发动机悬置系统设计

发动机悬置系统设计1第1页，共19页，2023年，2月20日，星期一介绍概说设计考虑支承布置方案隔振分析计算橡胶支承元件结构设计计算总结――悬置系统设计步骤液体阻尼悬置介绍2第2页，共19页，2023年，2月20日，星期一概说悬置系统的历史发展和作用设计的重要性悬置设计的含意3第3页，共19页，2023年，2月20日，星期一设计考虑要从隔振、防震的角度来考虑振源来自两个方面-发动机自身的振动-来自路面或轮胎不平衡输入激励支承重量承受各种负荷，如汽车加速、制动、转弯时的惯性力，发动机反扭矩容纳发动机一定运动注意使用环境――高温、高寒、油污等注意动力总成的静变矩有足够的使用寿命4第4页，共19页，2023年，2月20日，星期一支承布置方案三点式――V形布置前两点后一点呈对称用于轻型FR车FF车三点无规律5第5页，共19页，2023年，2月20日，星期一支承布置方案四点式――V形布置前两点后两点，用于较重的发动机6第6页，共19页，2023年，2月20日，星期一支承布置方案支点位置初选

弯曲振动节点打击中心理论7第7页，共19页，2023年，2月20日，星期一隔振分析计算单自由度振动系统隔振原理

强迫振动微分方程

m(d2x/dt2)+c(dx/dt)+kx=F0ejωt

响应振幅A：

A=F0∕[k((1-λ2)+4ζ2λ2)1/2]

λ=ω∕pζ=c∕2mpp=(k∕m)1/2

作用于地基的力的幅值：8第8页，共19页，2023年，2月20日，星期一隔振分析计算激振源频率成份分析发动机的干扰力和力矩1)惯性力引起的干扰力旋转质量pr=m1rωe2

往复质量pj=m1rωe2

(cosωet+λcos2ωet)λ=r/l总体合成：对直立四缸机有pjII六、八缸机有pj=09第9页，共19页，2023年，2月20日，星期一隔振分析计算2)工作过程不均衡引起的干扰力矩Me呈周期化的变化周期函数可展开成富里哀级数Me=Mo+ΣMrsin(rωt+φr)[ω=2π/T]对单缸机而言:多缸机而言，直立、四冲程发动机f=n•i/120Hzn－发动机转速i－缸数10第10页，共19页，2023年，2月20日，星期一隔振分析计算振动模型简化理论基础

发动机振动模型是以刚体弹性支承理论作为基础，认为发动机是一空间自由刚体，通过3～4个具有三维弹性的元件支承在刚性的、质量为无限的机架上，它具有6个自由度运动（图示），它已被汽车工程界广为接受，且有较好的效果。为了计算方便，现导出其矩阵形式的振动微分方程式无阻尼自由振动运动微分方程式，一般具有如下形式

[M]{d2q/dt2}+[K]{q}=0[M]－质量阵[K]－刚度阵{q}－广义坐标列向量11第11页，共19页，2023年，2月20日，星期一隔振分析计算振动模型简化理论基础振动系统的动能可以写成广义速度的函数，其二次型表达式为：T=1/2{dq/dt}T[M]{dq/dt}其势能可以写成广义坐标函数，其二次型表达式为：U=1/2{q}T[K]{q}这样，就可得到6自由度振动微分方程式12第12页，共19页，2023年，2月20日，星期一隔振分析计算发动机子系统与整车匹配

1)隔振与解耦

数学上理解运动学上的理解在一定条件，解耦对于隔振只是一种用起来方便的措施用计算机寻优的方法可以解决

13第13页，共19页，2023年，2月20日，星期一隔振分析计算发动机子系统与整车匹配2)系统的匹配考虑发动机激励，绕θx的固有频率要比发动机怠速激励频率低至少为1/√2至1/2考虑路面，要注意避开车架一弯、一扭和车桥的频率系统要解耦14第14页，共19页，2023年，2月20日，星期一橡胶支承元件结构设计计算弹性元件结构型式

压缩型剪切型复合型橡胶元件刚度计算k=G•F•DG－橡胶的静态剪切模量F－和橡胶件形状有关的系数D－尺寸因素G=G50•H/(100-H)H为肖氏硬度15第15页，共19页，2023年，2月20日，星期一橡胶支承元件结构设计计算橡胶元件刚度计算16第16页，共19页，2023年，2月20日，星期一橡胶支承元件结构设计计算元件的材料和许用应力

大多用天然胶，特殊情况用合成胶元件损坏在于疲劳，平均应变对疲劳寿命影响很大，拉伸工作对元件寿命很不利许用应力许用应变压缩100～150N/cm215～