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动力总成悬置的设计方法


悬置点可能离动力总成的最先 运动轴线比较近,以确保悬置 点上的动态运动位移比较小。 因为直接连到车身上,相比较 而言,成本和重量要小。
主要是的设计约束是车身安装 点的设计和该连接方式的可行 性分析。 无法插入中间的减震元件。
2 悬置 + 连接杆示意
7. 计算实例
7.1 动力总成六个方向的振动为: Longitudinal 纵向运动 Transverse 横向运动 Vertical 垂向运动 Roll 横摇(绕X轴转动) Pitch 纵摇(绕Y轴转动) Yaw 平摇(绕Z轴转动) -应限制各阶最大振幅 -悬置系统六个方向的振动固有频率不低于5HZ, 以避免干涉汽车的动力学特性,不高于15HZ, 以避开1阶激励
f=N/3=23.3/3=7.78Hz
悬置动态刚度(Kd) Kd=(2πf)2•m/1000 =(2π•7.78)2•100/1000 =239(N/mm) 悬置静态刚度(Ks) Ks=Kd /α =171(N/mm) α=1.4
一般
α=1.4 ~1.5
2. 汽车悬置的振动状态
簧下振动(10~15Hz):簧下质量的加振。
确定悬置的具体型式
确定悬置的材料,形状
f=固有振动频率(Hz) K=悬置的动刚度(N/mm) m=悬置支撑的重量(kg)
δ=载荷/悬置静刚度
确定静态情况下的悬置中心 位置
计算举例
动力总成重量 200kg(某悬置支撑载荷100kg) 发动机怠速转速 700rpm(23.33Hz) 固有振动频率(f) 振动传递率10~15%在振动传递率曲线上看到N/f=3
F 0 100 200 300 400 500 600 700 800 1300 2600 4700 7600
7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 2 4 6 8 10 12 14
谢谢大家!
吊挂式悬置
动力总成通过2个或者更多的悬置直接吊在车身 上,或者部分连接到底盘结构上。 主要有三种型式: 3 悬置 2 悬置 + 连接拉杆 (如右图) 2 悬置 + 2 稳定悬置 (日本车大多采用该方式)
混合方案也是可能的,比如:3 悬置 + 1 连接杆,
2 悬置 + 2 连接杆… 优点 缺点
(b)将悬置系统的弹性主轴与扭矩输出轴相配合,将其固定
在由于TORQUE变动而产生的回转振动,不起并进振动的 位置。
(c)为了防止发动机的上下颤动,提高乘坐舒适性,悬置系
统的上下方向的固有频率要设定的比簧下质量的振动频 率低。
(1) 范围L的动刚度(Kd1)是前后翻转的 固有频率决定的,提供怠速时防振动 性能。 (2) 线形范围L要在可以支持怠速起步的范 围内尽量小。 (3) 根据经验希望K2/K1比是2~3之间尽可 能小的数。 (4)为了确保发动机舱内正常振动的空间, 急加速等条件下也要保证绝对不能超过 θmax(±4°程度)
动力总成悬置的设计方法
1. 基本概念
输入项目
• 悬置的布置方式
• 动力总成的重量及各个支撑点的载荷
• 动力总成的转动惯量
输出项目 输出项目 悬置的刚度 悬置的材料 悬置支架
f 确定悬置的支撑位置
确定各支撑点的载荷 (总和等于动力总成的重量)
确定固有振动频率 确定悬置的刚度
振动传递率→固有振动频率 固有振动频率→悬置动刚度
<特点> ・左右悬置主要上下方向受力,支撑动力 总成重量。前后悬置主要用来防止动力总成的翻转。 上下方向和前后的翻转方向独立,悬置刚度易于调节。 ・可以将上下方向的悬置刚度设定的高、将防翻转方向的悬置刚度 设定的低。 容易将动力总成的上下振动和怠速振动解藕。
4. 设计阶段需要考虑的项目
(a)把各个自由度的振动解藕的同时使支持系统的固有振动频 率在激振频率数的1/√2以下,从而提高振动隔离的效果。
5. 液压悬置介绍
主要通过上下液室间液体的流动阻尼来减震。
振幅与Loss factor的关系
•7~10Hz附件最大Loss factor最大。
这与Engine shake的频率差不多,有利于 减小Engine shake传递到车身上。
•高频振动的频率变化时,动刚度变 化较小。
有利于衰减高频振动。橡胶悬置高频易硬化, 动刚度很大,不利于高频隔振。
7.2 输入条件
7.3 固有频率计算
7.4 悬置受力和位移计算
RHS MOUNT 10000
Fx Fy Fz
LHS00 6000 4000
force [N]
8000 6000 4000 2000 0
force [N]
2000 0 -15 -10 -5 -2000 0 -4000 -6000 -8000 -10000 disp [mm]
3 悬置(还可能有连接拉杆) 连在弹性底盘结构上
第二种能够提供额外的减振效果。
优点
可以将动力总成和底盘结 构预先分装在一起,然后 再一起装到车身上。 如果底盘结构和车身是弹 性连接的话,还可以提供 额外的减震效果,以减少 从动力总成上传递到车身 上的动态力。
缺点
底盘结构增加了重量和 成本。 比较低的悬置点离动力 总成的最小运动轴线较远, 因此会有较大的动态运动。
ROD
Fx
5
10
15
-15
-10
-5 -2000 0 -4000 -6000 -8000 -10000 disp [mm]
5
10
15
10000 8000 6000 4000
force [N]
2000 0 -15 -10 -5 -2000 0 -4000 -6000 -8000 -10000 disp [mm] 5 10 15
原因:路面凸凹不平与簧下质量的共振。
整车前后振动(Car shake):特定车速范围内10Hz左右的前后 振动。
原因:车身的弹性振动与簧下质量的共振。
发动机上下振动(Engine shake):发动机上下固有的震动(8~ 15Hz)的共振。 怠速振动:4缸发动机的频率为20~30Hz。
怠速振动易与车身弯曲振动共振。
6. 常用悬置布置方式介绍
现在流行的主要有两种方式: 坐式 吊挂式 主要根据动力总成是坐在前端的结构上,还是吊挂在车身
上来区分。
坐式悬置
动力总成通过三个悬置坐在整车前端的结构上,可能还有其它的选择连接。 坐式悬置还可以分为两种: 3 悬置(还可能有连接拉杆) 连在刚性底盘结构上(如右下图)
F K x 400 ( x x
Kx
(0 x x0 )
)
2
0
( x x0 )
这里x0是指线性段的正边界。
k=
100
x0 =
8 8000
x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
kx 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 400(x-x0)2 0 400 1600 3600 6400
加减速Shock:主要由传动轴扭矩引起的振动。 噪音(60~80Hz):传动系的振动、车腔共鸣。 加速噪音(~1000kHz): 传动系的振动对车身的加振。
3. 惯性主轴支撑方式(FF车的主要支撑方式)
左右悬置(图中A,B)要布置在惯性主轴附近。 前后辅助悬置(图中C,D)主要用来防止动力 总成的翻转。
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