3 汽车动力总成悬置系统位移控制
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汽车动力总成悬置系统位移控 制设计计算方法
1 前言
在汽车动力总成悬置系统振动控制设计中,以下2 点为基本设计内容:
• (1)设计动力总成悬置系统的6阶固有频率,以避免悬置系统与汽
车的其它零部件系统(如车身、悬架系统)共振;尽可能使悬置系
统在6个方向的振动互不耦合(解耦) ,尤其是动力总成在垂直方 向的振动和沿曲轴方向的扭转振动应和其它方向的振动解耦。
系时,推导了悬置系统动力学分析的方程。以一具有4点悬 置的动力总成悬置系统为例,给出了某轿车动力总成悬置 系统在某种载荷工况下,动力总成质心位移、悬置在弹性 主轴方向的位移和各个支承点的反力。计算结果表明,在
悬置系统中,利用悬置在其3个弹性主轴方向的力位移非线
性特性,可以很好地控制动力总成的运动,同时兼顾动力总 成隔振性能的要求。
计算得到的各悬置的支承反力的正确性。图5为最终设计的
Eng悬置在其弹性主轴方向的力位移非线性曲线。在该种载 荷工况下,该悬置的在v向w方向的位移均在非线性段。图6为 该悬置在其它不同的载荷工况下, ui 方向的工作点的位置
5 结论
将动力总成悬置系统简化为在其3个弹性主轴方向的刚
度,并考虑悬置在弹性主轴方向的力位移关系为源自文库线性关
求动力总成质心位移用迭代方法,迭代步骤如下:
4 计算实例
• 该轿车动力总成悬置系统有4 个
悬置, 如图所示。汽车坐标系为:
X指向汽车的后方, Z 向上,动力
总成的质量为215kg。在汽车某一
行驶工况下,动力总成质心在垂直
方向有3.5g的加速度载荷, 右Y向
有2g的加速度载荷。
• (2)在汽车的各种行驶工况下(通用汽车公司规定为29种工况) ,
动力总成质心的位移应控制在指定的范围内,悬置在各弹性主轴 方向的变形应处于指定的工作点
2 悬置系统的静态特性
• 进行动力总成的振动控制设计时,将动力总成视为刚体,由
n个( n≥3)悬置支承在车架、副车架或车身上,悬置简化为 沿3个垂直的弹性主轴方向( ui、vi 和wi 方向) 具有刚度和 阻尼的元件
• k3 主要根据动力总成固有频率、能量解耦率的要求确定.
• 动力总成的固有频率和模态向量可由下式求得。
• 由设计要求确定的悬置系统6阶振动频率和在主要振动方 向的能量解耦率,对悬置系统进行优化,即可确定每个悬置 力位移曲线中线性段的刚度值(k3) 、安装位置和安装方位。
力位移非线性特性曲线中其它各段刚度值及拐点的确定,
主要考虑在汽车的各种行驶工况下,动力总成运动姿态、 运动位移的限值和悬置疲劳寿命的要求
3 动力总成位移计算的迭代算法
• 在支承点i建立一个局部坐标系oi - uiviwi ( ui、vi 和wi方向
为悬置i的3个弹性主轴方向) ,悬置i在3个弹性主轴方向的
刚度记为kui、kvi和kwi。一般情况下, kui、kvi和kwi具有 图2所示5段非线性刚度值.
• 悬置在其3个弹性主轴方向上的力-位移曲线为非线形曲线,
为了计算上的方便,可以用5段或3段线性曲线拟合,以表示 其非线性特性,如图所示。当力位移关系为3段线性时, k2
= k4 = k3。是用5段还是用3段线性的力位移曲线来表示悬
置在一个方向的力位移非线性特性,主要取决于k2、k4 和 k3 值的差异。
该载荷工况下,计算得到的动力总成的质心位移和4个
悬置在汽车坐标系下的位移(相对于自由状态)和支承点的
动反力. 分析计算结果可知,在该种载荷下,动力总成的4个悬置 在Y方向的位移,以及Eng悬置和Trans悬置、Eng_front悬置
和Trans_rear悬置在Z方向的位移基本相等,表明动力总成在
该载荷下,其姿态与静平衡状态的姿态相同。在该悬置系统 中, Eng悬置和Trans悬置是承受预载的,因此,Eng悬置和 Trans悬置在Z方向的位移与Eng_front悬置和Trans_rear悬置 在Z方向的不同
1 前言
在汽车动力总成悬置系统振动控制设计中,以下2 点为基本设计内容:
• (1)设计动力总成悬置系统的6阶固有频率,以避免悬置系统与汽
车的其它零部件系统(如车身、悬架系统)共振;尽可能使悬置系
统在6个方向的振动互不耦合(解耦) ,尤其是动力总成在垂直方 向的振动和沿曲轴方向的扭转振动应和其它方向的振动解耦。
系时,推导了悬置系统动力学分析的方程。以一具有4点悬 置的动力总成悬置系统为例,给出了某轿车动力总成悬置 系统在某种载荷工况下,动力总成质心位移、悬置在弹性 主轴方向的位移和各个支承点的反力。计算结果表明,在
悬置系统中,利用悬置在其3个弹性主轴方向的力位移非线
性特性,可以很好地控制动力总成的运动,同时兼顾动力总 成隔振性能的要求。
计算得到的各悬置的支承反力的正确性。图5为最终设计的
Eng悬置在其弹性主轴方向的力位移非线性曲线。在该种载 荷工况下,该悬置的在v向w方向的位移均在非线性段。图6为 该悬置在其它不同的载荷工况下, ui 方向的工作点的位置
5 结论
将动力总成悬置系统简化为在其3个弹性主轴方向的刚
度,并考虑悬置在弹性主轴方向的力位移关系为源自文库线性关
求动力总成质心位移用迭代方法,迭代步骤如下:
4 计算实例
• 该轿车动力总成悬置系统有4 个
悬置, 如图所示。汽车坐标系为:
X指向汽车的后方, Z 向上,动力
总成的质量为215kg。在汽车某一
行驶工况下,动力总成质心在垂直
方向有3.5g的加速度载荷, 右Y向
有2g的加速度载荷。
• (2)在汽车的各种行驶工况下(通用汽车公司规定为29种工况) ,
动力总成质心的位移应控制在指定的范围内,悬置在各弹性主轴 方向的变形应处于指定的工作点
2 悬置系统的静态特性
• 进行动力总成的振动控制设计时,将动力总成视为刚体,由
n个( n≥3)悬置支承在车架、副车架或车身上,悬置简化为 沿3个垂直的弹性主轴方向( ui、vi 和wi 方向) 具有刚度和 阻尼的元件
• k3 主要根据动力总成固有频率、能量解耦率的要求确定.
• 动力总成的固有频率和模态向量可由下式求得。
• 由设计要求确定的悬置系统6阶振动频率和在主要振动方 向的能量解耦率,对悬置系统进行优化,即可确定每个悬置 力位移曲线中线性段的刚度值(k3) 、安装位置和安装方位。
力位移非线性特性曲线中其它各段刚度值及拐点的确定,
主要考虑在汽车的各种行驶工况下,动力总成运动姿态、 运动位移的限值和悬置疲劳寿命的要求
3 动力总成位移计算的迭代算法
• 在支承点i建立一个局部坐标系oi - uiviwi ( ui、vi 和wi方向
为悬置i的3个弹性主轴方向) ,悬置i在3个弹性主轴方向的
刚度记为kui、kvi和kwi。一般情况下, kui、kvi和kwi具有 图2所示5段非线性刚度值.
• 悬置在其3个弹性主轴方向上的力-位移曲线为非线形曲线,
为了计算上的方便,可以用5段或3段线性曲线拟合,以表示 其非线性特性,如图所示。当力位移关系为3段线性时, k2
= k4 = k3。是用5段还是用3段线性的力位移曲线来表示悬
置在一个方向的力位移非线性特性,主要取决于k2、k4 和 k3 值的差异。
该载荷工况下,计算得到的动力总成的质心位移和4个
悬置在汽车坐标系下的位移(相对于自由状态)和支承点的
动反力. 分析计算结果可知,在该种载荷下,动力总成的4个悬置 在Y方向的位移,以及Eng悬置和Trans悬置、Eng_front悬置
和Trans_rear悬置在Z方向的位移基本相等,表明动力总成在
该载荷下,其姿态与静平衡状态的姿态相同。在该悬置系统 中, Eng悬置和Trans悬置是承受预载的,因此,Eng悬置和 Trans悬置在Z方向的位移与Eng_front悬置和Trans_rear悬置 在Z方向的不同