发动机悬置系统设计

培训发动机悬置系统设计1发动机悬置系统设计介绍 l 概说l 设计考虑l 支承布置方案l 隔振分析计算l 橡胶支承元件结构设计计算l 总结 悬置系统设计步骤l 液体阻尼悬置介绍2概说l 悬置系统的历史发展和作用l 设计的重要性l 悬置设计的含意3设计考虑l 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l 支承重量l 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l 容纳发动机一定运动l 注意使用环境 高温、高寒、油污等l 注意动力总成的静变矩l 有足够的使用寿命4支承布置方案l 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支承布置方案l 四点式 V 形布置前两点后两点，用于较重的发动机6支承布置方案l 支点位置初选弯曲振动节点打击中心理论7隔振分析计算l 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 =F0ejt 响应振幅 A：A= F0k(1-2) +4 22)1/2=p = c 2mp p=(km)1/2 作用于地基的力的幅 值 ：8隔振分析计算l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 =m1re2 往复质量 pj =m1re2 (coset + cos2et) =r/l总体合成：对直立四缸机有 pj II六、八缸机有 pj=09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 + Mrsin(rt+r) =2/T对单缸机 而言 :多缸机而言，直立、四冲程发动机f=ni/120 Hzn 发动机转速i 缸数10隔振分析计算l 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Md2q/dt2 + Kq = 0 M质量阵K刚度阵q广义坐标列向量11隔振分析计算l 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=1/2dq/dtTMdq/dt其势能可以写成广义坐标函数，其二次型表达式为：U=1/2qTKq这样，就可得到 6自由度振动微分方程式12隔振分析计算l 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隔振分析计算l 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 x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橡胶支承元件结构设计计算l 弹性元件结构型式压缩型剪切型复合型l 橡胶元件刚度计算k = GFDG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 = G50H/(100-H)H为肖氏硬度15橡胶支承元件结构设计计算l 橡胶元件刚度计算16橡胶支承元件结构设计计算l 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/