悬置系统设计计算

悬置系统设计计算
悬置系统
发动机本身是一个内在的振动源，同时也受到来自外部的各种振动干扰。

引起零部件的损坏和乘坐的不舒适等。

因此设置悬置系统，把发动机传递到支承系统的振动减小到最低限度。

成功地控制振动，主要取决于悬置系统的结构型式、几何位置及悬置软垫的结构、刚度和阻尼等特性。

确定—个合理的悬置系统是一件相当复杂的工作，它要满足—系列静态及动态的性能要求，同时又受到各种条件的约束，这些大大增加了设计的难度。

一般来讲对
发动机悬置系统有如下要求。

①能在所有工况下承受动、静载荷，并使发功机总成在所有方向上的位移处于可接受的范围内，不与底盘上的其它零部件发生干涉。

同时在发动机大修前，不出现零部件损坏。

②能充分地隔离由发动机产生的振动向车架及驾驶室的传递，降低振动噪声。

③能充分地隔离由于路面不平产生的经过悬置而传向发动机的振动，降低振动噪声。

④保证发动机机体与飞轮壳的连接面弯矩不超过发动机厂家的允许值。

悬置系统的激振源
作用于发动机悬置系统的激振源主要如下：
①发动机起动及熄火停转时的摇动；
②怠速运转时的抖动；
③发动机高速运转时的振动；
④路面冲击所引起的车体振动；
⑤大转矩时的摇动；
⑥汽车起步或变速时转矩变化所引起的冲击；
⑦过大错位所引起的干涉和破损。

作用在发动机悬置上的振动频率十分广泛。

按着振动频率能够把振动分为高频振动和低频振动。

频率低于30Hz的低频振动源如下：
①发动机低速运转时的转矩波动；
②在发动机低速运转时由于惯性力及其力偶使动力总成产生的振功；
③轮胎旋转时由于轮胎动平衡不好使车身产生的振动；
④路面不平使车身产生的振动；
⑤由于传动系的联轴器工作不佳产生附加力偶和推力，使动力装置产生的振动。

频率高于30Hz的高频振动源如下：①在发动机高速运转时，由于惯性力及其力偶使动力总成产生的振动；
②变速时产生的振动；
③燃烧压力脉动使机体产生的振动；
④发动机配气机构产生的振动；
⑤曲轴的弯曲振动和扭振；
⑥动力总成的弯曲振动和扭振；
⑦传动轴不平衡产生的振动。

总之，使发动机总成产生振动的主要振源概括起来有两类：一为内振源，主要是由于燃烧脉动、活塞和连杆的运动产生的不平衡力和力矩。

二为外振源，主要来源于不平的道路或传动系。

这两种振源几乎总是同时作用，使发动机处于复杂的振动状态。

(1) 燃烧激振频率
这是由发动机气缸内混合气燃烧，曲轴输出脉冲转矩，由于转矩周期性地发生变化，导致发动机上反作用转矩（又称倾覆力矩）的波动。

这种波动使发动机产生周期性的扭转振动，其振动频率实际上就是发动机的发火频率，计算公式为：f1＝2×i×n/60/τ式中：f1－点火干扰频率；Hz τ－发动机冲程数；(2或4) i－发动机气缸数；
n－曲轴转速，r/min (2) 惯性力激振频率
由不平衡的旋转质量和往复运动的质量所引起的惯性激振力和力
矩的激振频率为：
f2＝Q×n/60 式中：f2－惯性力激振频率；
Q－比例系数(一级不平衡力或力矩Q＝1，二级不平衡力或力矩Q ＝2)。

不平衡惯性力的激振频率与发动机的缸数无关，但惯性力的不平衡量与发动机缸数和结构特征有着密切的关系。

关于外振源，归根结底是路面的激励，经过车轮、驱动系统、转向系统及车架等而传递到动力总成，因此在选择悬置系统的固有频率时，需要考虑到车辆与发动机连接部分的共振频率。

因此，悬置系统特性的选择首先要隔离发动机自身的振动，即不让发动机不平衡力造成的振动过分地传向车体。

这就要求悬置系统的固有频率低于发动机怠速工况下激振频率的0.7倍。

车体结构振动的降低，十分有利于降低结构振动造成的噪声。

当前汽车发动机的悬置软垫都相当软，发动机的固有频率大多处在6－20Hz的范围内。

如此低的频率，当汽车以正常车速行驶时，刚好处于不平道路的低频激励阶段，这就带来了路面激励下发动机的晃动问题。

在低频段内，发动机的固有频率与整车特性匹配不当时，路面激励所造成的发动机晃动可能引起汽车乘坐舒适性下降，也可能影响到汽车的操作性。

悬置系统的布置。