汽车动力总成系统设计与优化研究
汽车动力总成悬置系统优化设计PPT课件
旋转惯性力
Pr m1r 2
其水平和垂直的两个分量：
PjⅡ m2r2 cos 2 二级往复惯性力；
注：二级以上往复惯性力很小，已略去。
Prx m1r2 cost Pry m1r 2 sint
二、汽车动力总成悬置系统激振源
2. 发动机的干涉力和力距
c. 惯性力系的平衡 发动机平衡的含义：
惯性力系平衡； 转矩的均匀性。
三、汽车动力总成在车架上的振动
1. 发动机的自由振动
2)系统模型
如图3－1所示。
3)、自由振动方程
整机振动可分解为随同它的质心c点沿 X 、Y 、Z
的三个平动，和绕质心的转动。在微振动条件下，其角
位移可用绕 X 、Y 、Z 轴的转角 、 、 表示。当刚
体作六自由度自由振动时，有如下的表达式：
Mxc Fx
对因汽车摆动造成的车架扭转具有良好的运动顺从性。 阻抗和隔绝动载荷
有效地抑制在汽车行驶中，因道路凹凸不平而引起的激振影响 支承动、静载荷
在所有工况下，承受所有动、静载荷，并使动力总成在所有方 向上的位移处于可接受的范围内，不与底盘上的其他零部件发 生干涉。 保证发动机机体与飞轮壳的连接面弯矩不超过允许值。 保证合理的使用寿命
二、汽车动力总成悬置系统激振源
4. 激振频率分析
经分析可知：
a. 由不平衡量引起的激振力是离心力，它与转速成正比，只有在高转速时其作用 才显著。
b. 均匀点火脉冲的激励作用只有在低速时才明显。由上可知，发动机作为激振源 的激振频率范围为：
c. 地面激振频率范围：
1.5～2.5
可作为悬置设计时依据。
式中：Q －比例常数，一阶不平衡力Q＝1，二阶不平衡力Q＝2 c. 传动轴（变速器挂直接档）不平衡质量引起的激振频率：
看汽车机械制造中的动力总成开发
看汽车机械制造中的动力总成开发汽车机械制造中的动力总成开发是汽车工业中的重要环节，它涉及到汽车的动力系统设计、性能优化以及节能环保等方面。
本文将从整体介绍汽车动力总成的概念，分析其开发流程及关键技术，并探讨未来发展趋势。
一、汽车动力总成的概念及组成部分汽车动力总成是指汽车内部燃烧引擎、变速器以及传动系统的组合。
它是汽车的核心部件，实现了燃料转化为动力，并将动力传输到汽车轮胎上，以推动汽车前进。
汽车动力总成一般由内燃机、变速器、传动轴、驱动桥等几个主要部分组成。
1. 内燃机：内燃机是动力总成的核心，根据燃料不同分为汽油机和柴油机。
内燃机通过燃烧燃料产生的高温高压气体推动活塞运动，从而带动曲轴旋转，输出动力。
2. 变速器：变速器是控制发动机输出功率传递到车轮上的装置。
它可以调整发动机转速和轮胎扭矩之间的比例，以适应不同车速和行驶条件。
3. 传动轴：传动轴将发动机输出的动力传递到驱动桥上，使驱动桥中的差速器将动力传输至车轮。
4. 驱动桥：驱动桥是将传动轴传递的动力转化为车轮的推力，并且通过差速器来实现左右车轮的差速。
二、汽车动力总成开发的流程汽车动力总成开发的流程通常包括概念设计、初步设计、详细设计、样机制造和试验验证等阶段。
1. 概念设计阶段：在这个阶段，工程师们通过分析市场需求和竞争对手的产品，制定出动力总成的基本技术要求和性能指标。
2. 初步设计阶段：在这个阶段，根据概念设计的要求，进行初步的构想和设计，包括发动机的排量和功率、变速器的挡位和齿比、传动轴的材料等。
3. 详细设计阶段：在这个阶段，对初步设计进行进一步细化和优化。
包括通过计算机辅助设计软件对各个零部件进行分析和模拟，以确保其满足性能和可靠性要求。
4. 样机制造阶段：在完成详细设计后，进行样机的制造和测试。
通过样机的试制和试验验证，发现问题并进行改进。
5. 试验验证阶段：在这个阶段，对样机进行各种试验和验证，包括性能测试、可靠性测试和环保测试等。
汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计
上海交通大学硕士学位论文
摘 要
汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计
摘 要
汽车动力总成振动是汽车振动的主要激振源之一，对汽车的舒适性 和 NVH 特性有很大的影响。 设计合理的动力总成悬置系统可以减少振动 传递，提高乘坐舒适性。本文以国产某轿车为研究对象，对动力总成悬 置系统隔振性能进行了分析研究。本文的研究工作包括以下几个方面： 首先，运用拉格朗日方程，建立了动力总成悬置系统动力学方程。 根据试验所获得的模型参数，在 Matlab 和 ADAMS 软件环境中建立了六 自由度仿真模型。 其次，结合实车试验，验证了所建模型准确性，并从系统固有频率 配置及振动解耦角度分析了悬置系统的振动特性；根据实际条件，以提 高系统振动解耦率为目标，应用优化算法对动力总成悬置刚度参数进行 优化设计，通过仿真分析比较了优化前后的固有特性，结果表明优化有 效提高了系统固有频率配置合理性和系统振动解耦率。 最后，建立了动力总成-整车十三自由度动力学模型，其仿真结果表 明优化后悬置刚度参数能改善怠速隔振特性，所建立的模型可以作为悬 置系统优化设计的虚拟样机。 本文的研究结果表明优化设计后的悬置系统其隔振特性有了较大的 改进，所运用的研究方法对悬置系统的优化设计具有一定的指导意义。
k sf k sr csf csr
ϕ
xi yi zi i′ j ′ k ′ PjI q
C
广义坐标方向单位矢量 往复惯性力 ( N ) 二阶往复惯性力 ( N ) 六自由度系统质量矩阵 六自由度系统刚度矩阵 位置转移矩阵 十三自由度系统质量矩阵
T F
第
汽车动力总成悬置系统布置研究
汽车动力总成悬置系统布置研究随着汽车产业的发展，汽车动力总成悬置系统的设计和布置成为汽车设计领域的重要课题。
动力总成悬置系统不仅关系到汽车的舒适性和操控性，还关系到汽车的安全性和燃油经济性。
对汽车动力总成悬置系统的研究和优化设计具有重要的意义。
在汽车设计中，动力总成悬置系统是汽车的重要组成部分，它承担着支撑动力总成、吸收车辆颠簸和减震等重要功能。
动力总成悬置系统的布置对于整车的性能和品质具有重要影响。
良好的悬置系统布置能够有效地提高汽车的舒适性和操控性能，减少车辆驾驶员和乘客的疲劳感，同时也可以降低车辆的噪音和振动，使车辆驾驶更加平稳、稳定和安全。
汽车动力总成悬置系统的布置研究主要涉及到减震器、弹簧、悬挂杆、横拉杆等悬置系统零部件的布置位置和结构优化。
通过对悬置系统各个零部件的布置位置和结构进行优化设计，可以有效地提高汽车的悬置系统性能，使车辆在行驶时更加平稳、舒适和安全。
目前，国内外对汽车动力总成悬置系统布置进行了大量的研究工作，提出了许多有价值的理论和方法。
针对减震器的布置位置和结构优化方面，有的研究人员提出了通过多孔减震器和可调节减震器等新型减震器来优化悬置系统；针对弹簧的布置位置和结构优化方面，有的研究人员提出了采用空气弹簧和可调式弹簧等新型弹簧来优化悬置系统；针对悬挂杆和横拉杆等悬置系统零部件的布置位置和结构优化方面，有的研究人员提出了通过改变悬挂杆和横拉杆的长度和角度等来优化悬置系统。
在进行汽车动力总成悬置系统布置研究时，需要结合汽车设计理论、悬挂系统动力学理论和结构优化理论等多个学科的知识。
首先需要通过理论分析、仿真模拟和实验测试等手段，对汽车动力总成悬置系统的性能指标进行评估和分析，明确悬置系统的设计目标和要求。
然后在满足设计目标和要求的前提下，通过建立悬置系统的数学模型，对悬置系统零部件的布置位置和结构进行优化设计，以提高悬置系统的性能。
在汽车动力总成悬置系统的布置研究中，需要充分考虑汽车的使用环境和工况，根据不同的车型和用途来设计优化悬置系统。
汽车动力总成悬置系统的解耦优化研究及应用
汽车动力总成悬置系统的解耦优化研究及应用孙永厚;李峤;刘夫云;伍建伟【摘要】汽车动力总成悬置系统(Powertrain Mounting System,简称PMS)的设计好坏直接影响整车的NVH(噪声、振动和声振粗糙度)性能.针对某企业新车型研发的实际需求,对悬置系统进行解耦优化设计.首先建立悬置系统模型,得到系统固有特性一般方程式;再以MATLAB为开发平台,运用能量法编写优化程序,对悬置软垫三个主轴方向的刚度、位置和角度(也称悬置倾角)均进行了优化;最后将优化前后结果进行对比分析,并通过ADAMS软件验证.由分析结果可知,经优化过的固有频率分布较为合理,系统在六个激励振动方向的解耦率、固有频率最大最小值、频率差均满足企业的高标准要求,对动力总成悬置系统的设计具有一定的参考价值.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】4页(P147-149,154)【关键词】动力总成;悬置系统;解耦优化;MATLAB;悬置刚度;位置和角度【作者】孙永厚;李峤;刘夫云;伍建伟【作者单位】桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TH16;TP301.6;U461.6汽车NVH性能的好坏很大程度上取决于动力总成悬置系统的设计是否合理［1］。
其设计方法主要是通过优化计算，适当选取悬置的刚度、位置和角度，使其固有频率分配合理，在达到解耦目标的同时，降低发动机的传递振动，进而获得良好的驾驶体验［2］。
当前，现存的解耦优化程序大多以悬置的各向刚度作为优化变量，并没有考虑悬置位置和角度的优化。
主要是因为：（1）加入悬置位置和角度会扩大变量的寻优范围，大大增加运算周期和难度。
（2）受汽车总体布局限制，动力总成悬置系统的悬置位置和角度能改变的范围十分有限。
汽车动力总成悬置系统布置研究
汽车动力总成悬置系统布置研究汽车动力总成是车辆的核心部件，其稳定的悬置系统对车辆的安全性、行驶稳定性和乘坐舒适性等方面有着重要的影响。
因此，研究汽车动力总成悬置系统的布置对于提高汽车性能具有重要意义。
本文在理论的基础上，对汽车动力总成悬置系统布置进行了深入研究。
汽车动力总成由发动机、变速器、传动轴、驱动桥和后桥五部分组成。
悬置系统是汽车动力总成与底盘连接的重要组成部分，通常由弹簧、减震器和支柱等零部件组成。
悬置系统的基本功能是减小动力总成的振动和冲击，同时还要对转向和刹车等操作产生的反作用力进行消化和分散。
汽车动力总成在车身中的布置主要有两种方式：前置式和后置式。
前置式指发动机和变速器安装在车身前部，后置式则是安装在车身后部。
确定悬置系统布置方式的关键是保证汽车动力总成的稳定性和平衡性。
基于此，本文对两种布置方式的悬置系统布置进行了详细的分析和研究。
前置式汽车动力总成悬置系统通常采用前后横梁式或前后分别悬挂式。
前后横梁式悬挂系统适用于那些轴距较大的车型，它可以提高车身刚性，同时还可以平衡发动机的重量和车身的重量。
前后分别悬挂式悬挂系统则是针对小型车型设计的，在日本和欧洲市场广泛采用，这种布置方式可以将发动机和变速器分别安装在车体前部和后部，有效地降低车身重量和空气动力学阻力。
对于后置式汽车动力总成，其悬置系统布置有一定的技术难度。
由于发动机和变速器在车身后部，时刻受到车轮和地面的冲击，因此必须保证悬挂系统具有高强度和耐久性。
后置式汽车动力总成悬挂系统主要有中置悬挂式和后置-中置悬挂式两种，其中后置-中置悬挂式最为常见。
后置-中置悬挂式主要将动力总成和轻量化悬挂系统分别安装在车身后部和中部，通过弹簧和减震器吸收振动和冲击力，确保车辆行驶的稳定性和安全性。
总之，汽车动力总成的悬置系统布置对于车辆的性能和稳定性具有至关重要的影响，本文对前置式和后置式布置方式下的悬置系统布置进行了详细的分析和研究，为汽车制造业的技术创新提供了一定的参考意义。
《2024年汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》范文
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言汽车作为现代社会出行的重要工具，其舒适性和安全性已成为消费者选购车辆的重要考量因素。
动力总成悬置系统作为汽车的重要组成部分，其性能直接影响到整车的振动噪声水平及乘坐舒适性。
因此，对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析，并进行优化设计，对于提升汽车性能具有重要意义。
本文将就汽车动力总成悬置系统的振动分析及优化设计进行探讨。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统主要由发动机、变速箱、传动系统等组成，其作用是将发动机产生的动力传递至车轮，同时起到减震、降噪、提高乘坐舒适性的作用。
该系统的性能直接影响到整车的运行平稳性和乘坐舒适性。
三、汽车动力总成悬置系统振动分析1. 振动产生原因汽车动力总成悬置系统的振动主要来源于发动机的燃烧、气缸内的工作过程、燃油的喷入以及各种力的相互作用等因素。
此外，路面不平、车身结构等因素也会对系统产生一定的振动影响。
2. 振动分析方法针对汽车动力总成悬置系统的振动分析，可采用理论分析、仿真分析和实车测试等方法。
理论分析主要依据动力学原理和弹性力学原理对系统进行建模和分析；仿真分析则通过建立系统的有限元模型，对系统进行动力学仿真分析；实车测试则是通过在真实环境下对车辆进行测试，获取系统的振动数据。
四、汽车动力总成悬置系统优化设计1. 设计目标汽车动力总成悬置系统的优化设计目标主要包括降低系统振动、提高乘坐舒适性、减少噪声等。
通过对系统进行优化设计，可提高整车的性能和品质。
2. 优化设计方法（1）材料选择：选用高强度、轻量化的材料，如铝合金、复合材料等，以降低系统重量，提高刚度和减震性能。
（2）结构优化：通过优化结构布局和刚度分配，使系统在受到外界力时能够快速恢复稳定状态，减少振动。
（3）主动控制技术：采用主动控制技术，如主动悬挂系统、电磁减震器等，对系统进行实时控制，以降低振动和噪声。
（4）仿真分析：利用仿真软件对系统进行动力学仿真分析，预测系统的振动性能，为优化设计提供依据。
重型卡车动力总成NVH性能分析与优化研究
重型卡车动力总成NVH性能分析与优化研究随着人们对交通工具安全、舒适性和环保特性的要求日益提高，汽车工业引起更多的关注。
在汽车工业中，重型卡车是负责产品运输和物流的重要工具，其动力总成的NVH（噪声、振动与刚度）性能对其整体运行质量有着至关重要的影响。
因此，本文将对重型卡车动力总成的NVH性能进行分析与优化研究，探究其影响因素及优化方法。
一、重型卡车NVH性能影响因素分析重型卡车的动力总成是由动力机、传动系、变速器、传动轴、驱动桥等组成的关键部件，因此其总体NVH性能受多个因素的影响。
1.动力机振动特性动力机是重型卡车动力总成的核心，其振动特性对NVH性能有着决定性的影响。
动力机的振动主要来自于气缸爆炸力和曲轴不平衡，因此提高动力机的平衡性和减震性能是提高NVH性能的有效手段之一。
2.传动系特性传动系是将动力机转换成车轮驱动力的关键部件，其牵涉到的齿轮、轴承、联轴器等异物也会对NVH性能产生影响。
其中，齿轮的制造精度、配合间隙、轮齿加工粗糙度等直接影响传动系的噪声水平，因此要采用较高精度的加工工艺和配合技术。
3.变速器特性变速器是影响车辆行驶性能的关键部件之一，其振动与噪声是NVH性能的重要来源。
因此，在变速器的设计与制造中要充分考虑其NVH性能，并加强对摩擦、间隙和润滑等细节方面的关注与优化。
二、重型卡车NVH性能优化方法研究针对上述影响因素，本文提出以下一些优化方法，以提高重型卡车的NVH性能。
1.加强汽车振动诊断与维护经常对汽车进行振动诊断和维护，可以及时发现和解决动力总成的故障，减少噪声和振动的产生。
此外，定期对各部件的维护和保养也是减少噪声和振动产生的有效措施。
2.提高动力机平衡性合理的动力机布局和平衡性设计，以及有效的减震措施，可以有效降低动力机振动对NVH性能的影响。
此外，采用动力机电控技术和智能控制算法，也有利于优化动力机运转状态和减小噪声产生。
3.加强传动系和变速器的制造工艺和配合技术传动系关键部件的制造工艺和加工精度，直接决定传动系的噪声和振动水平。
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汽车动力总成系统设计与优化研究
随着汽车工业的不断发展和技术的进步，汽车动力总成系统的设计和优化研究也越来越受到汽车制造商的重视。
汽车动力总成系统是汽车工作的重要组成部分，包括引擎、变速器、传动轴、驱动轴等等。
在现代汽车工业中，汽车动力总成系统的设计和优化研究已成为制造商竞争力的关键之一。
在汽车动力总成系统的设计和优化研究中，关键是确保其能够满足消费者的需求和市场需求，同时降低生产成本、提高产品质量和节能减排等方面措施。
要达到这个目的，汽车制造商需要进行广泛的研究和测试，以便确定动力总成系统的最佳设计方案。
在动力总成系统的设计和优化研究中，涉及到许多技术方面，以下是其中一些重要的方面。
引擎设计和优化
在汽车动力总成系统中，引擎是最核心的部件之一。
引擎设计和优化是汽车制造商在汽车动力总成系统中研究的重点。
在引擎的设计和优化中，涉及到多种技术方面，如气门、汽缸、活塞、曲轴和减震系统等。
在引擎的设计和优化中，汽车制造商需要考虑许多因素，如提高燃烧效率、降低排放、提高热效率等，以确保摩托车引擎的高效工作。
变速器设计和优化
变速器是在汽车动力总成系统中另一个重要的组成部分。
它的作用是将汽车引擎的动力传递到车轮上，使车辆能够运行。
变速器设计和优化是汽车制造商在汽车动力总成系统中研究的重点之一。
在变速器设计和优化中，汽车制造商需要考虑许多因素，如提高传递效率、降低噪音、提高稳定性等，以确保变速器的高效工作。
传动轴和驱动轴设计和优化
传动轴和驱动轴是汽车动力总成系统中的另外两个重要的组成部分。
它们的作用是将引擎的动力传递到车轮上，使车辆能够行驶。
传动轴和驱动轴的设计和优化是汽车制造商在汽车动力总成系统中研究的重点之一。
在传动轴和驱动轴的设计和优化中，汽车制造商需要考虑许多因素，如减小能量损失、提高传递效率、降低噪音等，以确保传动轴和驱动轴的高效工作。
总体来说，汽车动力总成系统的设计和优化研究是一个综合性的过程。
它涉及许多方面的技术，需要汽车制造商进行大量的研究和测试。
在动力总成系统的设计和优化研究中，汽车制造商需要考虑许多因素，如性能、质量、成本和环保等，以确保汽车动力总成系统的高效工作和市场竞争力。