动力总成悬置系统设计开发.pdf

汽车实用技术
2017年第10期
设计研究
AUTOMOBILE APPLIED TECHNOLOGY
2017NO.10
10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.10.014
动力总成悬置系统设计开发
刘通,卢頔,刘立国,王丹
(华晨汽车工程研究院,辽宁沈阳110141)
摘要:动力总成在工作过程中产生的激励以及路面激励是汽车振动的主要来源,特别是与解耦计算的关系1分紧
密。文章以某车型为研究对象,根据坐标系变换关系,推导出不同坐标系变换矩阵;通过建立 ADAMS仿真模型,
对悬置系统模态及解耦率进行了分析及优化。仿真分析表明:经过刚度匹配,降低了支撑处动态支反力幅值;最
后,通过实车测试,再次论证了解耦设计使整车性能得到了提升。
关键词:激励;坐标变换;解耦;支反力
中图法分类号:U462.33文献标志码:A文章编号:1671-7988(2017)10-38-04
Design and development of Powertrain Mounting System
Liu Tong, Lu Di, Liu Liguo, Wang Dan
(Brilliancc Auto R& D Ccntcr(BARC), Liaoning Shenyang 110141)
Abstract: Road excitation and cnginc excitation arc the main sources o Automobilc vibration. Espccially closely related to
decoupling. Bascd on a car as thc rescarch object, the coordinatc transformation matrix is derived according to thc
coordinate transformation A simulation model of ADAMS is established, and the decoupling rate and modal of powertrain
mounting systcm is analyzed. Simulation analysis shows that: dynamic force is reduced through matching stifness. Finally,
by means of the car test, the results indicate that the vehicle performance is improved through decoupling design
Keywords: excitation; coordinate transformation; Decoupling; reaction force
CLC NO. 462.33 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2017)10-38-04
步阐述了采用V型布置以提高怠速隔振性能的可能性。上官
前言
文斌等?基于试验设计方法,计算了悬置刚度对于悬置固有
随着汽车技术的不断提升和完普,乘坐舒适性越来越受率和解耦率的贡献率。
到人们的关注。汽车振动又是重要影响因素:一方面来自路
本文以某项目开发为实例,首先从系统布置角度进行设
面的激励叫,另外一方面来自发动机自身的激励?;为此,
计,其次通过 ADAMS建模,优化解耦频率,通过支反力的
悬置系统的优化匹配就显得尤为重要,特别是悬置系统的布改善来降低振动能量的传逆,最后通过实车测试得到了很
置和解耦频率的设计尤其重要啊
好的验证
在悬置系统的设计开发领域,吕振华等通过分析汽车
坐标系转换
悬置系统的布置方式特性,总结了如何以撞击中心理论为依
据对各个悬置点进行布置以提高汽车的舒适性,另外还进
在动力总成坐标转换时,采用如图1定义测量坐标系方
式,以发动机曲轴投影到后端面的中心为测量原点,X正向
作者简介:刘通(1984),男,工程师,硕士,就职于华晨汽车工程指向发动机方向,Z轴正向垂直刚体上表面指向油底売,Y
研究院,研究方向:动力总成悬置系统开发及优化
轴正向依据右手定则判定。
万方数括
汽车实用技术
2017年第10期
体发生转动所围绕的轴线即为扭矩轴
图3悬置系统布置形式
图1坐标系定义
Fig3 Layout form of mounting system
Fig1 Definition of coordinate syste
在设计过程中,当得到了发动机质心及转动惯量,悬置
測量坐标系与整车坐标系为在同一点的两个坐标系,其在车身上的蝉性中心点后,就可以计算扭矩轴与弹性轴的位
转换关系如图2所示:整车坐标系为OxYZ坐标系,置关系。一般行业内通过动力总成质心到蝉性轴距离以及弹
OXYZ为测量坐标系,ON为两个平面的交线,OX与ON性轴与扭矩轴夹角作为衡量指标,计算结果如图4和图5所
夹角为0,Z与Z夹角为β,OX"与交线ON夹角为Y,当整不:
车坐标系分别绕乙转动,绕X转动β,绕Z转动y,就会
得到测量坐标系。
1上m
o正与付夫角]8
o正内到恒05m
后母弹性中心
左右悬置性中心连
图4扭矩轴俯视图
图2坐标转换
Fig 4 Vertical view of torque axis
Fig2 Coordinate transformation
后视图
其中坐标变换矩阵分别为
cos(a)-sin(a)0
01=sin(a)cos(a) 0
sin(6)
0 sin(B)cos(B)
cos(7)-sin(?)0
(3)
图5扭矩轴后视图
Fig5 back view of torque axis
则总转换矩阵为
通过计算,可以看到在图4中质心到弹性轴矩离3mm,
p=e1*2*63
(4)
两轴线夹角约3.9°,在图5中两轴线夹角1.8°。从结果看
当有了总坐标转换矩阵,依据坐标变换公式即可以求出俯视图两个指标略大,但可以接受。但车身姿态有一定影响,
质心及转动惯量在整车下的坐标。
由于总布置因素,硬点位置不好更改,这就需要从悬置刚度
调节入手,优化性能参数。
2、悬置系统布置设计
在系统选型布置设计初期,我们考虑了行业内几种常用
3、悬置刚度设计
的布置形式,如图3所示。
3.1动力学模型建立
可以看到,在横置动力总成布置领域,拟合线下方为摆
动力总成具有6个方向的自由度,并与三个悬置蝉性连
动支撑式布置,这种在行业内最为普遍,易于空间布置和后接,在仿真分析时一般将振动系统简化为一个无阻尼自由振
期调校,因此我们也选用了这种布置形式。
动系统,其橡胶衬套均附以线性刚度支撑,为此建立模型如
当沿着任意方向给一个自由刚体施加一个扭矩时,该刚图6。
万方数括