri
U1 2
n i1
(RiTAiTKiAiRi)
-发动机悬置系统设计理论基础-
势能为：
U 1 2 i n 1 (X T E iT A iT K iA iE iX ) 1 2 X Ti n 1 (E iT A iT K iA iE i)X
以及 Lateral 与Roll的模态频率至少隔开2Hz
-发动机悬置系统设计理论基础-
➢动力总成刚体模态频率及解耦目标（动力总
成横置） High Amplitude(± 1.0mm) PT Rigid Body Mode
Allocation
Mode
Frequency %Decouple %Separatio
• 打击中心定理
使A、B 两点互为撞击中心
12 Jy /m
式中,Jy为绕通过质心的Y轴的转动惯量， m为刚体质量，α1、α2为A 、B 两 点到质心(C. G点) 的水平距离
-发动机悬置系统设计理论基础-
首先从七自由度车辆模型
-发动机悬置系统设计理论基础-
第一节 模型推导的前提
假定车身是一个刚体，当车辆在水 平面做匀速直线运动时。
Range
d
n
Bounce 9-11Hz 90%
＞1Hz
Pitch
＞13Hz 80%
＞1Hz
For Ride Control
• Bounce模态接近于悬架的hop/tramp模态 • 除Bounce模态之外，其它自由度的模态都要避开悬架的hop/tramp模态 • 液压悬置的阻尼峰值频率应在7-12Hz范围内，最好靠近8-9Hz
3.能量解耦理论
(1) 发动机悬置的动能
xi y j zk xi y j zk
-发动机悬置系统设计理论基础-
-发动机悬置系统设计理论基础-
得惯性矩阵：
-发动机悬置系统设计理论基础-
1. (2) 发动机悬置系统的势能：
振动系统的势能可以写成广义坐标函数
U 1 X T KX 2
-发动机悬置系统设计理论基础-
2) 在高频路面激励下，车辆所受的激 励实际上大多只涉及到车轮跳动，对车身运动 影响甚微，这样车身左右两边的相对运动就可 忽略。
这样，就将七自由度模型简化成一个线 性的四自由度半车模型。
-发动机悬置系统设计理论基础-
再用一个动力学等效系统来代替上面的半车模 型，在动力学等效处理中，车辆系统的三个等效质量 必须满足以下三个力学条件，即：
发动机悬置系统设计理论基础
-发动机悬置系统设计理论基础-
1. 基本概念 发动机悬置系统的模型 能量解耦理论 悬置的布置理论
-发动机悬置系统设计理论基础-
1. 基本概念
• 发动机的激振力
f1
ni
60
Hz
-发动机悬置系统设计理论基础-
-发动机悬置系统设计理论基础-
-发动机悬置系统设计理论基础-
-发动机悬置系统设计理论基础-
(1) 车身具有上下跳动、俯仰、侧倾三个 自由度；
(2) 两个前轮分别具有垂向运动的自由度 ；
(3) 剩下的两个自由度是表示独立悬架的 两个后轮垂向运动(或非独立悬架中后轴的垂 向跳动和侧倾转动)。
-发动机悬置系统设计理论基础-
-发动机悬置系统设计理论基础-
1) 在低频路面激励下，车辆的左右两 个车轮轨迹输入具有较高的相关性，即认为左 右轮输入基本一致。
1. 基本概念 发动机悬置系统的模型 能量解耦理论 悬置的布置理论
-发动机悬置系统设计理论基础-
2. 发动机悬置系统的模型
-发动机悬置系统设计理论基础-
-发动机悬置系统设计理论基础-
-发动机悬置系统设计理论基础-
1. 基本概念 发动机悬置系统的模型 能量解耦理论 悬置的布置理论
-发动机悬置系统设计理论基础-
0.20 91.41 5.56
Bounce
0.48
4.58 92.00
Roll
0.05
3.84
1.02
Pitch
2.71
0.02
1.11
Yaw
15.16 -0.01 0.07
Roll
14.19 0.04 2.60 1.35 90.94 4.41 0.66
Pitch
12.89 6.14 0.21 1.53 2.50 89.13 0.49
比较得：
n
K (EiTAiTKiAiEi) i1
-发动机悬置系统设计理论基础-
(3) 能量解耦率：
-发动机悬置系统设计理论基础-
➢ 动力总成刚体模态频率及解耦目标（动力总成横置）
Low Amplitude(± 0.1mm) PT Rigid Body Mode Allocation
Mode
Frequency %Decoupl %Separati
-发动机悬置系统设计理论基础-
➢ 动力总成刚体模态频率及解耦目标（动力总成横置）
某一车型动力总成刚体模态频率与解耦(pp=0.2mm)
6DOF Decoupling
Freq (Hz)
Fore/Aft Lateral Bounce
9.33
6.96
8.00
Biblioteka Baidu
Fore/Aft
81.40 0.17
0.25
Lateral