发动机悬置系统设计

空间自由刚体，通过3～4个具有三维弹性的元件支承在刚性的、质量为无限 的机架上，它具有6个自由度运动（图示），它已被汽车工程界广为接受，且 有较好的效果。 为了计算方便，现导出其矩阵形式的振动微分方程式 无阻尼自由振动运动微分方程式，一般具有如下形式
[M]{d2q/dt2} + [K]{q} = 0
• 元件的材料和许用应力
大多用天然胶，特殊情况用合成胶 元件损坏在于疲劳，平均应变对疲劳寿命影响很大，拉
伸工作对元件寿命很不利
压缩 剪切
许用应力
100～150N/cm2 10～20N/cm2
许用应变
15～20％ 20～30％
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• 悬置系统设计步骤
总结
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液体阻尼悬置介绍
• 悬置系统理想特性要求 • 液阻元件结构介绍
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支承布置方案
• 四点式――V形布置前两点后两点，用于较重的发动机
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支承布置方案
• 支点位置初选
弯曲振动节点 打击中心理论
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隔振分析计算
• 单自由度振动系统隔振原理
强迫振动微分方程
m(d2x/dt2) + c(dx/dt) +kx =F0ejωt
响应振幅 A：
A= F0∕[k((1-λ2) +4ζ2λ2)1/2]
[ M]－质量阵
[K]－刚度阵 {q}－广义坐标列向量
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隔振分析计算
• 振动模型简化理论基础
振动系统的动能可以写成广义速度的函数， 其二次型表达式为：
T=1/2{dq/dt}T[M]{dq/dt}
达式为：
其势能可以写成广义坐标函数，其二次型表 U=1/2{q}T[K]{q}
这样，就可得到6自由度振动微分方程式
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感谢下 载
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隔振分析计算
• 发动机子系统与整车匹配
1)隔振与解耦
数学上理解
上的理解
运动学
在一定条件， 解耦对于隔振只是一种 用起来方便的措施
用计算机寻优的 方法可以解决
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隔振分析计算
• 发动机子系统与整车匹配
2)系统的匹配 考虑发动机激励，绕θx的固有频率要比发动机怠
速激励频率低至少为1/√2至1/2 考虑路面，要注意避开车架一弯、一扭和车桥的
- 发动机自身的振动 - 来自路面或轮胎不平衡输入激励
• 支承重量 • 承受各种负荷，如汽车加速、制动、转弯时的惯性力，发
动机反扭矩 • 容纳发动机一定运动 • 注意使用环境――高温、高寒、油污等 • 注意动力总成的静变矩 • 有足够的使用寿命
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支承布置方案
• 三点式――V形布置前两点后一点呈对称用于轻型FR车 FF车三点无规律
培训
发动机悬置系统设计
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发动机悬置系统设计
• 概说 • 设计考虑 • 支承布置方案 • 隔振分析计算 • 橡胶支承元件结构设计计算 • 总结――悬置系统设计步骤 • 液体阻尼悬置介绍
介绍
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概说
• 悬置系统的历史发展和作用 • 设计的重要性
• 悬置设计的含意
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设计考虑
• 要从隔振、防震的角度来考虑振源来自两ห้องสมุดไป่ตู้方面
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隔振分析计算
2) 工作过程不均衡引起的干扰力矩 Me呈周期化的变化 周期函数可展开成富里哀级数 Me=Mo + ΣMrsin(rωt+φr) [ω=2π/T] 对单缸机而言: 多缸机而言，直立、四冲程发动机 f=n•i/120 Hz n － 发动机转速 i － 缸数
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隔振分析计算
• 振动模型简化理论基础 发动机振动模型是以刚体弹性支承理论作为基础，认为发动机是一
λ=ω∕p
ζ= c ∕2mp
作用于地基的力的幅值：
p=(k∕m)1/2
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隔振分析计算
• 激振源频率成份分析
发动机的干扰力和力矩
1) 惯性力引起的干扰力
旋转质量 往复质量
(cosωet +λ cos2ωet)
pr =m1rωe2 pj =m1rωe2
λ =r/l
总体合成：对直立四缸机有 pj II
六、八缸机有 pj=0
频率 系统要解耦
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橡胶支承元件结构设计计算
• 弹性元件结构型式
压缩型 剪切型 复合型
• 橡胶元件刚度计算
k = G•F•D G－橡胶的静态剪切模量 F－和橡胶件形状有关的 系数 D－尺寸因素
G= G50•H/(100-H)
H为肖氏硬度
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橡胶支承元件结构设计计算
• 橡胶元件刚度计算
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橡胶支承元件结构设计计算