平衡扭矩轴（TRA）悬置系统设计要点

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平衡扭矩轴系统即TRA三点悬置布置系统，以左右悬置为承载悬置，以后悬置为抗扭悬置，是当前很多中小型乘用车广泛使用的一种悬置布置方式。至于什么是TRA轴，这里不作详细说明，可以阅读本号以前发表过的几篇文章。本文的目的是对TRA悬置系统的几个设计要点进行一番讨论，欢迎大家拍砖。

图1TRA三点悬置系统

1、三点TRA悬置系统使用与发动机扭矩的关系

三点TRA悬置系统具备质量轻，成本低，系统解耦好，易于NVH调试的优点。

但是如果发动机扭矩过大，则耐久性风险增加，因此，根据经验，如果动力总成扭矩＞350N.M,则建议采用四点悬置布置（见图2），而在满足耐久目标的情况下尽量选用TRA三点悬置布置。

图2TRA四点悬置系统

2、TRA与左右悬置连线的距离要求

TRA轴的位置由动力总成的惯量确定，它通过质心，具体的确定方法可以搜读本公众号发过的文章或者到IND4汽车人平台购买视频学习。它与左右悬置弹性中心的连线有一些要求。

1）X向的位置与TRA距离不大于20mm,见图3的A和C。

2）左右悬置弹性中心连线到质心距离，见图3中的N

图3TRA俯视图

3）俯视图下，左右悬置连线与TRA的夹角需≤5°。见图4中的K。

图4TRA后视图

3、Torque span概念及应用

左右悬置弹性中心点的连线与抗扭拉杆轴线在空间里的垂直距离，影响悬置系统的抗扭能力以及抗扭拉杆的承载载荷（图5）。

图5Torque span定义

比如变速箱悬置装在大梁下面，弹性中心点低，具备的优势是：与TRA轴夹角小，NVH性能较优。劣势：TorqueSpan较小，抗扭能力较差。

而变速箱悬置装在大梁上面，弹性中心高，则具备与TRA夹角大，Torquespan大，抗扭性能较好的优点，见图6。

图6变速器悬置布置对TorqueSpan的影响

4、载荷的关系及初始设计刚度的确定

TRA布置的悬置一般认为动力总成的重量完全由左右悬置承载，因此如果有了悬置的硬点以及动力总成的重量和质心位置后，可以通过很简单的杠杆平衡原理，计算出左右悬置的承载，并根据悬置的变形量限制条件，确定出左右悬置主方向的刚度值范围，作为后续优化的依据。如图的小程序就很容易实现这样的功能。

图7承载悬置载荷与初始刚度确定

当然还有一种方法就是把后拉杆的刚度归零也可以通过ADAMS模型获得左右悬置在静平衡下的承载。

5、为什很么多车型的小端衬套内芯设计为长孔

很多平衡扭矩轴布置的车型抗扭拉杆小端衬套的铝芯都是设计为长孔，其目的就在于消除安装后的预载，因此后拉杆一般都是最后才安装的，确保动力总成处于无预载再打紧螺栓，确保了怠速的NVH性能。

图8 滤芯长孔尺寸

6、抗扭拉杆应力分析时的加载与约束

抗扭拉杆大头（刚度较小的一端）施加约束，小头端（刚度较大的一端）施加载荷。

抗扭拉杆大头处的传力部位可作为刚体处理。根据载荷施加的方向，这个刚性部位可布置在面1或2处。刚性区域的主控点，与大头中心重合，且完全约束。刚性部位的面积与主簧上相应限位块的面积等同。这种处理方法，不考虑橡胶主簧两个臂的传力作用。

图9 抗扭拉杆应力分析时的加载

除了以上几点之外，还有什么需要注意的要点欢迎大家一起讨论。

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来源：汽车NVH云讲堂

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首次发布时间：2023-04-12

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