动力总成悬置设计时弹性中心的选择

悬置弹性中心是在悬置系统分析中需要用到的一个关键参数，实际上就是悬置在整车上的安装位置，是整车总布置时需要重点考虑的内容。弹性中心的选择对悬置系统解耦计算的结果有比较大的影响。表1是某款前置前驱车型悬置的安装位置表。

表1 某款车悬置硬点坐标

一、与弹性中心有关的几个术语定义

1、弹性主轴

悬置弹性主轴是指在载荷方向上与弹性位移方向一致，且不发生角位移的轴线（图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。也就是说如果有一个外力矩绕弹性中心主轴线作用于被支撑物体上，该物体只会产生平移而不会发生转动。

2、弹性中心

是指三根弹性主轴的交点（图1中的E点），任何方向加载这个点都不会在其他方向产生位移；传统弹性中心很难找到；

图1 弹性主轴及弹性中心

3、振动中心

这个概念的提出是针对前置后驱V型布置悬置提出来的，以动力总成为振动体，假定车身侧不动，动力总成侧支架沿悬置局部坐标系三个轴上下、左右、前后的摆动中心。（见图2）

图2 弹性中心与振动中心

4、悬置硬点

一般位于隔振器上，具**置是隔振器与支架的连接中心点处。该点相对于动力总成质心在任何工况下位置不变。根据不同类型悬置选取方法有所差异，是悬置系统计算时实际使用的坐标点。

二、不同悬置类型弹性中心的选取

1、衬套类悬置弹性中心的选择

衬套类悬置的弹性中心一般来说比较好选取，也不会有太多得争议。

对于承载型悬置一般选取自由状态下，内骨架螺栓安装孔中点往下移动5mm的位置，而非承载悬置则直接选取内骨架螺栓安装孔的中点，见图3。

图3 承载悬置与非承载悬置弹性中心的选择

2、块状悬置弹性中心的选取

块状悬置的弹性中心的选取是有争议的。按标准的弹性主轴的定义，应该取在橡胶块的几何中心（见图4），但根据多年的设计经验，我认为取振动中心更合适。见图5，至于往下移动多少毫米，要结合动力总成质量以及悬置刚度计算出预压缩量再确定。

图4 块状悬置的弹性中心

图5块状悬置弹性中心的选择

3、楔形悬置弹性中心的选取

楔形悬置如果两个楔形块距离较远，可以看成两个并排的块状悬置，因此确定方法有两种，当成两个块状悬置时，按块状悬置的方法确定（见图6）。如果看成一个悬置的话，则用V型悬置布置理论来确定弹性中心位置（图7）。

图6 楔形悬置弹性中心的选择

图7 V型布置理论

4、筒形液压悬置弹性中心的选取

筒形液压悬置的弹性中心比较好确定，取主簧的几何中心，由于筒形液压悬置一般作为承载悬置来使用，所以也要按照预载后的实际压缩量下移一定的距离。见图8.

图8 筒形液压悬置弹性中心的确定

5、梯形液压悬置弹性中心的选取

梯形液压悬置弹性中心的选择参考筒形液压悬置。具体见图9。

图9 梯形液压悬置弹性中心的确定

6、抗扭拉杆悬置弹性中心的选取

抗扭拉杆由于有两个衬套，因此有两个弹性中心，两个弹性中心在悬置设计中都需要用到，其中系统匹配的时候用的是大端衬套的中心，做28工况位移及载荷计算的时候用的是小端衬套的中心。具体见图10.

图10 抗扭拉杆弹性中心的选取

三、弹性中心的选择对解耦的影响研究

1、抗扭拉杆弹性中心选择对悬置系统解耦及频率分布的影响

以某款前置前驱车为对象，分别选取大端及小端弹性中心作为硬点位置进行解耦结算（数据见表1），

得到的结果如表2所示：

表2 抗扭拉杆弹性中心选择对计算结果的影响

从表中可以看出，选择大端还是小端作为弹性中心对X向及绕曲轴方向的解耦率影响较大，对频率影响较小。

2、块状悬置选择弹性中心以及振动中心进行解耦计算的对比。

以一款前置后驱车悬置系统为研究对象，块状悬置的硬点位置分别选择橡胶块中心和振动中心来进行对比计算，得到的结果如表3所示。

表3 选择振动中心和弹性中心计算结果对比

从表中可以看出，不同的硬点位置选择实际上差异不是很大。

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