汽车动力总成悬置系统隔振设计分析方法
汽车动力总成悬置系统及悬置设计与实验验证
综泪述汽车科技第１期２００４年１月
汽车动才总成尾又研究的发展
季晓刚’，章应雄２，唐新蓬，
（１．华中科技大学机械学院，湖北武汉４３００７４；２．东风汽车有限公司商用车研发中心，湖北十Ａ ４４２００１）
摘要：汽车动力总成悬置系统是汽车振动系统的一个重要子系统，对改善汽车平顺性和降低汽车嗓声有着很大的影响。回顾了汽车动力总成悬置系统研究发展的历史介绍了国内外汽车动力总成悬置系统研究发展中重要的研究工作和成果及目前研究发展的动态和趋势。关妞词：汽车；动力总成；悬置系统；振动；隔振中圈分类号：Ｕ４６３文献标识码Ａ文幸编号：１００５－２５５０（２００４）０１－０００４－０３
汽车动力总成是通过悬置系统安装在汽车车架
或车身上的，悬置系统承受着动力总成的质量，在受
各种干扰力（如制动、加速等）作用的情况下，悬置系
统应能有效地限制动力总成最大位移，以避免与相
邻零部件碰撞。同时，它应具有良好的隔振作用，尽
可能降低动力总成和汽车车架或车身之间的双向振动传递，因此，动力总成悬置系统是汽车的一个重要
子系统，在改善汽车平顺性和舒适性方面有着很重
要的作用，故在现代汽车的研究中，动力总成悬置系
统的分析和研究日益受到了重视和关注。
，国外动力总成悬置系统研究的概况
汽车诞生之初，动力总成被直接用螺栓刚性地
连接在车架上，发动机产生的振动和噪声就直接地
传到车体。由于这种刚性连接不断引起发动机缸体和支架的损坏，于是开始使用皮革、布垫等柔性件来
连接动力总成和车架。随着对汽车舒适性要求的提高，１９２。年开始采用橡胶件来连接动力总成和车架，
利用橡胶件的减振隔振特性来吸收和隔离动力总成的振动，从而减小动力总成和车体之间的振动传递。 早在１９３９年，Ｉｌｌｉｆｅ就提出了悬置系统设计的一
些基本原则，但是较为熟悉的六自由度解藕理论和
计算方法是在２０世纪５０年代由Ｈｏｄｓｏｎ和Ｈｏｒｏｖｉｔｚ完成的，他们将汽车动力总成和车架均视为刚体，将减
振橡胶块视为纯弹簧，利用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，使动力总成的前后悬置的振动相互，独立，然后分别按单自由度线性振动系统处理他们
商用车驾驶室悬置隔振系统设计
２０１３年第４期 车辆与动力技术 Ｖｅｈｉｃｌｅ＆Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 第１３２期 文章编号：１００９—４６８７（２０１３）０４—００４８—０５ 商用车驾驶室悬置隔振系统设计 刘 鹏， 张振华 （北京理工大学机械与车辆学院，北京１０００８１） 摘要：利用ＡＢＡＱＵＳ软件对驾驶室进行了自由模态分析，得到了驾驶室的固有频率和振型；结合隔振器布置 原则确定了隔振器的支撑方式和布置位置；建立了驾驶室的双层隔振系统数学模型；设计了该系统的刚度和阻 尼；对隔振系统进行了隔振率台架实验，通过ＭＡＴＬＡＢ软件处理实验数据得到隔振系统的隔振率．结果显示， 隔振系统的隔振效果良好． 关键词：驾驶室悬置；隔振系统；隔振率 中图分类号：Ｕ４６３．３３ 文献标识码：Ａ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｃａｂ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ ＬＩＵ Ｐｅｎｇ， ＺＨＡＮＧ Ｚｈｅｎ・ｈｕａ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｏｍｅ ｆｒｅｅ ｍｏｄａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｂ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｆｏｒ ｏｎｅ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ＡＢＡＱＵＳ，ａｃｑｕｉｒｉｎｇ ｉｔｓ ｎａｔｕｒａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ｍｏｄｅ ｓｈａｐｅｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｌａｙｏｕｔ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｉｓｏｌａｔｏｒ，ｂｏｔｈ ｉｔｓ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｐｏｓｉｔａｏｎ ａｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ａ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃａｂ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｄｏｕｂｌｅ—ｌａｙｅｒ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ａｎｄ ｄａｍｐｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｉｓｏｌａｔｏｒ ａｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｏｎ ａ ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｄａｔａ ｉｎ ＭＡＴＬＢ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃａｂ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ；Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ；Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｂｉｌｉｔｙ
基于拉格朗日的汽车动力总成悬置系统振动分析
第２８卷第１期 ２０１１年３月 广东工业大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖ０１．２８ Ｎｏ．１ Ｍａｒｃｈ ２０１１
基于拉格朗日的汽车动力总成悬置系统振动分析
张斌或，熊锐，陈礼
（广东工业大学机电工程学院，广东广州５１０００６）
摘要：在建立汽车动力总成悬置系统振动六自由度力学模型的基础上，对系统的固有特性、静力和振动传递率等性 能进行分析，结合ＭＡＴＬＡＢ软件对潍柴ＷＰ１２．３３６ Ｎ动力总成悬置系统应用于大金龙客车６１２０Ｙ进行了仿真计算 和评价，结果表明悬置系统的优劣程度直接影响发动机振动能量的传递、整车的振动和噪声． 关键词：汽车；动力总成；悬置系统；振动分析 中图分类号：Ｕ２７０．３４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７－７１６２（２０１１）０１－００４１－０４
现代汽车动力总成是汽车的主要振动源之一，
一个良好的动力总成悬置系统可以有效地限制动力
总成的最大位移，避免与相邻部件发生碰撞，并能承 受各种干扰力作用从而延长零部件的寿命，同时还
能充分减小由发动机引起的振动和噪声．因此动力 总成悬置系统设计的好坏将直接影响到汽车的乘坐
舒适性．本文以大金龙客车６１２０Ｙ为研究对象，对 悬置系统进行计算分析并评价其振动的稳定性．
１ 悬置系统的六自由度模型
１．１悬置系统的力学模型 图１是动力总成悬置系统的三维振动力学模
型，对该动力总成悬置系统做如下假设：１）悬置采 取平置式的布置方式；２）除弹性联轴节外，每个弹
性支撑本身是没有切向刚度的；３）悬置系统中的每
个悬置简化成沿其３个相互垂直的具有轴向刚度和 阻尼的元件组成 ；４）弹性支撑的振动变形很小，
其刚度特性是线性的，即弹性支撑的反作用恢复力
图１悬置系统三维振动力学模型 和变形成正比，刚度为常数 Ｊ．
０．ＸＹＺ是定坐标系，原点０是动力总成处于静 平衡时的质心； 轴平行于曲轴轴线指向发动机前
车辆动力总成悬置系统振动耦合及解耦理论详解
动力总成悬置系统振动耦合及解耦理论详解
动力总成悬置系统作为汽车振动系统的一个重要子系统，其振动的传递特性对汽车的NVH性能有很大影响。
多自由度振动中的耦合振动扩大了引起共振的频率范围，增加了振动的响应方向，不利于控制系统的振动,因此谈到悬置系统设计都绕不过解耦的问题，这篇文章就来详细介绍一下这两个概念。
耦合是指两个振动模态在某一振动模态下（或在某一广义坐标方向上）的振动输入，导致另一振动模态下（或另一广义坐标方向上）的响应。使耦合分离称为解耦。解耦的目的是使各个自由度上（即各振动模态）的振动相对独立或分离，这样可对隔振效果不佳的自由度独立采取措施而不影响其他自由度方向上的有关性能。当各自由度独立后，可能产生共振的频率比存在耦合时要小，特别在激振能量大的方向上要保证解耦。振动耦合不利于隔振，因为两个耦合振动的模态可能产生相互激励，导致振动放大，并使某些自由度的振动频带变宽，从而使隔振性能下降。例如四缸发动机在怠速工况下产生的扭矩波动可能同时激起动力总成俯仰(Pitch)和垂向（Z）振动，这将导致车身振动增加，并且俯仰(Pitch)运动(Pitch)又可能和其它刚体运动模态相互耦合，从而引发车身振动变形，造成整车噪声增大、舒适性变差、零部件早期损坏等现象。对于动力总成悬置系统来说，耦合振动可以在多个自由度之间发生，如果在合理的位置和方向上布置动力总成悬置以及设计合适的悬置系统的刚度可以减小或消除耦合振动。悬置系统能量法解耦分析理论1、动力总成悬置系统坐标系统如图
1所示，把发动机动力总成视为一个具有六自由度的刚体，它通过悬置支撑在车架上，悬置被视为具有三向刚度的弹性阻尼组件。
图1 动力总成悬置系统动力学模型
图2为悬置件简化模型，一般可将悬置件简化为三个沿主轴方向的弹簧-阻尼系统，并且每一主轴与动坐标轴之间存在图中所列的夹角关系。
图2
悬置动力学模型2、动力总成悬置系统动力学方程
动力总成悬置系统怠速隔振优化策略研究
动力总成悬置系统怠速隔振优化策略研究 ５３
文章编号：１００６－１３５５（２０１１）０５—００５３—０５
动力总成悬置系统怠速隔振优化策略研究
陈达亮 ， 吕 静 ， 李洪亮
（１．中国汽车技术研究中心汽车工程研究院，天津３００１６２；
２．天津大学机械工程学院，天津３０００７２）
摘要：在车型早期开发阶段，模态解耦设计是动力总成悬置系统怠速工况隔振设计的理想选择。如何选择解耦 坐标系，以及制定出合理的模态优化策略是获得具有良好隔振性能悬置系统的关键。本文通过对比研究动力总成悬
置系统刚体模态参数与动态悬置力响应之间的关联性，指出悬置系统模态解耦设计时提高有效性的一般性规则。 关键词：振动与波；动力总成；怠速振动；刚体模态；动态悬置力 中图分类号：Ｕ４６１．４ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ编码：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６．１３５５．２０１１．０５．０１３
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ－ｐｌａｎｔ Ｍｏｕｎｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ
ｆｏｒ Ｉｄｌｅ Ｓｈａｋｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ
ＣＨＥＮ Ｄａ—ｌｉａｎｇ １ ７ ＬＶ Ｊｉｎｇ ，ＬＩ Ｈｏｎｇ－ｌｉａｎｇ
（１．Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎａ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，
Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１６２，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐｏｗｅｒ－ｐｌａｎｔ ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｓ ｍｏｓｔｌｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍｏｄａｌ Ｄｅｃｕｐｌｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａ ｎｅｗ ｃａｓｅ ｏｆ ｃａｒｓ．Ｆｏｒ ｏｂｔａｉｎｉｎｇ ａ ｇｏｏｄ ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｔ ｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｃｈｏｏｓｅ ａ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｏｄａｌ ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｎｄ ｔｏ ｍａｋｅ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｏｄａｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ
动力总成悬置系统的优化设计及仿真分析
动力总成悬置系统的优化设计及仿真分析／王敏，刘ＪＥ士，毕嵘 褥蒋鳍ｌ癖掰
游
王敏，刘正士，毕嵘
（合肥工业大学噪声振动工程研究所．合肥２３０００９）
摘要：建立了车辆动力总成悬置系统的动力学模型，应用能量法解耦理论进行了优化设计．并通过机械系统动力学
仿真分析软件ＡＤＡＭＳ对优化前后系统的动力性能作了仿真研究和对比分析。
关键词：悬置系统；解耦；ＡＤＡＭＳ，动力学仿真
中图分类号：Ｕ４６１、５＋６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５一．２５５０（２００７）０６－一００４１—０４
发动机是车辆振动的主要激励源．其产生的振
动通过悬置系统传递到车架或车身．因此动力总成
悬置系统对于汽车隔振来说是一个不可忽视的环
节．其隔振性能的好坏将直接影响到整车的乘坐舒
适性 对车辆动力总成悬置系统的隔振性能进行优
化的方法很多．实现系统各自由度的解耦及考虑其
固有频率的合理分布是常用的方法之一
１ 动力总成悬置系统建模及能量法解耦
动力总成悬置系统的振动是一个复杂的多自由
度振动过程，在对该振动系统建模前，首先作以下简
化：把动力总成和支承动力总成的车架视为绝对刚
体；把每个橡胶支承简化为沿三个轴有弹性的弹簧，
收稿１３期：２００７—０４～０４ 并且忽略其阻尼。在此基础上。建立了车辆动力总成
悬置系统的六自由度模型。以动力总成的质心０为
坐标原点． 轴平行于曲轴中心线且指向发动机前
端， 轴垂直向上，，，轴按正交坐标系的右手定则确
定。如图１所示。
图１动力总成悬置系统模型
根据拉格朗日原理可得系统的无阻尼自由振动
数据点进行了修正。
４结论
通过该软件．可以对燃料电池城市客车的运行
情况进行全面细致的评估．并得到其经济性和动力
性的分析结果．可以满足公司方和科研方的要求。在
目前燃料电池和混合动力客车尚未实用化的阶段。
为动力性能和经济性能的评估体系和数据处理自动
化提供了一种参考范例 目前该软件已经用于戴姆
某轻型卡车发动机悬置系统的振动测试与分析
：塑 ＳｃＩｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 工程技术 某轻型卡车发动机悬置系统的振动测试与分析
戴超 （沈阳理工大学汽车与交通学院 沈阳 １ １ ０１ ５９） 摘要：针对某轻型卡车动力总成悬置系统进行振动测试，得到各悬置点在点火．怠速和熄火工况下的振动响应。在Ｍａｔｌ ａｂ环境下对测试 数据进行时域和频域处理。提出了悬置系统参数优化设计方案，从而提高隔振效果。 关键词：发动机 悬置系统 振动测试 中图分类号：Ｕ４ ６ ３ 、 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－－０９８Ｘ（２０１１）０５（ａ）－Ｏ１ ４６－－０２ 随着汽车工业的快速发展，大功率发 动机和轻量化汽车材料的使用，使得发动 机传递至车身的振动幅值加大。发动机工 作过程中产生的不平衡力和力矩与路面的 不平度是汽车振动的主要激励源。发动机 作为汽车最重要的振源之一，由它产生的 振动如果得不到很好的控制。本文通过对 某汽车发动机悬置系统的振动测试与分 析，提出了悬置系统的设计优化方案。
１发动机悬置系统振动测试试验方案 动力装置悬置的可以采用两个悬置， 三个悬置，四个悬置，甚至可以采用五个悬 置。本汽车发动机悬置系统采用四点式布 置方式。悬置系统的悬置点分别位于左前、 右前、左后、右后。其布置方案如图ｌ所示。
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● ． ．矗＾。一．＾
颈事／Ｈｚ （ｈ）悬下点 图２右后悬置点怠速状态下ｘ向的频率响 应曲线 采用三轴传感器对各悬置点进行加速度测 试，测试方向分别为Ｘ、Ｙ、ｚ，即前后、左右及 上下方向。该测量坐标系和标准的车身坐 标系重合。 测试分别在以下几种情况下进行：（１） 左前、右前、左后、右后４个悬置点的点火一 怠速一熄火过程；（２）左前、右前、左后、右后 ４个悬置点的怠速工况；（３）变速操纵杆点 火一怠速一熄火过程；（４）方向盘点火怠速工 况。试验采用丹麦Ｂ＆Ｋ测试系统进行数据 的采集与分析。
(整理)发动机悬置
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------------- 发动机悬置的结构、作用、设计要求 有兴趣的看看
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发动机悬置的结构、作用、设计要求
1. 概述：
随着当前底盘、发动机技术的日臻完善，车辆的振动、噪声的控制转而成为各个整车厂在研发上的重中之重。据统计分析在一个车辆系统的上万个零部件中，对振动起关键作用的大概有二百个。
它们又分别在整车的振动系统中起不同的作用。这里仅对发动机产生的振动经由发动机悬置到车身的振动系统的结构、作用、设计要求给出一定程度的阐述和说明。
整车不同的部件都有自己的固有频率，见下表：
振动情况及位置
频率Hz
路面激励的频率范围
车体
1~3
座椅和驾驶员
4~8
发动机总成
5~18
前后桥
10~16 -------------
------------- 车轮共振
11~15
排气管机械系统
12~22
发动机的振动频率范围
怠速抖动
20~30
车体弯曲扭转
25~40
方向盘抖动
25~40
发动机总成弯曲
130~230
排气管气体系统
100~1000
变速器噪声
350~600
进气系统噪声
100~600
发动机噪声
1000~5000
基于汽车振动学的相应设计优化，应最大可能的避免整车主要部件在各种工况下的振动耦合。悬置的作用概括来说就是对发动机振动和路面激励的隔离和吸收，减少乘客舱中人所受的影响，降低其他零部件因为过多振动产生的疲劳破坏。
2. 悬置系统的结构
2.1 布置概念：
* 前轮驱动——较低排量，
* 后轮驱动——较大排量。
质量
发动机+变速箱
发动机+变速箱+驱动轴
转距
约1/4的驱动转距T
全部的驱动转距T
横置动力总成悬置系统的布置设计分析
数字技术 机械工程
横置动力总成悬置系统的布置设计分析
陈大明，上官文斌
（华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州５１０６４１）
摘 要：以横置的动力总成悬置系统为研究对象，系统地阐述了悬置系统的布置设计思想，解释了悬 置系统中主惯性轴、扭矩轴以及弹性轴的定义，并对目前横置动力总成悬置系统的主要布置形式进行了
研究与分析。在怠速扭矩激励下，悬置的安装位置应满足系统的扭矩轴和弹性轴重合，从而获得良好的 隔振性能。同时对悬置系统的解耦作了相关的说明。横置动力总成悬置系统的布置设计分析，为悬置系
统前期开发中悬置的安装位置和刚度的选择提供了参考价值。 关键词：横置动力总成悬置系统；布置设计；扭矩轴；弹性轴；解耦
中图分类号：Ｕ ４６４ 文献标志码：Ａ
Ｌａｙｏｕｔ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｉｎ Ｍｏｕｎｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＣＨＥＮ Ｄａｒｎｉｎｇ，ＳＨＡＮＧ ＧＵＡＮ Ｗｅｎｂｉｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌａｙｏｕｔ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｉｎ ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｉｎ ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ ｍｏｕｎｔｅｄ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｉｎ ｉｎｅｒｔｉａｌ ａｘｅｓ，ｔｏｒｑｕｅ ｒｏｌｌ ａｘｉｓ ａｎｄ ｅｌａｓｔｉｃ ａｘｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ ＰＭＳ ｗｅｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍａｉｎ ｌａｙｏｕｔ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ ＰＭＳ ｗａｓ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｏｕｎｔｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ ｔｏ ｍａｋｅ ｔｈｅ ＥＡ ｃｏｉｎ— ｃｉｄｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＴＲＡ ｔｏ ｇｅｔ ａ ｐｕｒｅ ｄｅｃｏｕｐｌｅｄ ｐｉｔｃｈ ｍｏｄｅ ａｔ ｉｄｌｅ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ｍｏｕｎｔｓ ｃａｎ ｂｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｋｉｎｅｔｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｔｏ ｄｅｃｏｕｐｌｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｉｎ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｉｘ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｅａｃｈ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｔｏ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｏｆ ｐｏｓｓｉｂｉｌｉ— ｔｉｅｓ．Ｌａｙｏｕｔ ｄｅｓｉｇｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ ＰＭＳ ｃａｎ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｃｏｎｆｉｒｍ ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ｍｏｕｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅａｒｌｉｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｓｔａｇｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ ｐｏｗｅｒ ｔｒａｉｎ ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，Ｌａｙｏｕｔ ｄｅｓｉｇｎ，Ｔｏｒｑｕｅ ｒｏｌｌ ａｘｉｓ，Ｅｌａｓｔｉｃ ａｘｉｓ，Ｄｅｃｏｕｐｌｅ
重卡动力总成悬置设计方法与产品开发
机械工程师网址：电邮：*******************圆园21年第9期MECHANICALENGINEER重卡动力总成悬置设计方法与产品开发苏朝霞1，董加加1,2（1.北汽福田汽车股份有限公司工程研究总院，北京102206；2.北汽(常州)汽车有限公司，江苏常州213000）
0引言重型卡车用动力总成悬置系统通常为6点布置，位于发动机前端左右对称布置的悬置称为A点悬置；位于发动机飞轮壳左右两侧对称布置的悬置称为B点悬置；位于变速箱尾端上方的辅助支撑称为E点悬置，如图1所示。某系列车型配备AMT自动变速箱的车型采用的悬置安装点为A+B+E。其中，E点壳体开裂故障率为0.19%。如图2所示，该自动变速箱E点处壳体的故障形式主要表现为：1）钢套脱出；2）钢套脱出同时E点橡胶开裂；3）E安装凸台根部开裂。变速箱壳体损坏则需要更换整个壳体，费用高昂，售后抱怨强烈，橡胶软垫频繁开裂也导致较高抱怨。1仿真及试验验证1.1仿真分析1.1.1原车悬置系统参数车辆动力总成参数如下：动力总成总质量为1318.53kg，摘要：为了解决重卡变速箱辅助支撑的橡胶主簧频繁开裂和其安装螺栓处的变速箱壳体频频发生开裂的问题，提出一整套新的设计方法并开发出全新的悬置系统结构。使用该设计方法中的悬置载荷分配技术，通过计算刚度与载荷的变化关系，重新分配前、后、辅助支撑刚度，以降低变速箱壳体的载荷。通过精确设计刚度曲线软、硬限位拐点，该方法中的动力总成位移控制技术使动力总成在所有工况的位移量均在预期范围内。在产品设计中，在前、后软垫总成的结构上开发了具有三向等刚度设计的第三代软垫总成，在变速箱辅助支撑的结构上开发了具有全向软限位的衬套结构。关键词：重卡；悬置系统载荷分配；动力总成位移控制；三向等刚度结构悬置；衬套结构辅助支撑中图分类号:TH122文献标志码:粤文章编号：员园园圆原圆猿猿猿（圆园21）09原园093原园5DesignMethodandProductDevelopmentofHeavyTruckPowertrainSuspensionSystemSUZhaoxia1,DONGJiajia1,2(1.BeiqiFotonAutomotiveEngineeringProductResearch&DevelopmentInstitute,Beijing102206,China;2.Beiqi(Changzhou)AutomotiveCo.,Ltd.,Changzhou213000,China)Abstract:Inordertosolvethefrequentcrackingoftherubbermainspringoftheauxiliarysupportoftheheavytruckgearboxandthefrequentcrackingofthegearboxhousingatitsmountingbolts,thispaperproposesasetofnewdesignmethodsanddevelopsanewsuspensionsystemstructure.Thesuspensionloaddistributiontechnologyinthisdesignmethodredistributesthefront,rear,andauxiliarysupportstiffnessbycalculatingtherelationshipbetweenstiffnessandloadchangestoreducetheloadonthegearboxhousing.Thepowertraindisplacementcontroltechnologyinthismethodaccuratelydesignsthesoftandhardlimitinflectionpointsofthestiffnesscurvesothatthedisplacementofthepowertrainunderallworkingconditionsiswithintheexpectedrange.Inproductdesign,thethird-generationcushionassemblywiththree-wayequalstiffnessdesignisdevelopedonthestructureofthefrontandrearcushionassemblies.Abushingstructurewithomnidirectionalsoftlimitisdevelopedonthestructureoftheauxiliarysupportofthegearbox.Keywords:heavytruck;suspensionsystemloaddistribution;powertraindisplacementcontrol;three-wayconstantstiffnessstructuralsuspension;auxiliarysupportofbushingstructure