四缸柴油機懸置系統(tǒng)研究與開發(fā)

田學武，栗林濤，冉凱，黃丹

（陜西重型汽車股份有限公司，陜西 西安 710200）

四缸柴油機懸置系統(tǒng)研究與開發(fā)

田學武，栗林濤，冉凱，黃丹

（陜西重型汽車股份有限公司，陜西 西安 710200）

∶新開發(fā)一款匹配四缸柴油機的中型卡車產品?，F基于ADAMS/View對發(fā)動機懸置系統(tǒng)進行分析研究，并結合實際整車隔振測試結果，確定懸置系統(tǒng)設計方案。同時采用HyperWorks、FEMFAT對發(fā)動機前后支架進行了強度分析。

∶四缸柴油機；懸置系統(tǒng)；隔振；模態(tài)；強度

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.034

CLC NO.: U464.172Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-91-02

前言

由于直列式四缸柴油機激勵頻率低、方向多、自身慣性小且二階往復慣性力不平衡等一系列因素造成其隔振尤為困難。為了有效改善四缸發(fā)動機的隔振性能，現對發(fā)動機懸置系統(tǒng)進行理論分析和實際測試驗證，同時為了保證系統(tǒng)可靠性，對發(fā)動機支架進行強度分析。

1、發(fā)動機懸置系統(tǒng)數據準備

本文所有參考坐標系均采用整車坐標系，定義如下：前橋中心線、車架最低平面線、整車縱向中心線的交點為坐標原點；縱向中心線為X軸，向后為正方向；垂直向上為Z軸正方向；右手定則確定Y方向。

根據發(fā)動機及變速器等部件的質量、轉動慣量等參數如表1所示：

表1　動力總成合成參數

根據整車布置，明確懸置布置坐標,初步確定減振墊剛度，如表2所示：

表2　懸置點位置坐標及減振墊剛度

2、懸置系統(tǒng)解耦及固有頻率的計算分析及優(yōu)化

根據上述數據進行初步方案的系統(tǒng)性能計算分析，分析結果如表3所示：

表3　初步方案計算結果

上述計算結果表明，目前采用的方案Ryy、Rxx及z方向解耦較差，最低僅為55.73%，考慮到Rxx及z方向為動力總成的主要激振方向，其解耦率應達到80%以上；系統(tǒng)最大固有頻率為14.1Hz(Rxx方向)，考慮到發(fā)動機怠速為800轉/分,點火激勵頻率為26.67Hz, 故該方向頻率比僅為1.54，對于四缸發(fā)動機來說，該結果遠遠無法滿足其隔振率要求。因此該方案需進行優(yōu)化。經過多次調試計算，確定優(yōu)化發(fā)動機懸置減振墊剛度如表4所示：

表4　優(yōu)化方案采用剛度

其計算結果如表5所示：

表5　優(yōu)化方案計算結果

懸置系統(tǒng)優(yōu)化后，系統(tǒng)各方向解耦率均達到80%以上；系統(tǒng)最高固有頻率為12.6Hz，頻率比為2.11以上，滿足設計要求，預計隔振率達到80%左右。

3、懸置系統(tǒng)隔振性能測試

根據優(yōu)化方案完成了技術狀態(tài)固化并進行了裝車測試，懸置系統(tǒng)測試結果如表6所示：

表6　懸置各點隔振測試結果

由測試結果可以看出，懸置系統(tǒng)優(yōu)化后各點主要方向隔振量均接近15dB,滿足80%的隔振能力要求。

4、懸置系統(tǒng)支架強度分析

對懸置支架進行靜態(tài)強度分析，其計算結果如下：

圖1　前支架安全因子云圖

圖2　后支架安全因子云圖

圖1、圖2分別為最危險工況下安全因子分布云圖，可知：前懸置支架最低安全因子3.89，后懸置支架最低安全因子1.73，均滿足要求。由于支架的最大應力均未超出材料的屈服強度，可以滿足支架的壽命要求，故不作分析。

5、結論

通過模擬分析計算，對四缸發(fā)動機懸置系統(tǒng)優(yōu)化后各項性能指標符合設計要求。

Research and Development on suspention System of Four Cylinders Diesel Engine

Tian Xuewu, Li Lintao, Ran Kai, Huang Dan
（Shaanxi Heavy Duty Automobile Co.,Ltd,Shaanxi Xi'an 710200）

A new product of medium duty truck is developed,Which is matched of four cylinders diesel engine .Based on ADAMS/View to analysis modal of suspention system,and combined withthe text of vibratian insulatian performance complete the system design scheme.Analysised the strength of engine stents by HyperWorks and FEMFAT.

four cylinders diesel engine; suspention system; vibratian insulatian; modal Strength

∶U464.172

∶A

∶1671-7988 (2016)09-91-02

田學武（1990—）， 男，助理工程師，就職于陜西重型汽車有限責任公司汽車工程研究院。