發(fā)動機懸置系統(tǒng)基礎(chǔ)培訓

1、每天進步一點點長城汽車長城汽車發(fā)動機懸置系統(tǒng)課程內(nèi)容課程內(nèi)容1、發(fā)動機懸置的發(fā)展2、發(fā)動機懸置的布置形式3、發(fā)動機懸置的設(shè)計4、總結(jié)回顧發(fā)動機懸置的發(fā)展一.懸 置的發(fā)展歷程半二、發(fā)動機懸置的類型：二、發(fā)動機懸置的類型： 汽車是一個由多個質(zhì)量體、彈性體和阻尼組成的多質(zhì)量系統(tǒng)，發(fā)動機是汽車上的一個主要振動源，其振動由動力總成經(jīng)懸置系統(tǒng)傳遞給車架或車身，良好的發(fā)動機懸置系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計可以有效地降低汽車整車地振動和噪聲水平。 因此懸置系統(tǒng)特性地選擇首先要隔離發(fā)動機自身地振動，即不讓發(fā)動機不平衡力造成地振動過分地傳向車體。這就要求懸置系統(tǒng)地固有頻率低于發(fā)動機怠速工況下激振頻率的0.7倍。一般發(fā)動機在低怠速

2、（80050r/min）的固有頻率為2528.3Hz左右，故要求懸置的固有頻率低于17.519.6Hz，一般在520Hz范圍內(nèi)。三、發(fā)動機懸置設(shè)計的目的：三、發(fā)動機懸置設(shè)計的目的： 一、懸置點的數(shù)量：一、懸置點的數(shù)量： 懸置點的數(shù)量根據(jù)動力總成的長度、質(zhì)量、用途和安裝方式等決定，懸置系統(tǒng)可以有3、4、5點懸置。一般在汽車上采用三點及四點懸置系統(tǒng)，因為在振動比較大時，如果懸置點的數(shù)量增多，當車體變形時，有的懸置點會發(fā)生錯位，使發(fā)動機或懸置支架受力過大而造成損壞。 三點支承的優(yōu)點是不管汽車怎樣顛簸、跳動，它總能保證各支承點處在一個平面上，這就大大改善了機體的受力情況。而四點懸置的前后兩個懸置主要用

3、于防止動力總成的扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)剛度較三點懸置大。 發(fā)動機懸置的布置形式 左懸置：與變速箱連接布置，主要起動力總成限位及支撐作用等。 右懸置：與發(fā)動機連接布置可隔離發(fā)動機燃燒激振、慣性力激振及路面激振等。 后懸置：與變速箱連接布置，具有縱向限位、承受扭矩、行駛狀況限位等作用。三點懸置簡圖三點懸置系統(tǒng)：三點懸置系統(tǒng)： 能克服大扭轉(zhuǎn)反作用力，不過扭轉(zhuǎn)剛度較大，不利于隔離低頻振動。 左右懸置：接近扭轉(zhuǎn)慣性軸布置，可上下方向支撐動力總成，有振動解藕作用。 前后懸置：與變速器連接，具有縱向限位、行駛狀況限位 、承受扭矩等作用。 四點懸置簡圖四點懸置系統(tǒng)：四點懸置系統(tǒng)：現(xiàn)開發(fā)車型懸置布置形式現(xiàn)開發(fā)車型懸置布置形

4、式S16三點懸置系統(tǒng)V08四點懸置系統(tǒng) 1、懸置系統(tǒng)解耦的目的 當彈性支撐的缸體在一個自由度上的自由振動獨立于另一個自由度上的自由振動時，我們說這兩個自由度的振動是解耦的。動力總成具有六個自由度（X向/Y向/Z向/平遙 / 橫遙 / 縱遙），并且是互為耦合的。耦合的作用使發(fā)動機振動互相激勵而加大，振動頻率范圍變寬。要想達到同解耦時相同的隔振效果，就需要更軟的懸置軟墊，這就使得動力總成與周圍零件之間有較大的相對位移，易于周圍零件發(fā)生干涉。二、懸置系統(tǒng)的解耦二、懸置系統(tǒng)的解耦 另外，由于各自由度振動的互為耦合，很難對某個產(chǎn)生共振的自由度上的頻率進行個別改進而不影響其它自由度上的隔振性能。2、懸置系

5、統(tǒng)彈性中心 作用于動力總成上的外力，如果通過懸置系統(tǒng)的彈性中心，則動力總成只會發(fā)生平動而不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。反之，動力總成在產(chǎn)生平動的同時還會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，即運動耦合。 同樣，如果一個外力矩繞彈性中心主軸線作用于動力總成上時，動力總成只會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動而不產(chǎn)生平動。反之，在產(chǎn)生振動的同時還會產(chǎn)生平動，出現(xiàn)兩自由度運動耦合。 彈性中心是由彈性原件的剛度和幾何布置決定的，與被支承物體的質(zhì)量無關(guān)。理論上如果動力總成的質(zhì)心通過發(fā)動機懸置的彈性中心時，就可獲得六個自由度上的振動 解耦。但在實際中是很難實現(xiàn)的，發(fā)動機的激勵主要是垂直和扭轉(zhuǎn)，因此只要在主要振動方向進行解耦即可。3、扭矩軸與主慣性軸 當剛體繞任意方向的軸線旋轉(zhuǎn)

6、時一般要產(chǎn)生一個使該旋轉(zhuǎn)軸改變方向的力矩，但是在這些任意方向的軸線中，必然存在一些軸線使剛體繞其旋轉(zhuǎn)時不產(chǎn)生改變該軸線方向的力矩，這樣的軸線就稱為剛體的主慣性軸。剛體內(nèi)外一般有無數(shù)個主慣性軸存在，但通過某一點只存在三個相互正交的軸，發(fā)動機主慣性軸即是指在質(zhì)心相互正交的三根主軸。 通常情況下，作用于發(fā)動機上的外力為繞曲軸的扭矩，而曲軸與主慣性軸不重合，因此，在此外力矩的作用下，發(fā)動機并不沿任何一根主慣性軸轉(zhuǎn)動，而是繞某一特殊的軸轉(zhuǎn)動，此軸即為扭矩軸。 如果傾覆力矩是發(fā)動機主要的外激振力，則把左、右懸置（橫置式）布置在扭矩軸上可以得到若干模態(tài)的解耦，所以通常的布置是將左、右懸置的彈性中心落在扭矩軸

7、上。主慣性軸、扭矩軸及曲軸位置中心線相對位置示意圖彈性中心左懸置右懸置 發(fā)動機懸置是安裝在發(fā)動機與汽車底盤之間，用于支撐動力總成和隔離（減少）發(fā)動機振動能量向底盤(車身)傳播為目的的隔振系統(tǒng)。 設(shè)計合理的懸置系統(tǒng)可以明顯地降低汽車動力總成和車體振動，改善汽車的乘坐舒適性，并且還可以延長發(fā)動機與其它部件的使用壽命。 采用以下方法可得到隔振性能優(yōu)良的懸置系統(tǒng)： 1、開發(fā)和采用結(jié)構(gòu)復雜、隔振性能優(yōu)良的懸置元件：例如液壓懸置（hydraulic Mount)等。 2、正確選擇懸置的各項參數(shù)合理布置懸置的位置，最大限度的發(fā)揮懸置系統(tǒng)的隔振性能。發(fā)動機懸置的設(shè)計一一 橡膠懸置橡膠懸置懸置軟墊的結(jié)構(gòu)形式 在

8、設(shè)計發(fā)動機懸置時必須充分考慮懸置的使用目的，例如支承的質(zhì)量和限制的位移等，選擇合理的形狀。懸置的基本形狀有三種，即壓縮式，剪切式和傾斜式（見下圖）。壓縮式傾斜式剪切式如下圖所示為三種懸置軟墊的基本特性及用途，其中傾斜式軟墊的特性優(yōu)于其它兩種，所以一般情況下采用傾斜式的懸置結(jié)構(gòu)。懸置軟墊的限位 如果動力總成的位移過大，將使動力總成本身，或使進排氣系統(tǒng)、操縱機構(gòu)、管路、接線等和周圍機件相碰，產(chǎn)生損傷，同時懸置軟墊也容易損壞。為此，必須從懸置結(jié)構(gòu)上限制過大位移。 1、增加位移較大方向上的懸置剛度。例如：在汽車加速行駛或轉(zhuǎn)彎行駛時，動力總成產(chǎn)生的慣性力可能使動力總成產(chǎn)生較大的位移。為了限制動力總成的位

9、移，則需要設(shè)計較硬的懸置，即大剛度懸置軟墊。 2、采用非線性、變剛度的懸置結(jié)構(gòu)，以同時減小小激振力引發(fā)的振動和限制大激振力時大的振動位移。例 如，在汽車停駛發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)，或汽車等速行駛時，發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩較小。這時，需把懸置軟墊的剛度設(shè)計的較低，以此來有效的隔離振動。但在快速起步時，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的反力十分大可使動力總成產(chǎn)生較大的振動，另外，汽車在不平路面上行駛時，隨著整車的大幅度上下顛動，動力總成也產(chǎn)生很大的上下慣性力，此時需懸置軟墊的剛度變大，可有效的限制動力總成的振動和位移。懸置軟墊的特性1.剛度：彈性零件的靜剛度是指產(chǎn)生單位變形量的彈簧負荷，即力與位移的比值；動剛度是指激勵的幅值與位移的幅

10、值之比。2、疲勞破壞強度（多少萬次） 一般指懸置在某一頻率、額定負荷，總的振動在多少萬次后不破壞，是破壞壽命的一個重要指標。3、粘接面的剝離 一般設(shè)計中要求橡膠與金屬骨架的粘接強度高于3MPa，但由于懸置長期在高溫環(huán)境下使用后，粘接面的粘接強度下降引起剝離而導致?lián)p壞。4、老化 懸置軟墊在使用中，不可避免的會受到熱、臭氧和紫外線等的作用，造成懸置軟墊的抗拉強度、力學性能下降，并產(chǎn)生裂紋。5、永久變形 懸置軟墊在使用中反復地變形，且在受熱等因素影響下，橡膠將產(chǎn)生永久變形，使橡膠件地尺寸發(fā)生變化。6、懸置軟墊的阻尼 根據(jù)懸置系統(tǒng)的幅頻相應(yīng)特性，當動力總成在低頻振動時，為了減小振動的振幅，應(yīng)采取阻尼因

11、數(shù)較大的軟墊；而當動力總成在30Hz以上的高頻振動時，為了降低動力總成振動對整車的影響，切斷高頻振動的傳遞，應(yīng)該使軟墊的阻尼越小越好，阻尼越小，振動相應(yīng)越小。 二 液壓懸置 只使用橡膠軟墊，很難產(chǎn)生很大地振動阻尼。為了改善沖擊等過大的振動，懸置必須具有很大的阻尼力，這就需要液壓懸置，它同樣可降低高頻時的懸置剛度，提高減振降噪效果。1）液壓懸置的構(gòu)造 慣性通道解耦盤式液壓懸置結(jié)構(gòu)見下圖，用一個中心螺栓將一個普通的錐形橡膠懸置墊（橡膠主簧）固定在頂部，與隔板一起構(gòu)成上腔。下腔由一個彈性皺皮膜和隔板構(gòu)成，皺皮膜由一個固定蓋保護，固定蓋與皺皮膜構(gòu)成與大氣相通的氣室。隔板開有環(huán)行或螺旋形通道，阻尼緩沖液

12、可由此通道經(jīng)上腔流到下腔。流道板主簧解耦膜阻尼孔慣性通道解耦盤式液壓懸置2）液壓懸置的工作原理 當懸置在A端（上端）受到低頻、大振幅激勵時（150Hz，12mm），解耦盤的的位移幅值較大，達到其上極限和下極限位置，液體主要經(jīng)過慣性通道在上腔和下腔之間流動，使整個懸置剛度增大，起到增加阻尼衰減振動的作用。當激勵位移為高頻、小振幅時（50200Hz，0.050.2mm），慣性通道液體的動態(tài)響應(yīng)漸趨衰減，流動趨于截止，主要是解耦盤在其自由行程內(nèi)運動，這樣可以得到較小的懸置剛度以減小振動。在設(shè)計液壓懸置時，可以通過改變動態(tài)參數(shù)、慣性通道的孔徑及長度等來實現(xiàn)任意的動態(tài)彈性特性三 懸置系統(tǒng)對汽車NVH特性的影響懸置元件最主要的兩個作用： 1、支撐動力總成，約束動力總成的位移。 2、隔離動力總成的振動向車身的傳遞，