發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)隔振問題及解決辦法(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上淺析某車型發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)出現(xiàn)的問題及解決方案 【摘要】 本文介紹了某車型發(fā)動機(jī)懸置隔振效果不好的原因及解決方法?！娟P(guān)鍵詞】 隔振率 振動頻率 共振 Abstract: This paper introduces the causes and solutions of the problem that the effect of the engine mounting system of some models is not goodKey words: vibration isolation vibration frequency resonance前言隨著人們對客車

2、乘坐舒適性的要求不斷提高，隔振車了設(shè)計師們必須解決的問題，隔振效果的好壞直接關(guān)系著乘客的舒適性，同時影響駕駛員的操縱穩(wěn)定性和疲勞程度，嚴(yán)重則造成整車其余零部件的早期損毀。因此，解決好了整車的振動問題，既是對車輛本身質(zhì)量的體現(xiàn)，同時也是整車廠技術(shù)含量高低的體現(xiàn)。造成整車的抖動有很多方面的原因，主要存在于整車發(fā)動機(jī)抖動和路面不平等造成的顛簸抖動，下面就發(fā)動機(jī)本身對整車的抖動造成的影響進(jìn)行分析并提出該車型抖動的解決方案。1 發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)的隔振機(jī)理發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)的振動屬于受迫振動，這種受迫振動的振幅與頻率比有很大的關(guān)系（頻率比就是強(qiáng)制振動的振動頻率與自振頻率之比）。如果將強(qiáng)制振動的振幅稱之為輸入振幅

3、，將受迫振動的振幅稱為輸出振幅，則輸出振幅與輸入振幅之比可稱為“振動傳遞率”。顯然，振動傳遞率大于1表示振動被放大，而振動傳遞率小于1則表示振動被減小。頻率比與振動傳遞率關(guān)系曲線，稱為“幅頻響應(yīng)曲線”。見下圖：而頻率比與振動傳遞率之間的關(guān)系可用下式表達(dá)：振動傳遞率=（1+（2cRf）2）/（1-Rf2）2+（2cRf）2）1/2其中：Rf頻率比（強(qiáng)制振動頻率/自振頻率）c阻尼比發(fā)動機(jī)的懸置一般采用普通橡膠懸置軟墊，阻尼一般很小，可不予考慮，即認(rèn)為C=0。此時，可將振動傳遞率表達(dá)式簡化為：振動傳遞率=1/（1-Rf2）21/2當(dāng)頻率比小于1時，振動被放大。頻率比等于1時，振動傳遞率最大，出現(xiàn)共振

4、。頻率比繼續(xù)增大，振動傳遞率就逐漸下降，當(dāng)頻率比達(dá)到1.414時，振動傳遞率等于1，表示振動的輸出振幅回復(fù)到原始的強(qiáng)制振動的水平，隨著頻率比進(jìn)一步加大，振動傳遞率將小于1，因而產(chǎn)生隔振效果。下表表示的是頻率比、隔振效果及人體主觀感覺之間的關(guān)系表：頻率比Rf隔振效果%人體感覺頻率比Rf隔振效果%人體感覺1098.9特好266.7可以493.3特好1.520不明顯387.5很好1.41沒有效果2.581.1好1共振極壞因此，要使發(fā)動機(jī)造成的振動振幅減小，頻率比需要加大，而發(fā)動機(jī)的振動頻率因發(fā)動機(jī)的不同而略有差異，造成振動的最嚴(yán)重的怠速階段抖動最大，因此發(fā)動機(jī)的初始振動頻率按照發(fā)動機(jī)的怠速時點(diǎn)火激振

5、頻率公式f1=ni/60 （Hz），某四缸發(fā)動機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速為700 rpm，所以發(fā)動機(jī)的怠速振動頻率為23.3 Hz（其中：n-發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，rpm i-發(fā)動機(jī)缸數(shù) 沖程數(shù)，兩沖程為1、四沖程為2）。隔振效果人體感覺可以，則按照最低要求頻率比必須不小于2，則受迫振動的發(fā)動機(jī)懸置軟墊的自振頻率必須小于23.3/2，通常一般設(shè)置為10.懸置軟墊的自振頻率與靜變形之間的關(guān)系可用下式表達(dá)： n15.76/f1/2 其中: n懸置軟墊自振頻率 Hz f懸置軟墊靜變形量 mm 因此懸置軟墊需要的變形量可以計算出來，然后根據(jù)計算的各懸置點(diǎn)需要承載的重力，計算出懸置軟墊需要在垂直方向上的剛度。下圖為某車懸置軟墊

6、的圖紙和技術(shù)要求 當(dāng)然，懸置軟墊的受力不僅是垂直方向的，還有發(fā)動機(jī)扭矩等影響的在各個方向的受力，此處暫不分析討論，僅就垂直方向的受力進(jìn)行分析。2 具體某客車出現(xiàn)的問題及分析該車的發(fā)動機(jī)懸置軟墊由發(fā)動機(jī)自帶，發(fā)動機(jī)廠家只考慮了發(fā)動機(jī)本身的重量在各個懸置點(diǎn)的受力情況，但是實(shí)際整車中還需要在發(fā)動機(jī)動力輸出端安裝變速箱、離合器、緩速器以及各部位的安裝支架、潤滑油等附加重量，同時發(fā)動機(jī)本身曲軸皮帶輪輸出端還要帶動空調(diào)壓縮機(jī)和風(fēng)扇傳動機(jī)構(gòu)等，發(fā)動機(jī)的懸置軟墊還是安裝在發(fā)動機(jī)上，各懸置軟墊受力點(diǎn)承受的重力變化，而軟墊的剛度未因此而改變，造成懸置軟墊的減振作用大幅度降低，最終造成了發(fā)動機(jī)振幅未經(jīng)軟墊進(jìn)行有效隔

7、離，抖動情況嚴(yán)重。下圖是安裝變速箱后各懸置點(diǎn)的受力情況分析：從圖中可以看出，當(dāng)安裝變速箱后發(fā)動機(jī)和變速箱可以看做為一整體，中心明顯前移，各懸置點(diǎn)受力情況改變。各懸置點(diǎn)的受力需要重新計算，懸置軟墊根據(jù)情況重新更改剛度。3 通過分析找出解決方案 通過以上的理論分析可以看出，發(fā)動機(jī)和變速箱、離合器安裝后是一個整體，共同支撐于發(fā)動機(jī)懸置軟墊和底盤骨架連接，所有的振動都是通過發(fā)動機(jī)軟墊進(jìn)行隔振。而軟墊的性能如果不能滿足要求，自然減振效果作用減小，造成整車抖動。針對具體某車型，由于發(fā)動機(jī)軟墊基本成型，重新更改軟墊還需要重新驗(yàn)證，如果只考慮軟墊的剛度問題，那么軟墊的剛度降低后可能：一、軟墊剛度降低后，發(fā)動機(jī)

8、的穩(wěn)定性差，受外力后相對位移大，易導(dǎo)致發(fā)動機(jī)上零部件與底盤上零部件干涉、碰撞；二、軟墊的變形量大，在振動中產(chǎn)生大的阻尼功使橡膠發(fā)熱、壽命下降；三、橡膠硬度降低后，其粘結(jié)強(qiáng)度將顯著下降，懸置軟墊易撕裂、損壞。所以單從改動軟墊本身的剛度去解決抖動問題還不現(xiàn)實(shí)。那么怎么樣才能解決抖動問題呢，我們還需要從各個懸置軟墊所起的具體作用去做簡單分析。1、 由于發(fā)動機(jī)變速箱總成的主慣性軸是傾斜的，前高后低，因此前懸置軟墊離主慣性軸的距離也比后懸置的要遠(yuǎn)，因而前懸置軟墊承受的扭轉(zhuǎn)振幅要比后懸置大。為了保持一定的扭轉(zhuǎn)自振頻率和扭轉(zhuǎn)剛度，軟墊離開主慣性軸越遠(yuǎn)，則其剛度應(yīng)越小。剛度小，意味著振動時變形大，吸振能力強(qiáng)。

9、可見，前懸置承擔(dān)著大部分隔振和吸振功能，而后懸置則占次要地位。2、 對后懸置來說，它離動力總成重心較近，支撐著動力總成的大部分重量，所以垂向剛度較大。它離主慣性軸較近，處于扭轉(zhuǎn)激振較小的部位，不承受大的扭轉(zhuǎn)振動振幅，因此主要傾向于隔離垂向振動。同時，它處在發(fā)動機(jī)動力輸出端，受傳動系統(tǒng)不平衡力的嚴(yán)重干擾和外部軸向推力的沖擊，因此后懸置必須承擔(dān)大部分的定位功能。此外，當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出最大扭矩時，支撐點(diǎn)出現(xiàn)的最大反作用力也應(yīng)由后懸置來支撐，因?yàn)楹髴抑密泬|的壓縮剛度大，有能力抵抗最大反作用力，而前懸置軟墊剛度小，只能承擔(dān)一小部分。從以上可以看出，發(fā)動機(jī)后懸軟墊主要起著支撐和限位作用，而前懸軟墊主要起減振作用。具體到某車型，該車裝離合器、變速箱后，整體重心移動，后懸置受力增大，而起減振作用的前懸置受力減少，加上空調(diào)壓縮機(jī)和風(fēng)扇傳動機(jī)構(gòu)等的作用力，前懸置軟墊的受力很小，減振作用大打折扣。要使后懸置軟墊的受力減小，同時增加前懸置軟墊的受力情況，我們設(shè)計了一種方案，即在變速箱或者緩速器上增加支撐，這樣整個動力總成的前后受力由原來的后懸力R1和前懸受力R2增加到了三個力，增加了R3來減小后懸的受力，前懸的受力增加，減振效果加大。4 結(jié)論通過以上實(shí)際更改和驗(yàn)證，發(fā)動機(jī)抖動現(xiàn)象明顯改善，效果明顯。理論和實(shí)際結(jié)合，才是解決問題的關(guān)鍵。參考文獻(xiàn) 1 趙凱華, 羅蔚茵. 新概念物