發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的結(jié)構(gòu)作用設(shè)計(jì)要求

1、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的結(jié)構(gòu)、作用、設(shè)計(jì)要求1. 概述：隨著當(dāng)前底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的日臻完善，車輛的振動(dòng)、噪聲的控制轉(zhuǎn)而成為各個(gè)整車廠在研發(fā)上的重中之重。 據(jù)統(tǒng)計(jì)分析在一個(gè)車輛系統(tǒng)的上萬(wàn)個(gè)零部件中，對(duì)振動(dòng)起關(guān)鍵作用的大概有二百個(gè)。二百個(gè)零部件行駛幼Jj學(xué)安全性舒適性一它們又分別在整車的振動(dòng)系統(tǒng)中起不同的作用。這里僅對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)懸置到車身的振動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、作用、設(shè)計(jì)要求給出一定程度的闡述和說(shuō)明。內(nèi)部峰聲Innenraum車體Karosserie主減振器仁的隔振套卅氣代吊t|抖弋管機(jī)械莘前后悟AbgasaulhangungAntrebswellenA 源冷smrd白g合V/H-AchseAggr

2、wg 萩"路面滋振Fah rbhn整車不同的部件都有自己的固有頻率，見下表:振動(dòng)情況及位置頻率Hz車體13座椅和駕駛員48路面激勵(lì)的頻率范圍發(fā)動(dòng)機(jī)總成518前后橋1016車輪共振1115排氣管機(jī)械系統(tǒng)1222發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)頻率范圍怠速抖動(dòng)車體彎曲扭轉(zhuǎn)20302540方向盤抖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)總成彎曲2540130230排氣管氣體系統(tǒng)1001000變速器噪聲350600進(jìn)氣系統(tǒng)噪聲100600發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲10005000基于汽車振動(dòng)學(xué)的相應(yīng)設(shè)計(jì)優(yōu)化，應(yīng)最大可能的避免整車主要部件在各種工況下的振動(dòng)耦合。懸置的作用概括來(lái)說(shuō)就是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)和路面激勵(lì)的隔離和吸收，減少乘客艙中人所受的影響，降低其他零部件因

3、為過(guò)多振動(dòng)產(chǎn)生的疲勞破壞。2.懸置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置概念：前輪驅(qū)動(dòng)一一較低排量，后輪驅(qū)動(dòng)較大排量。Fahrtrichtung行駛方向偵皿iC-DStandardantrieb麻席驅(qū)動(dòng)Quer-Frontantrieb 橫置前坨卵動(dòng)質(zhì)里發(fā)動(dòng)機(jī)+變速箱發(fā)動(dòng)機(jī)+變速箱+驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)距約1/4的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距T全部的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距T轉(zhuǎn)距方向縱向橫向動(dòng)力總成縱置，如海獅、閣瑞斯。3 Punkt Lagerung bei Stanclardantrieb三點(diǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)懸置動(dòng)力總成橫置，如尊馳、駿捷等。4G634G644G934G18等動(dòng)力總成中華1.8T 寶來(lái)等車的 動(dòng)力總成。Aggregatlagerungen bei Qu

4、erantrieb脩置發(fā)動(dòng)機(jī)懸置結(jié)構(gòu)概念：橡膠懸置懸置結(jié)構(gòu)為橡膠+金屬支架，在低頻、大振幅的動(dòng)剛度和滯后角變化小。在高頻、小振幅激勵(lì)下的動(dòng)剛度和滯后角變化不大， 容易產(chǎn)生動(dòng)態(tài)硬化現(xiàn)象， 常用于發(fā)動(dòng)機(jī)前后懸置， 阻 止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡扭轉(zhuǎn)。液力懸置懸置結(jié)構(gòu)為橡膠形腔+液體（乙二醇）+金屬支架，在低頻、大振幅的激勵(lì)下具有大阻尼；在高頻、小振幅的激勵(lì)下具有小剛度?？筛鶕?jù)實(shí)際和成本情況決定采用一個(gè)液壓懸置還 是采用多個(gè)液壓懸置。常用于發(fā)動(dòng)機(jī)左右懸置。3.發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求確定發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的主要因數(shù)：懸置的位置和靜態(tài)剛度：自重，加減速，彎道行駛，啟動(dòng)關(guān)車及交變載荷。懸置的動(dòng)態(tài)剛度：怠速振動(dòng)的隔離，加減

5、速和常速行駛，與輪胎車橋的振動(dòng)耦合。懸置的阻尼：橡膠，液力和空氣懸置的阻尼，特性是頻率和位移的函數(shù)。靜剛度曲線，如下圖。表示懸置受載荷與位移的關(guān)系。靜態(tài)下沉與固有頻率有如下圖關(guān)系。NH) J bs 隹&一LLI一箜一3 tat is che Einsenkung (mm)靜態(tài)下阿懸置剛度曲線上各工作區(qū)：線性工作區(qū)是指在一般載荷下，懸置能對(duì)振動(dòng)起很好隔離和吸收的工作段。設(shè)定某一載荷工況為曲線的拐點(diǎn)，橡膠剛度曲線進(jìn)入非線性區(qū)。并最終設(shè)定一個(gè)限位， 以避免在任何工況下發(fā)生剛性零件的干涉。約束動(dòng)力總成在空間運(yùn)動(dòng)的最大位移和最大角度。如下圖：三檔全載拐Lagenveg【mmi動(dòng)力總成的固有頻率和

6、振型根據(jù)理論力學(xué)的理論，當(dāng)我們視動(dòng)力總成為一個(gè)剛體的時(shí)候，它在發(fā)動(dòng)機(jī)艙中運(yùn)動(dòng)分別 包含沿X、Y、Z三軸向的平動(dòng)及繞 X、Y、Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，即橫向、縱向、垂直、偏轉(zhuǎn)、俯仰、滾轉(zhuǎn)六個(gè)自由度。對(duì)于振動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它的振動(dòng)傳遞率跟振動(dòng)激勵(lì)的頻率、振動(dòng)系統(tǒng)自身的頻率及系統(tǒng)阻 尼有關(guān)，振動(dòng)系統(tǒng)的傳遞率公式如下:1 (2 ， )2二42，其中臼為振動(dòng)傳遞率；赤為頻率比；匕為阻尼比，下圖所示為(1 - )(2 - )2不同阻尼比的系統(tǒng)傳遞率曲線。振動(dòng)系統(tǒng)拷遞率從而可以看出,只有當(dāng) 赤2時(shí)，系統(tǒng)才能起到隔振的作用。而發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)激勵(lì)頻17.68Hz。率大于等于25Hz,也就要求動(dòng)力總成剛體振動(dòng)固有頻率上限為&quo

7、t;llj* 1 9 ll ta « Il Hlp| BVI s * u'l 1 1 !rMl ifiia j'i M i|f- I b'iv im i,e- " UT |B>lateral 橫向longitudinal 縱向vrtlk 垂直rm 愕 KhJi - Tf pr.|.I. M.gieren偏轉(zhuǎn)nfcken俯仰.rollen 浪轉(zhuǎn)|E厚中i*岷# b.林閥E*jlK*i r Jj *J alF |IOb為避免振動(dòng)耦合，所有著六個(gè)動(dòng)力總成的剛體模態(tài)必須高于驅(qū)動(dòng)軸固有頻率又要低于輪胎的 固有頻率，在5 15Hz之間。大致的分布如下：15

8、 -112345橫置發(fā)動(dòng)機(jī)的顛簸分析。另一方面，作為發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的另一環(huán)。路面激勵(lì)傳至發(fā)動(dòng)機(jī)再經(jīng)由懸置反饋于車體, 在車內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)及噪聲特征。椎k息置 Gumm ilader空Rg;液力懸罟 Luft- ozhr Hydri -hg-r/Sin-sweep 正珠相措薇振I在輪下加載相應(yīng)路面激勵(lì)功率譜，懸置在發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)和車身測(cè)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)位移，進(jìn)而在座椅滑軌上將激出相應(yīng)的加速度。下圖是模擬和測(cè)試值的差別。怠速抖動(dòng)分析怠速是發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)常用工況，所以通常情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的一階振動(dòng)可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi) 部的平橫軸等部件消除（有的裝有雙平衡軸的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)二階的振動(dòng)也能起到很好的抑制作 用）。二階的振動(dòng)在怠速區(qū)的頻率約為20-35HZ,這個(gè)頻率剛好又和車體彎曲和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的固有頻率段比較接近，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速區(qū)在二階的振動(dòng)一定