动力总成悬置系统位置布置准则
动力总成的悬置设计的好坏取决于悬置位置和刚度。悬置布置位置是动力总成悬置系统中最重要的参数。然而,由于发动机舱布置的限制,一旦完成了初始布置确定后就最难更改。因此悬置位置必须在整车开发的早期确定,并且折衷决策应基于分析系统分析、适当的初步测试和经验。悬置刚度要求和悬置位置有关。不同的悬置结构,将提供不同的刚度和动静比,同时保持调校灵活性。选择最合适的悬置配置在很大程度上取决于悬置设计工程师的技能和经验。1.刚度和位置的选择应能保证动力总成绕理论(自由状态)TRA转动;实际TRA尽量靠近理论TRA)4.悬置应尽量靠近悬架与车身安装点布置,以利于更好的吸收路面激励和车轮振动6.为利于隔振,悬置刚度和阻尼应足够低,但应兼顾动力总成位移控制;采用非线性刚度悬置,减振器、吸振器以及抗扭悬置来控制。这些基本原则本身是相对直截了当的,但同时实施时会遇到许多复杂问题。下面将详细讨论这些原理中的每一项,但在继续之前,必须首先了解扭矩轴的含义。扭矩轴是指在给定的力矩作用下,任何固体物体运动的轴线(图1)。扭矩轴的位置取决于三个因素:1)扭转所施加的轴线方向,2)施加的物体的惯性特性;3)附着在物体上的外部约束(即,发动机悬置、排气系统、传动轴、各连接装置等)。自由状态的扭矩轴:没有外在约束(或约束刚度为无穷小)。自由状态扭矩轴始终穿过质心,并仅依据所施加的扭矩和物体的惯性特性。
在动力总成悬置中,从动力总成的惯性特性和曲轴轴线的位置计算自由状态扭矩轴。如果曲轴轴线通过动力总成的质心,曲轴轴线将是自由状态的扭矩轴,但这不是当前使用的任何常规动力总成的情况。自由状态的扭矩轴轴线对于沿曲轴轴线(后轮驱动车辆的驱动轴)或与其平行的任何轴(前轮驱动车辆中的驱动轴)施加的任何扭矩保持相同。回到位置和刚度原则,前两个原则是必要的,以减少能量传递到车身结构。通过允许动力总成围绕自由状态扭矩轴运动,在悬置系统中不必产生额外的力,否则它会运动。因此C.G.是固定的,车身必须反应最小的能量。这是通过使悬置系统的弹性轴与动力总成的自由状态扭矩轴重合。这可以通过仿真程序来实现。由于安装位置处的车身响应和灵敏度不同,此方法通常不会产生最佳解决方案。不过,它确实为在系统模型中使用提供了一个良好的起点。动力总成系统上的最小运动位置导致最小的悬置偏差,从而产生最小的力。这在动力总成本身存在共振条件时尤为重要,例如动力总成本身的某些区域的动力系弯曲或局部共振。当这些共振是一个问题,悬置应位于附近的节点或远离共振区。因此,动力总成悬置支架必须具有足够的刚度,以避免支架系统产生局部共振。
动力总成悬置应位于车身结构上灵敏度较低的刚性点上,以获得良好的隔离性能,并靠近悬架附着点,这对悬架干扰吸收最佳。车身结构具有许多简单而复杂的振型,这些振型可以受到动力总成、轮胎/车轮和路面扰动的激励。因此,一种振动模式的节点可能成为另一种模式的反节点。由于某些车辆振动模式的共振,即使少量动力总成产生的振动通过悬置传递,也会导致车辆周期振动。因此,具有最大结构阻尼的良好刚性车辆结构是非常重要的。
一般来说,动力总成悬置的最佳连接点是主垂直悬架输入响应的区域。这些是车辆中一些最刚性的结构区域,是质量集中的区域,并且通常接近一阶模态车身弯曲节点。作为最大的输入点,这些是非常理想的悬置安装点。在动力总成悬置系统中使用副车架或全车架可提供双层橡胶隔振器(双隔离器),降低动力总成和悬架在某些频率下的振动传递率,但必须考虑和控制副车架/车架本身的共振问题。通常需要增加动力吸振器来解决这一问题。
在车身和发动机之间加上副车架和副车架,悬架系统产生了更大的复杂性。调整总系统来完成动力系统和悬架隔振,同时保持车辆颤振控制和期望的转向和操纵特性变得更加困难,因为系统复杂性的增加。
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首次发布时间:2023-04-12
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