动力总成悬置系统布置设计研究
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悬置系统是指动力总成(发动机、离合器、变速器及附件等)与车架或车身之间弹性连接的系统,其设计性能对整车的振动噪音水平有重要影响,随着广大消费者对整车舒适性要求的不断提高,动力总成的隔振设计为广大汽车制造企业所重视,每套动力总成的质量特性不同,为达到最佳的动力总成悬置系统性能,理想来说应为每一个动力总成“量身打造”一套悬置系统。
标签:模块化设计;动力总成悬置系统;刚度;模态引言本文论述了基于某平台上动力总成悬置系统的模块化设计,实现了悬置系统元件最大化共用,且满足不同动力总成的悬置系统在该平台中的车身接口一致。
该平台的悬置系统模块化设计满足车型差异化的同时减少了零件数量,降低了设计、验证等工作量,从而有助于企业降低产品的研发与制造成本、提高生产系统的适应能力和客户响应速度。
1动力总成悬置系统模型建立1.1悬置系统六自由度动力学模型汽车动力总成一般通过四点悬置固定到车架上,悬置软垫采用橡胶材料并添加金属片限位,因此可以看作具有三向刚度的弹性阻尼元件。
悬置系统的固有频率远低于动力总成和车架弹性体的固有频率,因此可以把动力总成、车架简化为刚体,建立悬置系统的六自由度力学模型。
文中所设计悬置系统采用四点布置在发动机上。
建立动力总成坐标系O-XYZ,O为动力总成质心,X轴平行于曲轴中心线由飞轮端指向风扇端,Z轴竖直向上。
则动力总成的运动可以分解为沿X、Y、Z轴的平动和绕X、Y、Z轴的转动,共6个自由度,写成广义坐标的形式,表示为:根据拉格朗日法,得到动力总成悬置系统的六自由度振动微分方程式中:M为系统惯性矩阵;K为系统刚度矩阵。
通过MATLAB软件建立数学模型,即可求解出悬置系统的六阶固有频率及振型。
1.2能量解耦法模型车辆行驶过程中,由于发动机产生的激励力不通过质心引起动力总成在多个自由度上的振动响应,从而增加了悬置系统的振动耦合,使其振动幅值增大。
因此降低悬置系统的振动耦合,是提升整车舒适性的有效措施,工程应用中主要关注Z向及θx向的解耦率,一般采用能量解耦法来评价。
汽车动力总成悬置系统的整车布置研究

动力系的悬置系统的布局通常根据所使用的动力的特性来确定,并且纵向动力系通常是倾斜的。这样,可以获得比扭矩轴对称性更好的解耦效果。如果展开大扭矩横向动力系,则通常使用四点悬挂装置,使得右侧悬置和齿轮箱上的左侧悬置尽可能地放置在扭矩轴上。耦合比大大提高,并且在动力系之前和之后布置扭矩悬置,以有效地限制动力系的位移。三点式动力总成一般使用在扭矩很小的动力总成组合上,右侧的发动机悬置和左侧的变速箱悬置都有着和四点悬置相同的效果,它们都尽可能靠近扭矩轴,但不同之处在于三点动力传动系统在动力传动系统的后侧只有一个扭矩杠杆。动力系位移效应在不同的扭矩条件下是不同的,并且当诸如怠速的动力系没有扭矩输出时可以获得更好的解耦效果。进而能够改善怠速的抖动情况。扭矩轴就是没有施加约束的三维刚体旋转轴,其惯性和刚体扭矩方向有关。动力总成的扭矩作用方向一般是围绕曲轴线段,而曲轴线通常是不和惯性轴重合的,这样一来动力总成在转动的时候不以曲轴或者主惯性轴为核心,而是围绕空间旋转。扭矩轴一般其大小和相对曲轴的方向有关,位置和动力总成三个主惯性轴在坐标系上方向确定。如果把悬置系统放到了扭矩轴线上就会有着最好的隔振效果,发动机紧紧围绕扭矩轴线进行振动,不会绕其他轴线发生平动和旋转。
汽车动力总成悬置系统的整车布置研究
摘要:近年来科学技术的飞速发展也促进了汽车领域的加速发展。现在汽车制造过程中,动力系统和悬置系统的设计都得到了不断的更新改革,每一次改革都意味着有关性能得到了进一步的提高。文章就隔振布置的有关理论以及其在汽车悬置系统当中具体的应用进行介绍,同时对其平台化布置的原则进行研究。
3、汽车当中悬置系统布置原则
在汽车布置悬置系统的时候,有几条关键原则,如果能够良好把握,则会带来事半功倍的效果。
3.1设定模态和解耦目标
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的悬置系统布置是整车设计中非常重要的一部分,直接关系到车辆的稳定性、舒适性和安全性。
该系统主要由几何形状、橡胶减震器和刚度等方面的因素组成。
正确的悬置系统布置可以减少车身的震动和扭曲,提高整车的稳定性和舒适性,并降低车辆的噪声、振动和疲劳。
首先,要考虑到悬置系统的几何形状。
通常来说,汽车动力总成的悬置系统规划应尽量避免底盘的干涉和碰撞。
在设计悬置系统时,需要根据车体结构和总成布置来确定最佳的安装位置。
对于前置发动机的车辆,前悬架的位置应该尽量靠前,并且需要满足车轮的位置和角度等技术要求。
后置发动机的车辆则需要考虑后悬架的位置,以确保车辆的稳定性和平衡性。
其次,橡胶减震器也是一个影响悬置系统性能的关键因素。
橡胶减震器可以有效地吸收路面震动和颠簸,从而减少车辆受到的冲击和振动。
因此,在选择和布置橡胶减震器时,需要考虑悬置系统的刚度和阻尼。
在高速行驶时,悬置系统应该具有较高的刚度和阻尼,以保证车辆的稳定性和控制性。
在行驶过程中,悬置系统还需要具有较好的稳定性和可靠性,以避免出现漏油等故障。
最后,悬置系统的刚度也是一个重要的方面。
汽车动力总成的刚度将直接影响车辆的刹车和加速性能,因此需要保证悬置系统的足够刚度。
在悬置系统的刚度设计中,需要综合考虑车辆的重量、驱动轮数量和轴距等要素,以保证车辆的平衡性和可控性。
综上所述,汽车动力总成悬置系统的正确布置和设计对于车辆的稳定性、舒适性和安全性具有重要意义。
在悬置系统的规划和设计中,需要综合考虑几何形状、橡胶减震器和刚度等因素,以确保车辆的性能和可靠性。
未来,随着科技的不断发展,汽车悬置系统将会进一步演进,并且更加注重可持续发展和环保,为驾驶者带来更为安全、舒适和便捷的出行体验。
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。
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悬置系统是指车辆的发动机、变速箱、驱动轴等部件的支撑系统,其目的是保证动力总成在车辆行驶过程中的平稳运行和减少振动噪音,提高车辆的舒适性和安全性。
因此,合理的悬置系统布置设计对车辆的性能和品质至关重要。
一、悬置系统的种类根据不同的悬置部件,车辆的悬置系统可以分为以下几种:1. 弹簧悬挂系统弹簧悬挂系统是最常见的悬挂系统之一,它通过弹簧将动力总成与车轮相连接,可以减轻震动和减少冲击。
空气悬挂系统能够根据路况自动调节车身高度和硬度,同时具有良好的稳定性和舒适性。
液压悬挂系统有很好的减震效果,可使车身保持平稳运行,并具有良好的舒适性和控制性。
电磁悬挂系统通过电磁力来减震和悬挂,使车辆能够更好地保持平稳运行,尤其是在高速行驶时。
二、悬挂系统的设计在设计悬挂系统时,需考虑以下因素:选择合适的悬挂系统类型,并考虑其性能和成本因素。
一般而言,车型越高档,悬挂系统也越先进,成本也越高。
2. 负载和车速。
负载和车速是影响悬挂系统工作的重要因素。
正常情况下,应该设计考虑到负载和车速的变化范围,以保证悬挂系统的稳定性。
3. 频率响应特性。
悬挂系统在不同的频率下响应不同,需要考虑对于不同频率的响应以达到减震效果最佳。
4. 空间约束和紧凑性。
悬挂系统的布置需要考虑到车辆内部的空间约束和布局,以最大程度地减小占用空间从而提高车厢内部的可用性和舒适性。
5. 安装和维修。
悬挂系统的安装和维修应该简单易操作,且可以方便的进行检修和维修。
1. 优化弹簧性能和减震器的优化。
通过改变弹簧和减震器的参数来改变悬挂系统的振动特性和稳定性,达到最佳减震效果。
2. 优化悬挂系统的结构设计。
通过优化悬挂系统的结构设计,如改变部件的刚度、强度和形状等,也可达到减震效果的最佳状态。
加装全球定位系统、车载数据记录系统等,达到更好的控制和调节效果,保证悬挂系统的最佳工作状态。
同时,可以提高与动力总成的协同效果,进一步增强车辆的性能。
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悬置系统是汽车中非常重要的部件,它直接关系到汽车的操控性能、舒适性以及安全性。
在汽车制造领域,悬置系统的设计与研究一直是一个重要的课题。
随着汽车制造技术的不断进步,悬置系统布置研究也愈发的重要。
本文将探讨汽车动力总成悬置系统布置研究的相关内容,分析当前研究的现状与存在的问题,并提出改进方案,以期为汽车制造领域的技术进步提供参考。
悬置系统是汽车中用于支撑车身,并确保车辆在行驶过程中平稳、舒适地行驶的重要组成部分。
悬置系统也直接影响到汽车的操控性能和安全性能。
悬置系统的设计理念和布置方案对汽车的整体性能具有重要的影响。
目前,随着电动汽车技术的发展和应用,汽车动力总成的设计和布置也在发生着重大变革。
传统的内燃机动力总成被电动机替代,这就要求悬置系统的设计要适应不同的动力总成布置,以保证汽车的性能和安全性。
对汽车动力总成悬置系统布置的研究变得尤为重要。
针对汽车动力总成悬置系统布置的研究,目前已经取得了一些进展。
在传统的内燃机动力总成中,悬置系统的设计主要考虑车身的支撑和减震功能,一般采用独立悬挂或者横臂式悬挂等结构。
而在电动汽车中,由于电池组等部件的布置,传统的悬置系统设计已经不能满足要求,需要新的设计理念和方案。
针对这一问题,一些学者和汽车制造商开始研究新型的悬置系统设计方案,以适应电动汽车的动力总成布置。
可以对悬置系统的结构进行优化调整,使之更好地适应电动汽车的动力总成布置。
也可以通过新材料的应用和制造工艺的改进,提高悬置系统的强度和耐久性,以配合电动汽车的工作环境。
汽车动力总成悬置系统布置的研究也需要考虑车辆的操控性能和安全性能。
悬置系统的设计不仅要满足车身的支撑和减震需求,还要考虑汽车的操控性能。
在设计悬置系统的布置方案时,需要考虑悬置系统与车身的连接方式、减震器的性能、悬挂的调校等因素,以保证汽车在行驶过程中具有良好的操控性能和安全性能。
针对汽车动力总成悬置系统布置的研究也存在一些问题。
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
悬置系统是汽车动力总成的重要组成部分,它承担着承载车辆重量、缓冲车辆震动以
及提供稳定操控性能的任务。
合理的悬置系统布置对于汽车的行驶安全、乘坐舒适性以及
操控性能有着重要的影响。
对悬置系统布置进行研究和优化具有重要的意义。
悬置系统布置的研究可以从两个方面进行,一个是在整车层面进行优化,另一个是在
细节设计层面进行优化。
在整车层面进行悬置系统布置的研究时,需要考虑到车辆的结构布局以及动力总成的
布置。
对于前驱、后驱和四驱车型来说,悬置系统的布置会有所不同。
不同类型的动力总
成(如传统的内燃机、混合动力和纯电动)对悬置系统的要求也会有所不同。
需要综合考
虑这些因素来确定最佳的悬置系统布置。
在细节设计层面进行悬置系统布置的研究时,需要考虑到悬置系统的结构形式、材料
选择以及参数优化等因素。
常见的悬置系统包括独立悬吊和非独立悬吊两种形式,它们在
结构和性能上都有不同的特点。
材料的选择对于悬吊系统的性能也有很大影响,常见的材
料包括钢材、铝合金和复合材料等。
悬吊系统的参数优化也是非常重要的,包括弹簧刚度、减震器阻尼、悬挂高度等。
这些参数的选择需要综合考虑车辆的使用条件、乘坐舒适性、
操控性能等因素。
汽车动力总成悬置系统布置的研究是一个综合性的工作,需要考虑到整车层面和细节
设计层面的因素。
通过对悬置系统的研究和优化,可以提高汽车的行驶安全性、乘坐舒适
性以及操控性能,满足人们对汽车品质的需求。
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动力总成悬置系统布置设计研究1 影响悬置系统布置设计的因素1.1 发动机汽缸数的影响不同缸数的发动机对动力总成的振动激励型式和激励频率不同。
对于四缸四冲程发动机,在低频区的激振成分主要是第二阶不平衡往复惯性力;对于六缸四冲程发动机,其激振成分主要是第三、六阶转矩谐量。
根据隔振理论,动力总成刚体振动模态频率应比主要激振频率的0.707倍要小。
考虑怠速隔振的情况,当发动机的怠速转速相同时,四缸发动机动力总成的刚体振动临界频率上限需低于六缸机。
对于四缸机,应特别注意其二阶不平衡往复惯性力。
1.2 发动机布置方式的影响FF(发动机前置前轮驱动)式汽车的发动机可以横置或纵置,而横置发动机和纵置发动机的倾覆力矩对车身的低阶弯曲、扭转振动模态的相互耦合、匹配关系也完全不同。
虽然动力总成的转动惯量几一般比几要大得多(3一倍左右),但动力总成的俯仰振动模态频率一般低于侧倾振动模态频率,动力总成的俯仰振动幅值往往小于侧倾振动幅值。
在发动机怠速工况下,动力总成的侧倾振动较大,为了避免动力总成的振动引起车身的低阶弯曲、扭转模态共振,在动力总成悬置系统设计过程中需要合理匹配车身弯曲或扭转振动模态与动力总成刚体侧倾振动模态的频率,同时对动力总成悬置安装点与车身固有振型节线的相对位置关系进行合理匹配。
例如,对于横置式发动机,动力总成的前后悬置不宜跨置于车身弯曲振型节线的两侧。
1.3 动力传动系统型式的影响对于发动机前置—前轮驱动的FF式汽车动力传动系,其动力总成还包括驱动桥主减速器,使得作用在动力总成上的驱动反力矩比FR式汽车大大增加,就要求提高悬置的静刚度。
同时,FF式汽车动力总成与FR式相比,其扭矩轴与曲轴的夹角明显增大,当其悬置系统采用V型布置方案时,往往由于布置空间和布置位置的限制,难以使得悬置组在布置达到使悬置组的弹性中心落在扭矩轴上的目标。
因此,有必要在整车总布置初期预留必要的空间。
1.4 整车隔振性能要求对动力总成悬置系统设计的影响为了抑制路面激起的整车振动,可适当配置动力总成悬置系统的垂向振动模态频率,使其起到控制整车振动的动力吸振器的作用,由动力总成吸收经过悬架传递上来的振动,从而减小车身的振动。
这往往要求动力总成悬置系统有较高的垂向刚度。
2 不同动力总成型式下的悬置布置设计2.1 前置后驱式(FR式)汽车前置后驱式(FR)汽车经常采用对称布置的三点或四点式悬置系统,二者隔振原理基本相同。
在FR式汽车动力总成悬置系统中,多在动力总成质心的左右各有一悬置,在变速器后部选用一点或两点悬置,组成三点或四点式悬置系统。
动力总成质心附近的悬置支承了动力总成质量的60%—80%,起主要隔振作用,被称作主悬置。
而变速器后部悬置的垂直方向刚度较低,主要起限制动力总成振幅的作用,防止其产生俯仰运动,被称作止动式悬置。
动力总成有六个刚体模态,在耦合振动系统中的某一模态受到激发的同时,其它模态振动也受到激发,不利于控制系统的振动。
理想的解耦式振动系统中,悬置系统的弹性中心与动力总成的质心重合,这样六个刚体模态完全解耦。
但由于动力总成在汽车上的安装空间受到限制,无法实现完全解耦。
Adam Opel汽车动力总成采用的三点式悬置系统中,在发动机前部的两侧各有一个与垂直方向倾斜一定角度的解耦式主悬置,在变速器后部有一止动式悬置,如图2-1所示。
考虑到动力总成中扭矩波动、往复惯性力引起的扭振和垂直振动对整车乘坐舒适性有重要影响,因此图3.2所示的悬置系统将扭转振动与垂直振动解除耦合,从而在一定程度上改善了悬置系统的隔振特性。
图2-1 FR式汽车动力总成悬置系统2.2 前置前驱动(FF式)汽车动力总成前置前驱动汽车(简称FF式汽车)结构紧凑,空间利用率高,高速行驶时具有良好的平顺性和安全性,在中、低档轿车中得到了广泛应用。
在FF式汽车中驱动反力矩直接作用在动力总成悬置上,故动力总成悬置除支承动力总成质量、扭矩波动、往复惯性力外,还应支承驱动反力矩作用(考虑到差速器变速比,驱动反力矩是动力总成输出力矩的3—4倍以上),因此,为限制动力总成的振幅,悬置应具有较高刚度,但这与采用低刚度悬置以隔离发动机中高速运转时的振动、噪声的要求相矛盾。
为克服这一矛盾,应在悬置系统中采取相应措施。
动力总成横置的FF式汽车驱动轴平行于发动机曲轴,动力总成输出扭矩和驱动反力矩都作用在动力总成前后悬置上,见图2-2 a。
动力总成纵置的FF式汽车驱动轴垂直于发动机曲轴,扭矩激励作用在两前悬置上,驱动反力矩作用在变速箱悬置上,见图2-2 b。
由图2-2可知,动力总成横置或纵置时,FF式汽车动力总成悬置系统受力状况有明显差别。
图2-2 FF 式汽车悬置系统所受力矩2.2.1 动力总成横置时FF 式汽车悬置系统配置规律动力总成横置的FF 式汽车悬置系统与FR 式汽车相比,尚未形成统一的配置方式。
其原因是:不同生产厂家设计原则不同、发动机舱布置紧凑、对悬置的隔振水平要求高等。
动力总成横置的FF 式汽车采用的三点式悬置系统突破了FR 式汽车动力总成悬置系统的局限,有下面三种主要方式:(1)在图2-3 a 所示三点式悬置系统中,在动力总成质心前有两悬置,分别布置在发动机、变速器与车架之间,质心后有一与汽车纵轴偏转一定角度的悬置通过横向支座连接变速器输出半轴和车厢前壁,可支承汽车的起步力矩。
(2)在图2-3 b 所示三点式悬置系统中,质心前部有一悬置通过横梁与纵梁相连,质心后有两悬置与转向轴相连。
图 2-3 a 动力总成横置的FF 式汽车三点式悬置系统配置方式(1) 图 2-3 b 动力总成横置的FF 式汽车三点式悬置系统配置方式(2)(3)在图2-3 c 所示三点式悬置系统中,左右悬置与车架直接相连,其连线通过动力总成质心,动力总成质心下侧另有一悬置与车厢前部相连,起支承转矩作用。
(4)图2-4所示的四点式悬置系统在动力总成横置的FF 式汽车上也得到了广泛应用。
悬置系统中前后悬置安装在T 型副车架上,发动机顶部悬置和变速箱置固定在整体式车架上。
在悬置系统设计中,应严格控制弯曲模态振型节点在悬置系统中的位置。
由图2-5可知,当振型节点在前、后悬置之间时,座椅接地点垂直振动水平有所提高;当振型节点在后悬置之后时,座椅接地点垂直振动水平有所降低,这种现象被称作“相量消减”。
由图2-6可知,当激振频率趋于动力总成刚体共振频率时,节点位置向前移动。
这时,系统包括动力总成绕打击中心A 作俯仰运动的刚体模态和一阶弯曲模态。
由于刚体共振频率前后的弯曲模态相位相反,因此弯曲振动节点在上述两个弹性模态作用下在刚体共振频率点附近产生移动。
为保证节点位于后悬置之后,应使怠速频率低于动力总成共振频率。
如果车体尺寸太大,无法将动力总成弯曲模态共振频率提高至怠速频率之上,那么应安装动力吸振器,如将散热器与动力总成弹性连接,以在汽车怠速时抑制动力总成的弯曲共振。
这样当汽车怠速时,动力总成悬置系统中只有刚体模态受到激发,振动节点减为一个,并移向打击中心。
图 2-3 c 动力总成横置的FF 式汽车三点式悬置系统配置方式(3) 图 2-4 动力总成横置的FF 式汽车四点式悬置系统配置方式将图2-5中前悬置后移,可减少悬置到动力总成扭转轴的距离,降低了悬置系统的扭转刚度,使汽车对动力总成的垂直振动不敏感。
同理,降低图中发动机顶部悬置,可减少动力总成沿纵向向汽车传递的力,使车体对动力总成纵向振动不敏感。
图2-7所示四点式悬置系统中,左、右悬置与车架直接相连,二者靠近动力总成惯性主轴,使动力总成垂直振动和扭转振动解除耦合;此外,在动力总成前后各有一悬置沿汽车纵向中心线布置,通过对纵向振动不敏感的支座,分别固定在汽车前横梁和车厢前壁上。
2.2.2 动力总成纵置的FF式汽车悬置系统配置规律动力总成纵置的FF式汽车有助于整车质量平衡,工作平稳,尤其有利于降低小型汽车的低速振动。
因为悬置在动力总成弯曲振动节点处不引起车架振动,所以适于安装低刚度的主悬置,由图2-8 a可知,纵置直列五缸发动机FF式汽车在动力总成质心处振幅为零,适于安装五点式悬置系统。
因为动力总成前部、中间悬置处振幅约为变速器悬置处的l/3,所以主悬置应布置在前部、中间悬置位置。
此外,应在变速器尾部安装低刚度的止动式悬置。
在纵置直列四缸发动机FF式汽车的动力总成上,无任何一点振动幅值为零,不适于前述节点布置原则,其悬置系统原理与FR式汽车相同,但为支承驱动反力矩作用,应适当提高变速器悬置的刚度。
2.3 全轮驱动式汽车动力总成悬置系统的配置方式与传动系其他布置型式相比,全轮驱动式汽车对动力总成悬置系统提出了更高的要求:(1)传动系是一个复杂的高刚度扭振系统;(2)悬置应支承因前轮驱动引起的附加驱动反力矩;(3)牵引力增加后,意味着悬置因负载变化支承的动载荷增加;(4)全轮驱动式汽车动力总成尺寸增加,振动质量加大,动力总成的弯曲共振频率有所降低。
如前文所述,全轮驱动式汽车动力总成多布置在汽车前部。
由于动力总成质量增加,发动机侧悬置应布置在发动机附属设备的后部,而变速器悬置有两种方案可供选择:其一,支承在变速器尾部,组成三点或四点式悬置系统用“长基”表示;其二,通过副车架与车架相连,组成五点式悬置系统,用“短基”表示,如图2-9所示。
在“长基”悬置系统中,由于动力总成俯仰振动和垂直振动耦合,俯仰振动吸收了大量的振动能量,降低了动力总成的振动强度,从而改善了乘坐舒适性。
此外,“长基”悬置系统还具有悬置数量少,副车架强度要求低的优点。
在“短基”悬置系统中,扭转刚度是常量,且作用距离短,有利于优化动力总成振型,降低噪声水平,并可省略变速器悬置,减少了振动力的传递。
3 悬置的布置设计要点发动机动力总成是通过橡胶悬置支承在副车架上的,而橡胶悬置块是粘弹性元件,二者构成了振动系统,对于这个复杂的振动系统,悬置点的数量和悬置的布置形式直接影响着整个振动系统的固有特性以及振动的解耦情况。
一般轿车动力总成悬置系统通常包括3一4个悬置元件,其中的1一2个为液阻悬置,悬置系统隔振性能的好坏不仅与每个悬置的性能有关,而且与这几个悬置组合后的特性相关。
悬置系统的隔振设计包括:确定每个悬置元件的静动态特性、安装位置和安装方位。
3.1 悬置支承点的数目悬置点的数目可以有3、4、5及6点等四种类型。
悬置点的数目一般根据发动机变速箱总成的尺寸(特别是长度尺寸)、重量、用途和安装方式等决定的。
3点及4点悬置在汽车上的应用最为普遍,悬置点的数目增多将难以保证各点的受力均衡,当车架变形时发动机和车架失去顺从性,使个别支点因发生错位而受力过大,反而影响可靠性。
3点式悬置与车架的顺从性最好,因三点决定一个平面,不受车架变形的影响。
而且自振频率低,抗扭转振动的效果好。