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上海众力动力总成悬置系统最优化设计与匹配


一、悬置系统的基本理论及典型结构
(5.2)液压悬置:为实现悬置低频高阻尼高刚度、高频(30250Hz,0.05-0.1mm)低阻尼低刚度以及解决橡胶悬置的高频硬化现 象而诞生。典型结构:
搅拌式
节流孔式
惯性流道式
惯性流道解耦盘(膜)式
液阻衬套式
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三、悬置系统对汽车N&V特性的影响
动力总成的 振动
悬置
车身的 振动
对车内噪声 产生影响
隔 振
较大的振动
衰减后较小 的振动 车内振动影 响车内噪声
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三、悬置系统对汽车N&V特性的影响
5.悬置的结构:通过近百年的发展,悬置的结构型式日趋复杂。主要 表现为:橡胶悬置、液压悬置、半主动/主动悬置。
(5.1)橡胶悬置:结构简单,成型容易、成本低廉;被大量的使用在 各型车辆。缺点:存在高频硬化现象。
常见的结构:压缩式
剪切式
复合式
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悬置元件最主要的两个作用: 1、支撑动力总成,约束动力总成的位移。 2、隔离动力总成的振动向车身的传递,提高整车的N&V水平。 悬置的刚度越高有利于支撑动力总成,对整车的N&V不利。 悬置的刚度越低对整车的N&V有利,不利于动力总成的支撑。
悬置元件的 刚度
减小
有利于N&V
增大
有利于支撑
通过对悬置系统进行合理的匹配设计可以取得较好的综合结果,使得悬置系统的 在满足支撑动力总成的同时,最大限度的发挥悬置系统的N&V性能。
影响整车N&V特性的因素
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纲要
一、悬置系统的基本理论及典型结构
二、悬置系统的主要布置方式
三、悬置系统的设计原则
四、悬置系统对汽车N&V特性的影响
五、悬置系统的设计流程和计算方法 六、悬置系统的匹配样车要求及N&V匹配方法
0.10
0.01 0.0 1.0 2.0 Frequency Ratio 3.0 4.0
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四、悬置系统的设计原则
3、动力总成的位移量要合理
在悬置系统设计时要保证动力总成具有合理的运动位移量。我们 一般对悬置系统进行20多种驾驶工况的计算分析。
一、悬置系统的基本理论及典型结构
6.悬置的试验:
质量特性试验:
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一、悬置系统的基本理论及典型结构
6.悬置的试验:
悬置匹配:
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悬置系统的各阶固有频率分布在5—20Hz;
各阶固有频率不要重合;
垂向避开人体最敏感的频率4~7Hz; 绕曲轴转动的频率小于怠速率的1/110.00
Amplification
Low Damping 1.00 Higher Damping
二、悬置系统的主要布置形式
动力总成悬置的布置形式有多种,主要采用三点或四点悬置。 底部布置,悬置都安装在车架上,但隔振效果不理想。 布置在动力总成的扭矩轴上,这种布置隔振效果好。
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动态参数:低频高阻尼高刚度、高频低阻尼低刚度
可靠性参数:满足整车寿命要求 (4.2)耐候性能要求:耐高温、不同环境下工作温度
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一、悬置系统的基本理论及典型结构
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四、悬置系统的设计原则
1、悬置系统合理的布置形式和位置使系统具有较高的解耦程度
在悬置系统设计时尽量保证悬置系统在整车坐标系下是解耦的,即沿 某一坐标方向的激励只引起该方向的振动。耦合的悬置系统受到沿广义坐 标的任意方向的激励时,都将激起系统的多个模态,导致发动机的振幅加 大,需使用刚度更大的悬置元件约束动力总成的位移,但这会导致悬置系 统的N&V特性变差。同时各个悬置的受力和变形也不均匀。车
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四、悬置系统的设计原则
• 计算悬置系统是否耦合一般采用模态动能的百分比来表示。当悬置 系统作某阶主振动时,假设悬置系统的全部动能都分布在这六个方 向上。振动占优方向的振动能量所占的百分比就表示悬置系统该方 向的解耦程度。
悬置系统匹 配计算
输出悬置软垫的刚度
典型工况下动力总成 位移及悬置变形
工程设计
典型工况下悬置受力
悬置匹配
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悬置研发部架构简图
客户 众力项目总监 众力项目经理 众力商务人员
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动力总成悬置系统最优化设计与匹配
众力方案
上海众力汽车部件有限公司
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一、悬置系统的基本理论及典型结构
6.悬置的试验:
单向疲劳试验:
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一、悬置系统的基本理论及典型结构
6.悬置的试验:
三通道试验:
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悬置系统的开发设计流程
给定发动机位 置和车身边界 动力总成惯性 参数测定 建立悬置系 统的模型 惯性主轴及悬置 位置、悬置结构 方案的确定 设置悬置 刚度参数
一、悬置系统的基本理论及典型结构
(3.3)路面激励:路面的激励一般是由路面的不平整性引起;通过轮 胎、悬挂和传动系等传导到车身,通常频率较低;一般为5Hz左右 悬置是一个支承元件。它必须能承受发动机总成的质量,使其不至 于产生过大的静位移而影响工作。 4.悬置的要求:
(4.1)功能要求:静态参数、动态参数、可靠性参数 静态参数:满足支撑和保护
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一、悬置系统的基本理论及典型结构
3.振动的产生及振源:发动机激励、路面激励
发动机作为整车中最大的振源。
(3.1)发动机燃烧引起的激励频率。受发动机的型式、缸数、工作转 速、曲柄排列以及发火次序等影响较大 (3.2)由不平衡的旋转质量和往复运动的质量所引起的惯性激振力和 力矩的激振频率。 对于直列四缸四冲程的发动机其激励的主频率可通过以下公式进行 计算: 2
在正常行驶工况下悬置不能接触限位块; 非正常行驶况向下动力总成不能接触其他周围零部件,动力总成的 位移量满足设计要求; 各个悬置受力相对均匀,悬置系统具有合理的刚度。 注意:在悬置系统布置时相对运动的部件之间要保持合理的距离。
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f
60 c
Nn
N 气缸数,n曲轴转数,c表示冲程数;对于四缸机其二阶频率为转 数的1/30 。三阶频率为转数的1/20 四阶频率为转数的1/15;三缸 机的主激励频率为1.5阶、四缸机的主激励频率为2阶、六缸机的主 激励频率为3阶
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一、悬置系统的基本理论及典型结构
(5.2)半主动/主动悬置:对刚度手动或记忆效应自动控制。典型结 构:
电流变液体半主动悬置
压电式主动悬置
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一、悬置系统的基本理论及典型结构
悬置技术主管
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