动力总成悬置系统设计论文_郝永生,蔡志坤,杨林

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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。

论文作者:郝永生,蔡志坤,杨林

论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期

论文发表时间:2017/8/18

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动力总成悬置系统设计论文_郝永生,蔡志坤,杨林
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