發(fā)動機懸置設(shè)計介紹-中文譯文課件

發(fā)動機懸置設(shè)計方法介紹ＭＡＥ轎車開發(fā)事業(yè)部底盤驅(qū)動設(shè)計部懸置設(shè)計方法介紹1.發(fā)動機懸置開發(fā)流程 2.汽車的防振技術(shù)3.設(shè)計階段考慮的項目 3-1.形狀、構(gòu)造3-2.支架設(shè)計要點3-3.支架材料3-4.液壓懸置介紹4.懸置特性和NVH發(fā)動機懸置設(shè)計懸置規(guī)格研討繪制圖紙試驗懸置位置研討改進(jìn)設(shè)計確認(rèn)試驗基本尺寸圖、發(fā)動機艙布置設(shè)計構(gòu)想書、動力總成重量動力總成的轉(zhuǎn)動慣性矩目標(biāo)值設(shè)定評價方法改進(jìn)效果的確認(rèn)改進(jìn)方案具體實現(xiàn)開發(fā)流程懸置設(shè)計順序懸置支承位置的決定固有頻率的決定彈性模數(shù)的決定懸置(INSURATOR)的決定各支承點的靜載荷（盡量均等）振動傳遞率→固有頻率固有頻率→動彈性模數(shù)材料、形狀的選定目標(biāo)規(guī)格設(shè)定表達(dá)機械防振時，設(shè)機械的加振力為F0（機械的強制振幅為a0），傳到基礎(chǔ)的力為F（機械的振幅為a）。其傳遞的比例叫做傳遞率，由（1）式表示。頻率比和防振效果振動傳遞率由機械的強制振動頻率和防振支承時的固有頻率之比決定。防振支承時固有頻率的求法固有頻率根據(jù)機械的重量和防振橡膠的彈性模數(shù)按照⑵式求得f=固有頻率（Hz）K=防振橡膠的動彈性模數(shù)(N/mm)m=防振橡膠支承的載荷(kg)計算實例動力總成載荷200kg(支承載荷100kg)發(fā)動機轉(zhuǎn)速700rpm(12Hz)固有頻率(f)根據(jù)振動傳遞率10～15%的振動傳遞率曲線N/f=3f=N/3=700/3=233.3(rpm)=4Hz動彈性模數(shù)(Ｋ)kd=(2πf)2xｍ/1000=(2xπx4)2x100/1000=59.7(N/mm)靜彈性模數(shù)(Ｋ)ks=kd/αα=1.4=42.6(N/mm)α=1.4(NR天然橡膠)、2.0(NBR丙烯氰聚丁橡膠)1.汽車的防振支承汽車輕量的車體內(nèi)裝有沉重的發(fā)動機再坐上乘員、裝上貨物行駛在道路上。防振比一般產(chǎn)業(yè)機械復(fù)雜。需要涉及多種防振技術(shù)。汽車的振動狀態(tài)懸架以下振動(10～15Hz)：懸架以下零件加振。路面凸凹振動和懸架以下零件的共振車身晃動：在特定的車速范圍，10Hz前后的振動。車身的彈性振動和懸架以下振動的共振發(fā)動機上下抖動：發(fā)動機上下固有振動(8～15Hz)的共振。怠速振動：4缸發(fā)動機時20～30Hz。怠速振動和車身的彎曲共振加減速Shock：過激的驅(qū)動力矩的作用。搖動(Sage)(～10Hz)、上下顫動(～30Hz)車內(nèi)共鳴聲(60～80Hz)：動力總成的振動與車內(nèi)共鳴。加速噪聲(～1000kHz)：動力總成的振動向車身加振。剛體的慣性主軸使剛體圍繞通過剛體重心的任意方向的軸旋轉(zhuǎn)，就會產(chǎn)生改變旋轉(zhuǎn)軸方向的力矩。例如，圖中使圓柱圍繞軸AA旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用將產(chǎn)生箭頭所示的力矩?？墒?，該圓柱圍繞軸BB或者軸CC這樣的圓柱圖形的對稱軸旋轉(zhuǎn)時，將不產(chǎn)生繞AA軸旋轉(zhuǎn)時改變旋轉(zhuǎn)軸方向的力矩。這樣，使剛體繞該軸旋轉(zhuǎn)時，從和剛體一起旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系看，不產(chǎn)生改變旋轉(zhuǎn)軸方向的扭矩，稱該軸為剛體的慣性主軸。3.設(shè)計階段考慮的事項(ａ)盡量接近非連立條件、各自由度的振動分離獨立化的同時，取支承系的固有頻率(ROLLfn)為加振頻率的1/√2以下，共振點遠(yuǎn)離實用頻率領(lǐng)域，提高振動絕緣的效果。（ｂ）使支承系的彈性主軸和動力總成的扭矩轉(zhuǎn)動軸重合，取扭矩變動產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)振動不誘發(fā)并進(jìn)振動的位置。（ｃ）為了防止發(fā)動機振動、提高乘坐舒適性，支承系的上下方向的固有頻率(BOUNCEfn)設(shè)定得比懸架下固有頻率稍高。(1)Ｌ區(qū)域的動彈簧特性（Ｋd1）決定動力總成的共振頻率(fn)，支配怠速時的滾動防振性能。設(shè)動力總成的轉(zhuǎn)動慣性矩為I，ROLLfn必須滿足下式。(2)在能夠支持D,RRANGE的怠速扭矩(包括A/Con等高怠速)的范圍內(nèi)，線形區(qū)域Ｌ盡量狹窄。

(3)加減速沖擊與成正比，所以K2/K1之目標(biāo)值取2～3以下，希望盡量小。

(4)為了確保發(fā)動機艙內(nèi)的動間隙，在急起步等條件下也不得超過θmax(±4°左右)。支承系的固有頻率(ROLLfn)ROLL角TORQUE3-1.懸置的形狀、構(gòu)造

按照承受載荷方式分類，基本形狀大致分為壓縮型、剪切型以及中間傾斜（復(fù)合）型。

?壓縮型：單位受壓面積可以承受大載荷。

?剪切型：用于希望主方向的彈性模數(shù)特別低的場合。

?傾斜型：設(shè)定上述彈性模數(shù)困難時使用。

為得到非線性彈簧特性的構(gòu)造。通常，設(shè)有阻塞橡膠并且和懸置橡膠為一體，由此可以得到非線性彈簧特性。（ａ）想得到2方向硬，另1方向軟時：

如果采用筒型（右圖的形狀），與軸向的彈性模數(shù)k１相比，軸垂直方向的彈性模數(shù)k２相當(dāng)大，ｋ１/ｋ２可以取到10左右。

（ｂ）想得到1個方向硬，其它2個方向軟時：

加入中間連接板，可以增大彈性模量比。（左下図）

（ｃ）想得到3個方向的彈性模量相同時：

傾斜配置防振橡膠，可以使2個方向的彈性模量相同。（右下図）

中間連接板傾斜配置怠速振動

車身的越前端對上下的感度越高，所以通常前懸置的剛度比后懸置低時，怠速振動好。發(fā)動機上下顫動

動力總成對于不整路面引起的上下激振力的上下響應(yīng)，懸置完全非連成時，上下共振被強烈激起，舒適性惡化。對于上下激振力，如果有些擺動或者前后顛簸連成，共振水平會降低。但是，連成度有最佳值。彈性滾動軸的設(shè)定范圍實際上，采用完全非連成懸置很難滿足上述怠速振動和發(fā)動機上下顫動，多數(shù)是擺動和上下稍稍連成時為好。

但是，連成度的最佳值不僅僅取決于發(fā)動機懸置，必須考慮車身、懸架、發(fā)動機、變速器等的特性，由試驗決定。

3-3.橡膠的熱害容許溫度（１）一般的加硫橡膠?NR（NaturalRubber天然橡膠）?SBR(StyreneButadieneRubber苯丁橡膠)?BR(PolybutadieneRubber聚丁二烯橡膠)?IR(IsopreneRubber異戊二烯橡膠)（２）特別要求耐油性加硫橡膠?NBR(AcrylonitrileButadieneRubber丙烯氰聚丁橡膠)（３）特別要求耐候性加硫橡膠?CR(ChloropreneRubber)?PDM(EthylenePropyleneRubber)（４）要求特大衰減力加硫橡膠?IIR(IsobutyleneIsopreneRubber)（５）特別要求耐熱性加硫橡膠?EPDM（EthylenePropyleneRubber）防振橡膠的材料OrificeOrificeLossfactor振幅和損失因素的關(guān)系在７～10Hz附近形成大的高峰如果將此高峰和發(fā)動機擺動頻率一致，能夠得到制振效果。動彈性模數(shù)升高。對發(fā)動機擺動頻率有效果，但不利于對更高頻率的防振。4.懸置特性和ＮＶＨ怠速振動急加速?減速時的振動發(fā)動機擺動室內(nèi)共鳴音發(fā)動機音 振動、噪聲的問題

發(fā)生機理 振動模型?頻率、發(fā)動機懸置的對策例介紹。 發(fā)動機上下顫動①壞路上下顫動

粗糙路面?彈簧下振動②良路上下顫動輪胎不平衡?彈簧下振動?發(fā)動機懸置系共振?車身振動加大彈性模量、衰減。改變橡膠的傾斜。發(fā)生機理發(fā)動機懸置的對策例室內(nèi)共鳴音發(fā)動機二階慣性力?發(fā)動機懸置?車身音響特性減小彈性模量。裝動力阻尼器。發(fā)生機理發(fā)動機懸置的對策