汽车悬置系统设计指南

悬置系统设计指南悬置系统设计指南 编制 编制 审核 审核 批准 批准 发动机工程研究二院发动机工程研究二院 动力总成开发部动力总成开发部 主题与适用范围主题与适用范围 1 1 主题 主题 本指南介绍了动力总成悬置系统开发的基本知识和基本过程 以及所涉及到的基本流程文件核 技术文件 2 2 适用范围 适用范围 本指南适用于奇瑞所有装汽油或柴油发动机的 M1 类车动力总成悬置系统的设计 目目 录录 一 悬置系统中的基本概念 4 1 1 悬置系统设计时的基本概念 4 1 2 动力总成振动激励简介 6 二 悬置系统的作用 8 2 1 悬置系统的设计意义及目标简介 8 2 2 动力总成悬置系统对整车 NVH 性能的影响 8 三 悬置系统的概念设计 11 3 1 悬置系统的布置方式选择 11 3 2 悬置点的数目及其位置选择 12 3 3 悬置系统设计的频率参数 14 四 悬置系统相关设计参数 15 4 1 动力总成参数 15 4 2 制约条件 16 五 悬置系统设计过程中的相关技术文件 17 5 1 悬置系统 VTS 17 5 2 悬置系统 DFMEA 18 5 3 悬置系统 DVP然 后以扭矩轴为基准 把前后 右左 悬置布置在互为撞击中心的共轭点上 对于受较大不平衡往复惯 性力 扰动的动力总成 应将前 右 悬置布置在不平衡往复惯性力 的作用中心点 后 左 悬置则布置在与前悬置互为撞击中心的共轭点上 使不平衡惯性力不会引起 后 左 悬置的过大响应 这种布置尤其适合于前 右 端装用液阻悬置后 左 端仍装用橡胶 悬置的动力总成悬置系统 可充分发挥液阻悬置的低频时大阻尼高频时低动刚特性的高效隔振缓冲 作用 在考虑动力总成和车身 的弹性弯曲振动模 态时 对前后悬置 右左 的布置又提出了更多的要 求 仅考虑动力总成的垂向第一阶弯曲振动模态时 如果使前后 右左 悬置分别位于该模态的两 个节点 A B 上 如图 2 3 所示 则动力总成的第一阶弯曲振动不会传递到车身上 车身的高频弯曲 振动也不会激起动力总成的一阶弯曲共振 既可显著提高汽车的舒适性 又改善了动力总成的工作条 件和使用寿命 图 2 3 动力总成第一阶弯曲振动模态 3 3 悬置系统设计的频率参数悬置系统设计的频率参数 在工程实际中悬置系统的振动都是按刚体模态来处理的 整台机组在空间的运动具有六个自由 度 即三个沿相互垂直的通过重心的轴线的往复运动和三个绕此三根轴线的回转运动 这样就有六 个振动模态 相应就有六个固有频率 而理论分析表明 汽车发动机的六个振动模态并不是完全耦 合在一起的 而是形成两组三联耦合振动 即垂向 纵向 纵摇及平摇 横向 横摇 推荐的悬置系统固有频率范围如下 1 平摇 横摇 以及平摇 横摇耦合振动时的 f f 1 f 这两个固有频率是汽车发动机隔振设计能否成功的关键要素 特别是横摇 f 一般推荐值 为 或 1 1 2 1 4 1 21 2 h 2 n 60 Hz f f 1 f 这里 h 为气缸数 对于 V 型发动机则为一列的气缸数 n 为曲轴的怠速转速 r p m 系数 1 2 1 4 是考虑到底架有限质量的影响 当底架越轻巧而机器越重时取大的值 1 21 2则是为满足隔振 要求所必需的频率比 2 垂向 纵摇 以及纵向 纵摇耦合振动时的 x ff 2 f 在选择这三个固有频率时要考虑到不要引起怠速转数下的一次激振力共振 以及由于道路不平 引起的汽车上 下过大的振动载荷 也即是说不宜过小 一般可取 x f 或 10 15 Hz x ff 2 f 3 横向 z f 由于汽车行走时左 右方向的动载荷没有上 下方向大 因此的数值可以取得比小些 z f x f 只需避开怠速转数下的一次激振力共振即可 一般可取 5 10 Hz z f 4 纵向 y f 这个频率是无足轻重的 因为发动机不存在纵向激振力 四 悬置系统相关设计参数四 悬置系统相关设计参数 4 1 动力总成参数动力总成参数 悬置系统在设计分析中 动力总成的各项特性参数是悬置系统设计的主要输入条件 它包括 动力总成的重量 重心位置 惯性轴的位置 各转动惯量等 如下表 4 1 表 4 2 表 4 1 表 4 2 以上动力总成的数据由发动机和变速箱分别提供 根据实际情况也可以测试得到 具体的测试 方法可以参考 动力总成质心转动惯量测试规范 4 2 制约条件制约条件 理论设计上的悬置点具体位置以及为达到各点悬置性能所需的结构 外形尺寸常常受到整车布 置中的布置空间 边界条件等的限制而需要适当地修改相应的一些具体设计目标参数 例如 XX 车型的前舱相对于某一款发动机其布置空间很有限 前后方向上发动机体与车身的静态间隙非常小 这时候悬置系统的设计必须考虑到发动机动态时的前后翻转角必须小于实际的允许值 否则动态的 情况下就很容易发生干涉现象 对于动力总成在各种工况之下都必须保证其极限运动不得超出下表 4 3 的数值 动力总成悬置系统固有频率与能量解耦的匹配要满足下表 4 4 的数值 表 4 3 POWERTRAIN DEGREE OF FREEDOM C G MAX MOTION mm OR deg Fore aft x15 Lateral y8 Vertical downward z12 Vertical upward z12 Roll xx1 0 Pitch yy 3 5 Yaw zz1 0 表 4 4 Low Amplitude 0 1 mm 0 2mm p p PT Rigid Body Mode Allocation Hydraulic or Elastomer Mount System Vehicle Dynamics considerations must be included in the final requirements for the bounce mode frequency and decoupling In Vehicle Frequency Range Decoupling ModeLower LimitUpper LimitMax Separation Bounce911 90 2Hz from pitch and roll Fore Aft713 85 1Hz Lateral715 60 2Hz from roll Pitch812 90 2Hz from bounce Roll818 85 2Hz from Lateral Yaw817 60 1Hz 五 悬置系统设计过程中的相关技术文件五 悬置系统设计过程中的相关技术文件 5 1 悬置系统悬置系统 VTS 5 2 悬置系统悬置系统 DFMEA 5 3 悬置系统悬置系统 DVP R 5 4 其它技术及流程文件其它技术及流程文件 悬置系统开发设计中的其它技术及流程文件 悬置系统开发流传 悬置系统计算指南 专 用紧固件的技