发动机悬置系统设计.ppt

1、发动机悬置系统设计,1,培训,发动机悬置系统设计,2,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,3,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,4,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,5,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,6

2、,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,7,支承布置方案,支点位置初选 弯曲振动节点 打击中心理论,8,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 =F0ejt 响应振幅 A： A= F0k(1-2) +422)1/2 =p = c 2mp p=(km)1/2 作用于地基的力的幅值：,9,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 =m1re2 往复质量 pj =m1re2 (coset + cos2et) =r/l 总体合成：对直立四缸机有 pj II

3、 六、八缸机有 pj=0,10,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 Hz n 发动机转速 i 缸数,11,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34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

4、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,12,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=1/2dq/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,13,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,14,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,15,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 = GFD G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,16,橡胶支承元件结构设计计算,橡胶元件刚度计算,17,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