發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)基礎(chǔ)培訓(xùn)

1、每天進(jìn)步一點(diǎn)點(diǎn)長(zhǎng)城汽車長(zhǎng)城汽車發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)課程內(nèi)容課程內(nèi)容1、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的發(fā)展2、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的布置形式3、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的設(shè)計(jì)4、總結(jié)回顧發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的發(fā)展一.懸 置的發(fā)展歷程半二、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的類型：二、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的類型： 汽車是一個(gè)由多個(gè)質(zhì)量體、彈性體和阻尼組成的多質(zhì)量系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車上的一個(gè)主要振動(dòng)源，其振動(dòng)由動(dòng)力總成經(jīng)懸置系統(tǒng)傳遞給車架或車身，良好的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)可以有效地降低汽車整車地振動(dòng)和噪聲水平。 因此懸置系統(tǒng)特性地選擇首先要隔離發(fā)動(dòng)機(jī)自身地振動(dòng)，即不讓發(fā)動(dòng)機(jī)不平衡力造成地振動(dòng)過(guò)分地傳向車體。這就要求懸置系統(tǒng)地固有頻率低于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況下激振頻率的0.7倍。一般發(fā)動(dòng)機(jī)在低怠速

2、（80050r/min）的固有頻率為2528.3Hz左右，故要求懸置的固有頻率低于17.519.6Hz，一般在520Hz范圍內(nèi)。三、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置設(shè)計(jì)的目的：三、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置設(shè)計(jì)的目的： 一、懸置點(diǎn)的數(shù)量：一、懸置點(diǎn)的數(shù)量： 懸置點(diǎn)的數(shù)量根據(jù)動(dòng)力總成的長(zhǎng)度、質(zhì)量、用途和安裝方式等決定，懸置系統(tǒng)可以有3、4、5點(diǎn)懸置。一般在汽車上采用三點(diǎn)及四點(diǎn)懸置系統(tǒng)，因?yàn)樵谡駝?dòng)比較大時(shí)，如果懸置點(diǎn)的數(shù)量增多，當(dāng)車體變形時(shí)，有的懸置點(diǎn)會(huì)發(fā)生錯(cuò)位，使發(fā)動(dòng)機(jī)或懸置支架受力過(guò)大而造成損壞。 三點(diǎn)支承的優(yōu)點(diǎn)是不管汽車怎樣顛簸、跳動(dòng)，它總能保證各支承點(diǎn)處在一個(gè)平面上，這就大大改善了機(jī)體的受力情況。而四點(diǎn)懸置的前后兩個(gè)懸置主要用

3、于防止動(dòng)力總成的扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)剛度較三點(diǎn)懸置大。 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的布置形式 左懸置：與變速箱連接布置，主要起動(dòng)力總成限位及支撐作用等。 右懸置：與發(fā)動(dòng)機(jī)連接布置可隔離發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒激振、慣性力激振及路面激振等。 后懸置：與變速箱連接布置，具有縱向限位、承受扭矩、行駛狀況限位等作用。三點(diǎn)懸置簡(jiǎn)圖三點(diǎn)懸置系統(tǒng)：三點(diǎn)懸置系統(tǒng)： 能克服大扭轉(zhuǎn)反作用力，不過(guò)扭轉(zhuǎn)剛度較大，不利于隔離低頻振動(dòng)。 左右懸置：接近扭轉(zhuǎn)慣性軸布置，可上下方向支撐動(dòng)力總成，有振動(dòng)解藕作用。 前后懸置：與變速器連接，具有縱向限位、行駛狀況限位 、承受扭矩等作用。 四點(diǎn)懸置簡(jiǎn)圖四點(diǎn)懸置系統(tǒng)：四點(diǎn)懸置系統(tǒng)：現(xiàn)開(kāi)發(fā)車型懸置布置形式現(xiàn)開(kāi)發(fā)車型懸置布置形

4、式S16三點(diǎn)懸置系統(tǒng)V08四點(diǎn)懸置系統(tǒng) 1、懸置系統(tǒng)解耦的目的 當(dāng)彈性支撐的缸體在一個(gè)自由度上的自由振動(dòng)獨(dú)立于另一個(gè)自由度上的自由振動(dòng)時(shí)，我們說(shuō)這兩個(gè)自由度的振動(dòng)是解耦的。動(dòng)力總成具有六個(gè)自由度（X向/Y向/Z向/平遙 / 橫遙 / 縱遙），并且是互為耦合的。耦合的作用使發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)互相激勵(lì)而加大，振動(dòng)頻率范圍變寬。要想達(dá)到同解耦時(shí)相同的隔振效果，就需要更軟的懸置軟墊，這就使得動(dòng)力總成與周圍零件之間有較大的相對(duì)位移，易于周圍零件發(fā)生干涉。二、懸置系統(tǒng)的解耦二、懸置系統(tǒng)的解耦 另外，由于各自由度振動(dòng)的互為耦合，很難對(duì)某個(gè)產(chǎn)生共振的自由度上的頻率進(jìn)行個(gè)別改進(jìn)而不影響其它自由度上的隔振性能。2、懸置系

5、統(tǒng)彈性中心 作用于動(dòng)力總成上的外力，如果通過(guò)懸置系統(tǒng)的彈性中心，則動(dòng)力總成只會(huì)發(fā)生平動(dòng)而不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。反之，動(dòng)力總成在產(chǎn)生平動(dòng)的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，即運(yùn)動(dòng)耦合。 同樣，如果一個(gè)外力矩繞彈性中心主軸線作用于動(dòng)力總成上時(shí)，動(dòng)力總成只會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)而不產(chǎn)生平動(dòng)。反之，在產(chǎn)生振動(dòng)的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生平動(dòng)，出現(xiàn)兩自由度運(yùn)動(dòng)耦合。 彈性中心是由彈性原件的剛度和幾何布置決定的，與被支承物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。理論上如果動(dòng)力總成的質(zhì)心通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的彈性中心時(shí)，就可獲得六個(gè)自由度上的振動(dòng) 解耦。但在實(shí)際中是很難實(shí)現(xiàn)的，發(fā)動(dòng)機(jī)的激勵(lì)主要是垂直和扭轉(zhuǎn)，因此只要在主要振動(dòng)方向進(jìn)行解耦即可。3、扭矩軸與主慣性軸 當(dāng)剛體繞任意方向的軸線旋轉(zhuǎn)

6、時(shí)一般要產(chǎn)生一個(gè)使該旋轉(zhuǎn)軸改變方向的力矩，但是在這些任意方向的軸線中，必然存在一些軸線使剛體繞其旋轉(zhuǎn)時(shí)不產(chǎn)生改變?cè)撦S線方向的力矩，這樣的軸線就稱為剛體的主慣性軸。剛體內(nèi)外一般有無(wú)數(shù)個(gè)主慣性軸存在，但通過(guò)某一點(diǎn)只存在三個(gè)相互正交的軸，發(fā)動(dòng)機(jī)主慣性軸即是指在質(zhì)心相互正交的三根主軸。 通常情況下，作用于發(fā)動(dòng)機(jī)上的外力為繞曲軸的扭矩，而曲軸與主慣性軸不重合，因此，在此外力矩的作用下，發(fā)動(dòng)機(jī)并不沿任何一根主慣性軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而是繞某一特殊的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，此軸即為扭矩軸。 如果傾覆力矩是發(fā)動(dòng)機(jī)主要的外激振力，則把左、右懸置（橫置式）布置在扭矩軸上可以得到若干模態(tài)的解耦，所以通常的布置是將左、右懸置的彈性中心落在扭矩軸

7、上。主慣性軸、扭矩軸及曲軸位置中心線相對(duì)位置示意圖彈性中心左懸置右懸置 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置是安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車底盤(pán)之間，用于支撐動(dòng)力總成和隔離（減少）發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)能量向底盤(pán)(車身)傳播為目的的隔振系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)合理的懸置系統(tǒng)可以明顯地降低汽車動(dòng)力總成和車體振動(dòng)，改善汽車的乘坐舒適性，并且還可以延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)與其它部件的使用壽命。 采用以下方法可得到隔振性能優(yōu)良的懸置系統(tǒng)： 1、開(kāi)發(fā)和采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜、隔振性能優(yōu)良的懸置元件：例如液壓懸置（hydraulic Mount)等。 2、正確選擇懸置的各項(xiàng)參數(shù)合理布置懸置的位置，最大限度的發(fā)揮懸置系統(tǒng)的隔振性能。發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的設(shè)計(jì)一一 橡膠懸置橡膠懸置懸置軟墊的結(jié)構(gòu)形式 在

8、設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置時(shí)必須充分考慮懸置的使用目的，例如支承的質(zhì)量和限制的位移等，選擇合理的形狀。懸置的基本形狀有三種，即壓縮式，剪切式和傾斜式（見(jiàn)下圖）。壓縮式傾斜式剪切式如下圖所示為三種懸置軟墊的基本特性及用途，其中傾斜式軟墊的特性優(yōu)于其它兩種，所以一般情況下采用傾斜式的懸置結(jié)構(gòu)。懸置軟墊的限位 如果動(dòng)力總成的位移過(guò)大，將使動(dòng)力總成本身，或使進(jìn)排氣系統(tǒng)、操縱機(jī)構(gòu)、管路、接線等和周圍機(jī)件相碰，產(chǎn)生損傷，同時(shí)懸置軟墊也容易損壞。為此，必須從懸置結(jié)構(gòu)上限制過(guò)大位移。 1、增加位移較大方向上的懸置剛度。例如：在汽車加速行駛或轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，動(dòng)力總成產(chǎn)生的慣性力可能使動(dòng)力總成產(chǎn)生較大的位移。為了限制動(dòng)力總成的位

9、移，則需要設(shè)計(jì)較硬的懸置，即大剛度懸置軟墊。 2、采用非線性、變剛度的懸置結(jié)構(gòu)，以同時(shí)減小小激振力引發(fā)的振動(dòng)和限制大激振力時(shí)大的振動(dòng)位移。例 如，在汽車停駛發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，或汽車等速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩較小。這時(shí)，需把懸置軟墊的剛度設(shè)計(jì)的較低，以此來(lái)有效的隔離振動(dòng)。但在快速起步時(shí)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的反力十分大可使動(dòng)力總成產(chǎn)生較大的振動(dòng)，另外，汽車在不平路面上行駛時(shí)，隨著整車的大幅度上下顛動(dòng)，動(dòng)力總成也產(chǎn)生很大的上下慣性力，此時(shí)需懸置軟墊的剛度變大，可有效的限制動(dòng)力總成的振動(dòng)和位移。懸置軟墊的特性1.剛度：彈性零件的靜剛度是指產(chǎn)生單位變形量的彈簧負(fù)荷，即力與位移的比值；動(dòng)剛度是指激勵(lì)的幅值與位移的幅

10、值之比。2、疲勞破壞強(qiáng)度（多少萬(wàn)次） 一般指懸置在某一頻率、額定負(fù)荷，總的振動(dòng)在多少萬(wàn)次后不破壞，是破壞壽命的一個(gè)重要指標(biāo)。3、粘接面的剝離 一般設(shè)計(jì)中要求橡膠與金屬骨架的粘接強(qiáng)度高于3MPa，但由于懸置長(zhǎng)期在高溫環(huán)境下使用后，粘接面的粘接強(qiáng)度下降引起剝離而導(dǎo)致?lián)p壞。4、老化 懸置軟墊在使用中，不可避免的會(huì)受到熱、臭氧和紫外線等的作用，造成懸置軟墊的抗拉強(qiáng)度、力學(xué)性能下降，并產(chǎn)生裂紋。5、永久變形 懸置軟墊在使用中反復(fù)地變形，且在受熱等因素影響下，橡膠將產(chǎn)生永久變形，使橡膠件地尺寸發(fā)生變化。6、懸置軟墊的阻尼 根據(jù)懸置系統(tǒng)的幅頻相應(yīng)特性，當(dāng)動(dòng)力總成在低頻振動(dòng)時(shí)，為了減小振動(dòng)的振幅，應(yīng)采取阻尼因

11、數(shù)較大的軟墊；而當(dāng)動(dòng)力總成在30Hz以上的高頻振動(dòng)時(shí)，為了降低動(dòng)力總成振動(dòng)對(duì)整車的影響，切斷高頻振動(dòng)的傳遞，應(yīng)該使軟墊的阻尼越小越好，阻尼越小，振動(dòng)相應(yīng)越小。 二 液壓懸置 只使用橡膠軟墊，很難產(chǎn)生很大地振動(dòng)阻尼。為了改善沖擊等過(guò)大的振動(dòng)，懸置必須具有很大的阻尼力，這就需要液壓懸置，它同樣可降低高頻時(shí)的懸置剛度，提高減振降噪效果。1）液壓懸置的構(gòu)造 慣性通道解耦盤(pán)式液壓懸置結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖，用一個(gè)中心螺栓將一個(gè)普通的錐形橡膠懸置墊（橡膠主簧）固定在頂部，與隔板一起構(gòu)成上腔。下腔由一個(gè)彈性皺皮膜和隔板構(gòu)成，皺皮膜由一個(gè)固定蓋保護(hù)，固定蓋與皺皮膜構(gòu)成與大氣相通的氣室。隔板開(kāi)有環(huán)行或螺旋形通道，阻尼緩沖液

12、可由此通道經(jīng)上腔流到下腔。流道板主簧解耦膜阻尼孔慣性通道解耦盤(pán)式液壓懸置2）液壓懸置的工作原理 當(dāng)懸置在A端（上端）受到低頻、大振幅激勵(lì)時(shí)（150Hz，12mm），解耦盤(pán)的的位移幅值較大，達(dá)到其上極限和下極限位置，液體主要經(jīng)過(guò)慣性通道在上腔和下腔之間流動(dòng)，使整個(gè)懸置剛度增大，起到增加阻尼衰減振動(dòng)的作用。當(dāng)激勵(lì)位移為高頻、小振幅時(shí)（50200Hz，0.050.2mm），慣性通道液體的動(dòng)態(tài)響應(yīng)漸趨衰減，流動(dòng)趨于截止，主要是解耦盤(pán)在其自由行程內(nèi)運(yùn)動(dòng)，這樣可以得到較小的懸置剛度以減小振動(dòng)。在設(shè)計(jì)液壓懸置時(shí)，可以通過(guò)改變動(dòng)態(tài)參數(shù)、慣性通道的孔徑及長(zhǎng)度等來(lái)實(shí)現(xiàn)任意的動(dòng)態(tài)彈性特性三 懸置系統(tǒng)對(duì)汽車NVH特性的影響懸置元件最主要的兩個(gè)作用： 1、支撐動(dòng)力總成，約束動(dòng)力總成的位移。 2、隔離動(dòng)力總成的振動(dòng)向車身的傳遞，