动力总成悬置系统的技术发展历程
汽车悬架发展简史
汽车悬架发展简史汽车悬架是汽车的重要组成部分，它直接影响着车辆的操控性、舒适性和安全性。
在汽车发展的历程中，悬架的设计和技术也经历了多次革新和改进。
本文将从人类视角出发，为你讲述汽车悬架的发展简史。
一、早期悬架设计最早的汽车悬架设计可以追溯到19世纪末。
当时的汽车悬架主要采用弹簧和减震器的组合，以提供车辆的平稳性和舒适性。
这种设计在当时被认为是先进的，但由于技术和材料的限制，悬架的效果并不理想。
二、悬架的革新随着科技的进步和工业化的发展，汽车悬架的设计逐渐得到改进。
在20世纪初，液压减震器的出现使得悬架的效果有了显著提升。
液压减震器可以根据路面状况自动调节阻尼力，使得车辆行驶更加稳定和舒适。
悬架材料的改进也为悬架的发展提供了支持。
钢材的广泛应用使得悬架的结构更加坚固和耐用，从而提高了车辆的安全性和稳定性。
三、空气悬架的出现20世纪50年代，空气悬架开始在汽车上应用。
空气悬架通过气压的调节来改变悬架的硬度和高度，从而提供更好的悬架性能。
空气悬架的出现使得车辆在不同路况下都能保持较好的悬架效果，进一步提升了车辆的舒适性和操控性。
四、电子悬架的引入随着电子技术的发展，电子悬架逐渐在高端汽车上引入。
电子悬架通过传感器和控制系统来实时监测和调节悬架的状态，以适应不同的行驶条件和驾驶方式。
电子悬架的出现使得车辆可以根据驾驶者的需求来调节悬架的硬度和高度，进一步提升了车辆的操控性和舒适性。
五、未来发展趋势随着汽车科技的不断进步，悬架的发展也将朝着更加智能化和高效化的方向发展。
未来的悬架可能会采用更先进的材料和技术，以提供更好的悬架性能和更高的安全性。
六、总结汽车悬架的发展经历了多次革新和改进，从最早的弹簧减震器到如今的电子悬架，每一次的改进都使得车辆的悬架性能得到提升。
随着科技的进步，我们有理由相信未来的悬架技术将会更加先进和智能化，为驾驶者提供更好的悬架体验。
作为车辆的重要组成部分，悬架的发展不仅仅是技术的进步，更是人类对于驾驶舒适性和安全性的追求。
悬架系统的发展趋势
悬架系统的发展趋势
悬架系统是指安装在车辆底盘上的能够支撑和隔离车身与地面之间的结构。
它对于车辆的乘坐舒适性和行驶稳定性都起着重要作用。
随着科技的发展，悬架系统也在不断创新与进步，有一些明显的发展趋势。
1. 电子化与智能化：随着电子技术的不断进步，许多车辆悬架系统已经开始采用电子控制单元（ECU）进行监测和控制。
这种电子化悬架系统可以根据车辆行驶条件和驾驶方式自动调整悬架硬度和高度，提供更加舒适和稳定的驾驶体验，并根据需要进行主动悬架调整，提高车辆的操控性能。
2. 空气悬架系统的普及：空气悬架系统利用气压来调节悬架的硬度和高度，具有更好的适应性和可调性。
它可以根据载荷、行驶速度和路况等条件实时调整悬架，提高车辆在不同道路情况下的稳定性和操控性能。
随着技术的进步，空气悬架系统的制造成本逐渐降低，其在高端车型中的应用将越来越普及。
3. 主动悬架系统的发展：主动悬架系统通过感应车辆的加速度、车速、转向角等参数，实时调节悬架的硬度和高度，提高车辆的稳定性和操控性能。
随着传感技术和控制算法的进步，主动悬架系统的响应速度和调节能力将进一步提高，为驾驶员提供更加安全和舒适的行驶环境。
4. 轻量化与节能环保：随着对节能环保要求的不断提高，悬架系统也在追求轻量化的发展趋势。
采用高强度材料、新型减震器和减震弹簧等技术，可以减轻悬
架系统的重量，提高车辆的燃油经济性和减排效果。
总的来说，悬架系统的发展趋势是电子化、智能化、空气悬架系统的普及、主动悬架系统的发展和轻量化节能环保。
这些趋势将进一步提高车辆的乘坐舒适性和行驶稳定性，提升整体的驾驶体验。
现代汽车动力总成悬置系统的发展
现代汽车动力总成悬置系统的发展一、汽车动力总成悬置系统设计的发展概述从上个世纪五十年代起，汽车行业对动力总成的隔振、降噪研究做了大量的工作，取得了显著的效果。
较为成熟的六自由度解耦理论和计算方法由Anon、Harison和Horovitz完成的，他们将汽车发动机动力总成和车架视为刚体，将减振橡胶块视为单纯的弹簧，利用发动机动力总成惯性主轴特性和撞击中心理论阐述了如何调整橡胶悬置的安装位置和悬置刚度，使发动机动力总成的前后悬置的振动互相独立，然后分别按照单自由度线性振动系统处理，他们认为系统垂直方向的固有频率与绕曲轴方向的固有频率应小于发动机怠速时相应扰动频率的三分之一，这样可以获得较好的减振效果。
这些较早提出的设计理论对于后人的深入研究有着积极的指导作用。
1965年，美国通用汽车公司的Timpner F.F通过合理布置发动机悬置元件来进行发动机动力总成悬置系统解耦设计。
他指出通过合理的布置悬置元件，使它们的弹性中心位于发动机动力总成悬置系统的质心处或主惯性轴上，己达到发动机动力总成悬置系统振动解耦的目的。
1979年，美国通用汽车公司的Stephen R.Johnson首次将优化技术应用于悬置系统的设计，以合理匹配系统固有频率和实现各个自由度之间的振动解耦为目标函数，以悬置元件刚度和悬置元件安装位置为设计变量进行优化计算，并推出COEMS软件，结果使系统各振动自由度之间的振动耦合大为减少，同时保证了悬置系统六阶固有频率在期望的范围内。
1982年，R.Racca以限制悬置空间、悬置位置、悬置刚度、固有频率和振动解耦等方面来考虑悬置的减振隔振性能，对传统的FR式悬置系统进行了全面地总结。
1984年，Geck P.E.等人将发动机悬置系统的最主要作用看成隔离低频域振动，这就要求它的侧倾固有频率要低，以吸收发动机不平衡扭矩引起的振动。
因此，他们以侧倾解耦，低化侧倾模态为目标对悬置系统进行优化，并提出了较合理的悬置设计原则。
乘用车动力总成悬置系统开发
程 两边 ， ： 得
Ｉ 。 ． ｌ ｉ ， ｌ
’
［ｋｍ（ ） ｃＯ］ ０ （ １ ＋ ｔ ｘ＝ － ） ｊ ２ Ｆ 由上式得 ， 激励 力 的幅值 ：
（） ４
Ｓ Ｏ
１Ｏ ．
一
● ～ ’
Ｆ ［一 ）２ ］ ＝ １ ２ｊ考 ； （ ＋
式中
（） ５
＝ － ～
汽车的振动、 噪声对 司机和乘客 的健康会造成伤 害， 且影响汽车的疲劳强度和使用 寿命 。 发动机是汽
。
车 的主要 振源 之一 ，动 力总 成悬 置 系统 的设 计水 平
直接影响到发动机的振动传递到车身 的隔离效果的 好坏 ， 从而对汽车的乘坐舒适性有很大的影响。
２ 动力 总成悬置 的隔振原理
∞— — 系统 的激 励频 率 ∞。 一 系统 没有 阻尼下 的 固有 频 率
传递到基础的力为 ：
ｆ＝ ｘ ｃ ＝ｋ ｊ （） ０ ｂ ｋ ＋ ｘ （＋ｃ１Ｘ ｅ ） ｊ （ ６）
计一个 良好的发动机悬置系统 ， 可降低发动机传往 底盘的激振力 ， 延长汽车零部件的使用寿命 ， 提高 （） ７ 汽车的乘坐舒适性能。下文将 以 Ｓ Ｉ Ａ Ｃ某车型为例 介绍 动力总 成悬置 系统 的开 发过程 。
发 动 机 的振 动是 一个 多 自由度 的复 杂 振 动 过
１ 动力 总成 悬置 系统 的功用
１１ 支撑 作用 ．
程， 假设动力装置为一个具有 ６ 自由度 的刚体结 个 构 ，动力总成悬置系统满足要求的解藕条件时 ， 这 个 系统就变成了 ６ 个单 自由度系统 ， 因此可以分别 对每个单 自由度系统进行隔振分析。如图 １ 所示 ， 该系统的单 自由度振动方程为 ：
汽车动力总成悬置系统研究综述
汽车动力总成悬置系统研究综述汽车动力总成悬置装置的性能对车辆NVH表现有很大的影响。
本文通过单自由度模型对悬置系统的隔振原理进行分析，阐述了悬置系统的发展过程，并对不同类型的隔振垫进行了介绍和比较。
动力总成是汽车主要的噪声和振动源，主要的激励可分为两类：一是汽缸燃烧而产生的震爆力；二是发动机曲轴旋转运动时不平衡而产生的惯性力。
为了保证驾乘的舒适性，工程师设计了动力总成隔振装置用以隔离动力总成产生的振动。
常见的轿车隔振装置在空间布置上可以分为：1.底部布置，即将隔振装置安装在机舱底部的副车架上。
这种布置安装空间比较自由，但是隔振效果不理想。
2.悬置布置，即将隔振装置安装在动力总成扭矩轴上。
这种布置隔振效果好，但是安装空间受到限制，而且通常需要1~2个扭拉杆或者隔振垫以限制动力总成在横向的转动角度。
在本文中，主要分析对象是悬置布置的动力总成隔振垫，即动力总成的悬置系统。
动力总成悬置系统工作原理动力总成悬架装置用于连接动力总成与车身结构，是汽车动力总成的重要组成部分，其主要功能可以归纳为如下两点：1.支撑与限位。
悬置系统的首要功能即连接动力总成与车身结构，因此悬置系统不仅要在静止状态下将动力总成定位并支撑在设计的位置，而且需要保证动力总成在不同工况下与机舱或其他部件不发生碰撞或干涉，将动力总成的位移限制在合理的一个区域内。
2.隔离振动。
发动机的激振是汽车的主要振源之一，为了保证驾乘的舒适性，悬置系统需要尽可能减少由发动机传向车身和底盘的振动；另一方面，由于道路不平等原因，悬置系统也需要尽量隔离来自悬架和车轮的振动，防止该激振传递至动力总成，以保护发动机和变速器的正常工作。
由于悬置系统需要承载整个动力总成的重量以及发动机所产生的扭矩，这决定悬置系统需要足够大的刚度以保证动力总成的位置在合理的区域内。
若刚度不足则可能导致动力总成与其他部件发生干涉或碰撞；另一方面，要获得较小的振动传递率，就需要更大的频率比，这就要求悬置系统的刚度尽可能小。
汽车动力总成液压悬置的研究发展
制、 半主动控制悬置的开发研究。
１ 被 动 液 压 悬 置
液 压悬 置是 国外 ２ 纪 ７ ０世 ０年 代末 在 汽 车上 开 始使 用 的一种 隔振 元件 ，它是 在 原橡胶 悬置 的基础
力总成悬置系统是指发动机与车身之间的弹性连接
系统 ， 性能 的好 坏不 仅影 响乘 坐舒 适性 ， 其 而且 影响 着 车辆 的使 用寿命 。设 计合 理 的发 动机悬 置系 统可 以降低 动 力 总成 和 车辆 的振 动水 平 ， 少 动力 总成 减 传 递 到车 身 的激 振力 ， 时降 低 地 面不 平 度对 动力 同 总成 的影 响 ， 而 明显 提 高车 辆 的 耐久 性 和乘 坐 舒 从 适 性 。这 就 要求悬 置具 有 良好 的动 特性 ， 即在 低 频 时应具 有 大 刚度 、 阻尼 ； 高频 时 应具 有 小 刚 度 、 大 在
小 阻尼 。 按 控制 方式 分 ， 压悬 置分 为被 动式 、 液 主动 控制
上增加了封装粘性流体 ，借助流体的液力特性改善 橡胶悬置的动态特性 ，从而提供更好的隔振降噪特
性 。被 动液压 悬置 的结 构发展 经 历 了从 简单 到复 杂
的过程 。
早 期 的液 压悬 置 的上 、下液 室之 间只有 小孔连
接 ，它 的减振 原理 是依 靠液体 流 经小孔 时产 生 的节 流 阻尼 来衰减 发 动机 的振动 ，其 大阻 尼特性 在低频 振 动时 可 以控 制发 动机 的位 移 ，但高 频时会 恶化 隔
振 效果 。
式 和半 主动控 制式 。尽 管 目前普 遍 使用 的液压 悬置
能在很大程度上起到隔振降噪的作用， 但近几年来 ，
维普资讯
浅析汽车悬架技术发展
浅析汽车悬架技术发展汽车悬架技术一直是汽车工程领域的重要组成部分，它直接关系到汽车的舒适性、操控性以及安全性。
随着汽车工业的不断发展和技术的进步，汽车悬架技术也在不断改进和更新。
本文将从历史发展、基本原理以及未来发展趋势等方面进行浅析汽车悬架技术的发展。
一、历史发展汽车悬架技术的历史可以追溯到汽车诞生之初。
最早的汽车悬架技术是由悬挂、弹簧、减振器等组成，目的是减少车辆行驶中的颠簸和震动，提高驾驶舒适性。
最初的悬架系统主要采用钢板弹簧和通用式减震器，这种传统的悬架结构在汽车的起伏中可以提供一定的柔软性，但是对于悬架的调节和控制性能较差。
20世纪60年代，随着汽车工业的快速发展和技术的进步，悬架技术开始向独立悬挂、空气悬架等方向发展。
独立悬挂技术可以使每个车轮独立运动，提高了车辆的行驶稳定性和操控性能。
空气悬架技术则可以根据不同的路况和载重条件自动调整悬架的高度和硬度，提高了汽车的舒适性和安全性。
这些技术的应用使得汽车的悬架系统得到了质的改进，大大提高了汽车的驾驶性能和乘坐舒适性。
二、基本原理汽车悬架技术的基本原理是通过悬挂系统使车轮与车身隔离开来，吸收路面的颠簸和震动，提高行驶的平稳性和舒适性。
目前主流的汽车悬架系统主要包括独立悬挂、横臂式悬挂、麦弗逊式悬挂和多连杆式悬挂等。
不同类型的悬架系统在结构和工作原理上有所差异，但都是以提高车辆的操控性能和舒适性为目标。
独立悬挂是目前应用最广泛的一种悬架系统，它采用独立于车身的悬架组件，使得每个车轮都能自由运动，提高了车辆的操控性能和稳定性。
横臂式悬挂和麦弗逊式悬挂是独立悬挂系统的两种主要形式，它们通过横拉杆、纵拉杆等连接车轮和车身，使得车轮能够自由运动，同时保持了足够的纵向和横向刚度，提高了车辆的操控性能和行驶稳定性。
多连杆式悬挂是一种近年来比较流行的悬架系统，它通过多个连杆连接车轮和车身，使得车轮运动的自由度更大，提高了车辆的操控性能和舒适性。
空气悬架技术也成为了现代汽车悬架系统中的重要组成部分，它通过充气和排气系统来调节悬架的高度和硬度，实现了对车辆悬架特性的自动调节，提高了汽车的驾驶舒适性和行驶稳定性。
汽车悬挂系统的发展与改进
汽车悬挂系统的发展与改进在过去的几十年里，汽车悬挂系统在技术方面发生了巨大的发展与改进。
本文将探讨汽车悬挂系统的发展历程以及对汽车行驶体验和安全性的重要影响。
一、初期悬挂系统在汽车产业刚起步时，悬挂系统主要采用简单的弹簧和减震器组合。
这种传统的机械悬挂系统虽然简单可靠，但对于道路上的颠簸震动无法有效的缓解，导致驾驶舒适性较差。
尤其在高速行驶或不平坦道路上，驾驶员容易感受到明显的颠簸和不稳定。
二、气垫悬挂系统为了提升驾驶舒适性，汽车制造商开始采用气垫悬挂系统。
气垫悬挂系统利用可调节的气压来减震，从而更好地隔离车身和道路之间的震动。
这种系统大大提高了驾驶员的舒适性，并且能够根据不同的道路条件和驾驶风格进行调节。
然而，气垫悬挂系统相对复杂，成本较高，同时需要额外的维护，因此并未广泛应用于普通家用汽车中。
三、液体悬挂系统为了克服气垫悬挂系统的成本和维护难题，液体悬挂系统逐渐崭露头角。
液体悬挂系统采用液体来减震和隔离车身与道路之间的震动。
液体悬挂系统通过使用特殊的液体和阀门来实现对悬挂系统的控制。
这种系统具有良好的沟通性能，并且成本相对较低。
液体悬挂系统也具有可调节性能，能够根据驾驶条件和个人偏好进行调节，从而提供更好的驾驶体验。
四、电子悬挂系统随着科技的发展，电子悬挂系统成为了汽车悬挂系统领域的重要创新。
电子悬挂系统利用传感器、控制单元和电动执行器来实现对悬挂系统的准确控制。
这种系统能够快速感知道路条件和车身动态，并根据实时数据对悬挂系统进行调整，使得车辆对道路的响应更加迅速和稳定。
电子悬挂系统还可以根据驾驶者的需求进行个性化调整，提供更加舒适和激动人心的驾驶体验。
五、主动悬挂系统近年来，主动悬挂系统的出现进一步推动了汽车悬挂系统的发展。
主动悬挂系统利用先进的控制技术和执行器，能够主动感知并调整车辆的悬挂状况。
这种系统可以根据驾驶条件和路面情况进行实时调整，从而提供最佳的悬挂效果和驾驶稳定性。
主动悬挂系统在高速行驶和弯道驾驶中具有显著的优势，不仅提供了更好的操控性能，还使驾驶更加安全可靠。
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惯性通道数目的改变，可以改变滞后角出现峰值时的频率，对其尺 寸的改变，还可以达到改变动刚度和阻尼大小的目的。
可控悬置的类型与应用
Active Mount ，ATA (active tune absorber)
•An active energy source is needed (e.g., electrical dynamic force actuator)
路面不平引起的振动
其他运动部件引起的振动
动力总成悬置系统要求
动力总成悬置系统介绍- 悬置功能：
降低动力总成振动向车身的传递 衰减路面激励引起的动力总成位移
动力总成悬置系统要求
隔振原理
动力总成悬置系统要求
动力总成悬置系统介绍- 设计目标
尽可能多的隔离振动 尽可能多的实现各自由度 间的解耦 悬置系统在系统共振频带 内应有较大的阻尼值
动力总成悬置系统要求
Ideal Dynamic Stiffness Curve for a Powertrain Mount 发动机悬置的理想动刚度曲线
主要内容
动力总成悬置系统要求 悬置系统类型与发展历史
可控悬置的类型与应用
悬置系统类型与发展历史
m o C
it x e pl
y
w o r r o m o T T st e Y y a d er y a d o
可控悬置的类型与应用
Idle Rate Dip Hydraulic Mount
Vacuum Tank
Solenoid Valve
Bi-state • Idle State: Open the idle inertia track at idle drive condition • Ride State: Close the idle inertia track at other conditions
悬置系统类型与发展历史
Hydraulic Mount _ Inertia Track with Decoupler
• Larger amplitude produces larger dynamic stiffness and phase angle.
悬置系统类型与发展历史
液阻悬置的发展
Non-Decoupled
Electric active mount
悬置系统类型与发展历史 可控悬置在各大主机厂的运用
主要内容
动力总成悬置系统要求 悬置系统类型与发展历史
可控悬置的类型与应用
可控悬置的类型与应用
Opportunities for Hydraulic Mount Enhancements
Idle Inertia Track Add one inertia track that is tuned for idle drive isolation (e.g., reduce the dynamic stiffness in the engine idle firing frequency range) Open or close the track Decoupler Apply means to disable or enable a decoupler Increase dynamic stiffness for SRS Reduce dynamic stiffness for driveaway isolation Top Chamber Volume/ Bulge Stiffness Add one air chamber at top of the top chamber By inflating or deflating the chamber that change the top chamber volume stiffness that change the mount dynamic stiffness Electrical Dynamic Force Actuator Add one electrical dynamic fore actuator for small amplitude isolation Use the hydraulic mount inertia track for large amplitude control
Decoupled
悬置系统类型与发技术被运用到橡胶阻尼件
Idle dip switchable mounts
Idle & ride (2-state)
Idle & ride (4-state)
Idle only (Vacuum active)
Active tuned absorber
悬置系统类型与发展历史
Hydraulic Mount _ Inertia Track without Decoupler
• •
Small amplitude produces larger dynamic stiffness and phase angle. May be an issue for idle or driveaway isolation due to high dynamic stiffness
Vacuum On
Vacuum Off
可控悬置的类型与应用
Electr. Switchable Decoupling
Free floating decoupling membrane Electro magnet to fix decoupling membrane
可控悬置的类型与应用
半主动式悬置-单双流道开关机理
动力总成悬置系统的技术发展 历程
泛亚汽车技术中心有限公司 底盘及动力总成集成部 俞斌
主要内容
动力总成悬置系统要求 悬置系统类型与发展历史
可控悬置的类型与应用
动力总成悬置系统要求
整车振动来源
发动机点火激励引起的振动
发动机工作过程中其自身产生的往复不平衡惯性力 冷却系统、进排气系统等引起的振动
Main fluid chamber Diaphragm Moving Coil Permanent Magnet PCB Control Module
Active diaphragm motion
Suppliers: Avon , Bridgestone
Thanks!
Electrical Idle Rate Dip Mount
可控悬置的类型与应用
半主动式悬置-空气弹簧原理
• •
Idle State: Solenoid Open , Gear in Drive and Vehicle Speed from 0 mph to 5 mph. Air passes to atmosphere Decoupler Soft Low Stiffness Ride State: Solenoid Closed Air spring created Decoupler Stiff High level of damping
可控悬置的类型与应用
Damping Switchable Hydromount
t t
t
Vacuum driven (500 mbar) Vacuum chamber in between membrane and main spring small add. Package / low add. cost
•Real Time Control •Actively force cancelling or actively impose the mount displacement to avoid the force transmission
可控悬置的类型与应用
可控悬置的类型与应用
Active Mode (>15Hz Vibration Isolation)
悬置系统类型与发展历史 常规橡胶悬置元件
动刚度随频率提高，线性 升高 动刚度与胶料特性有关
悬置系统类型与发展历史 常规橡胶悬置元件
振幅大，动刚度小
预载大，动刚度大
悬置系统类型与发展历史 液阻悬置
•Provide high dynamic stiffness and damping at low frequency range •A decoupled hydraulic mount also can provide low stiffness and damping at high frequency •A low stiffness notch effect where the dynamic stiffness is less than the static stiffness. • Amplitude sensitive and frequency tunable damping