汽車動(dòng)力總成隔振懸置布置的設(shè)計(jì)思想論析

朱波

摘要：本文分析了汽車動(dòng)力總成-懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想。應(yīng)用剛體的撞擊中心理論布置動(dòng)力總成的前、后懸置，同時(shí)兼顧動(dòng)力總成和車身的垂向彈性彎曲振動(dòng)模態(tài)的影響以及發(fā)動(dòng)機(jī)往復(fù)不平衡慣性力的作用中心，可有效提高汽車的舒適性。V型布置的懸置組能解除動(dòng)力總成、懸置系統(tǒng)橫移、側(cè)傾自由度之間的彈性耦合，既有較大的橫向剛度，又有足夠的側(cè)傾柔度；從而獲得良好的怠速隔振性能。

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī)；動(dòng)力總成；懸置系統(tǒng)；隔振設(shè)計(jì)

以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力源的汽車動(dòng)力總成的振動(dòng)不僅影響動(dòng)力總成及其附件的使用壽命，而且對(duì)汽車的舒適性（振動(dòng)和噪聲特性）、安全性和操縱穩(wěn)定性都有不利影響。汽車動(dòng)力總成振動(dòng)的隔離技術(shù)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程，由最初動(dòng)力總成與車架的剛性連接，到19世紀(jì)末在動(dòng)力總成和車架之間加柔性墊來(lái)減少和防止曲軸箱、發(fā)動(dòng)機(jī)支架的損壞，再到20世紀(jì)20年代利用橡膠隔離和吸收振動(dòng)的特性來(lái)減少發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)向車身的傳遞，直到70年代末開(kāi)始出現(xiàn)的液阻懸置減振技術(shù)。

一、撞擊中心理論的應(yīng)用

1956年Harrison應(yīng)用撞擊中心理論和基于扭矩軸的解耦理論進(jìn)行了動(dòng)力總成-懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。首先找出扭矩軸，使前懸置的彈性中心落在扭矩軸線上，以使垂向、橫向和側(cè)傾三個(gè)自由度之間的耦合剛度為零，同時(shí)盡量使側(cè)傾剛度較小；然后以扭矩軸為基準(zhǔn)，把前、后懸置布置在互為撞擊中心的共軛點(diǎn)上。對(duì)于受較大不平衡往復(fù)慣性力擾動(dòng)的動(dòng)力總成，應(yīng)將前懸置布置在不平衡往復(fù)慣性力的作用中心點(diǎn)，后懸置則布置在與前懸置互為撞擊中心的共軛點(diǎn)上，使不平衡慣性力不會(huì)引起后懸置的過(guò)大響應(yīng)。

在考慮動(dòng)力總成和車身的彈性彎曲振動(dòng)模態(tài)時(shí)，對(duì)前、后懸置的布置又提出了更多的要求。僅考慮動(dòng)力總成的垂向第一階彎曲振動(dòng)模態(tài)時(shí)，如果使前、后懸置分別位于該模態(tài)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)A、B上，則動(dòng)力總成的第一階彎曲振動(dòng)不會(huì)傳遞到車身上，車身的高頻彎曲振動(dòng)也不會(huì)激起動(dòng)力總成的一階彎曲共振，既可顯著提高汽車的舒適性，又改善了動(dòng)力總成的工作條件和使用壽命。另一方面，車身的彎曲振動(dòng)會(huì)加強(qiáng)動(dòng)力總成的怠速抖動(dòng)，而且其節(jié)點(diǎn)位置對(duì)怠速抖動(dòng)有顯著影響，F(xiàn)、R分別表示前、后懸置，N表示車身彎曲振動(dòng)的節(jié)點(diǎn)，V表示振動(dòng)速度。研究表明，當(dāng)節(jié)點(diǎn)在后懸置之后時(shí)，可減少動(dòng)力總成振動(dòng)對(duì)舒適性的不利影響。但隨頻率升高，該節(jié)點(diǎn)會(huì)前移。為保證該節(jié)點(diǎn)位于后懸置之后，應(yīng)使怠速時(shí)的主要激勵(lì)頻率低于車身的一階彎曲共振頻率。裝用動(dòng)力吸振器是提高車身的一階彎曲固有頻率的有效方法。

二、V型懸置組的發(fā)展與應(yīng)用

結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)汽車動(dòng)力總成-懸置隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行了總結(jié)和分析，旨在為該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供一套比較完整的理論依據(jù)。

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