載貨車懸置系統(tǒng)優(yōu)化分析及改進

董學朝，張興振

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230031）

載貨車懸置系統(tǒng)優(yōu)化分析及改進

董學朝，張興振

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230031）

針對公司某款中型載貨車發(fā)動機懸置隔振效果差的問題，提出了相對應的解決方案。根據現有車輛實驗測定的振動數據和現有軟墊的剛度參數，優(yōu)化懸置系統(tǒng)的參數，應用ADAMS軟件的分析優(yōu)化，并通過振動試驗的測定，最終達到優(yōu)化懸置隔振的目標。為以后的載貨車的懸置優(yōu)化分析計算提供參考依據。

懸置系統(tǒng)；仿真分析；隔振；匹配設計

CLC NO.: U464.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)06-04-03

前言

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，商用車發(fā)動機馬力的不斷提高，人們對汽車的舒適性要求卻越來越高，使得振動問題變得日益突出。動力總成是汽車的組成部分，懸置系統(tǒng)是與汽車動力總成相關的重要組成部分，是影響汽車的乘坐舒適性和整車平順性及NVH性能的重要因素。動力總成懸置系統(tǒng)是動力總成與車架之間的連接橋梁，隨著汽車技術的發(fā)展，動力總成的振動成為了整車振動的主要部分之一。為改善汽車的乘坐舒適性，懸置必須具有良好的隔振作用。

某中型載貨車在生產裝車后，發(fā)現懸置軟墊的靜態(tài)變形量較大，在做振動試驗時發(fā)現，后懸置隔振率偏小，基于此，針對該中型載貨車的懸置系統(tǒng)進行分析匹配計算，再結合性能實驗的驗證對懸置系統(tǒng)進行優(yōu)化。

1、動力總成-懸置系統(tǒng)數模和參數

動力總成-懸置系統(tǒng)模型

原車動力總成-懸置參數信息

坐標系為以曲軸與飛輪殼后端面為原點，沿曲軸線向變速箱方向為+X，向右(從飛輪殼端看)為+Y,向上為+Z(平行活塞運動方向)。

針對上面提供現有懸置系統(tǒng)提供的參數，應用ADAMS和MATLAB軟件，進行理論分析計算。計算結果如下:

原車懸置系統(tǒng)計算結果分析：

(1)6自由度模態(tài)頻率分析；

Fore/Aft模態(tài)頻率稍低，一般要求大于5Hz；

Bounce與Roll頻率間隔太少，Bounce與Roll為兩個主要方向，一般要求頻率間隔2Hz以上。

Lateral與Bounce頻率間隔較少，一般要求Lateral與Bounce頻率間隔1Hz以上；

(2)六自由度解耦率分析：

Bounce與Roll解耦率低，Bounce與Roll為兩個主要方向，一般要求解耦率大于80%；

(3)懸置預位移分析。

前后四種懸置預位移偏大，懸置疲勞耐久潛在失效風險較大，一般公路用車懸置預位移約3.5mm-4mm。

2、懸置系統(tǒng)優(yōu)化及分析驗證

綜合整體考慮，改變懸置軟墊安裝角度，優(yōu)化軟墊的剛度參數，從而使軟墊預壓縮量調整到合理的范圍內，懸置系統(tǒng)的隔振率達到合理的狀態(tài)。

結合優(yōu)化后的軟墊剛度和懸置系統(tǒng)提供的參數，進行理論分析計算。計算結果如下:

優(yōu)化方案-懸置系統(tǒng)計算結果分析：

（1）6自由度固有頻率分析；

Fore/Aft固有頻率稍低，一般要求大于5Hz；

Bounce與Roll頻率間隔較小，Bounce與Roll為兩個主要方向，一般要求頻率間隔2Hz以上。

（2）六自由度解耦率分析：

六自由度解耦率良好；

（3）懸置預位移分析。

前后四種懸置預位移合理。

在不改變整體懸置結構的前提下，經過多輪的分析：第一階的固有頻率較低，Bounce與Roll頻率間隔較少，為1.17Hz。

針對此車在進行整車振動試驗做對比。

根據前后懸置振動實驗分析對比發(fā)現：

優(yōu)化后的懸置隔振率全部小于20%（除了右后懸置），符合中型載貨車隔振率在20%-25%的需求。并且整車進行振動試驗發(fā)現座椅 駕駛室振后加速度較小,在怠速時，沒有明顯振感,整車在做完可靠性試驗后,軟墊也沒有發(fā)生故障。此方案可行。

3、結語

在發(fā)動機懸置設計過程中，一般先進行理論計算，再進行試驗驗證，以理論計算為指導，以試驗驗證為基準，使發(fā)動機懸置系統(tǒng)符合減振要求。

在進行發(fā)動機懸置系統(tǒng)設計過程中，一般來講需要滿足以下要求：

（1）能在所有工況下承受動、靜載荷，并使發(fā)功機總成在所有方向上的位移處于可接受的范圍內，不與底盤上的其他零部件發(fā)生干涉。同時在發(fā)動機大修前，不出現零部件損壞。

（2）能充分地隔離由發(fā)動機產生的振動向車架及駕駛室的傳遞，降低振動噪聲。

（3）能充分地隔離由于路面不平產生的通過懸置而傳向發(fā)動機的振動，降低振動噪聲。

[1] 余志生． 汽車理論．北京．清華大學出版社，2000.

[2] 張小虞．汽車工程手冊 設計篇．北京．人民交通出版社，2001.

[3] 周志革等．發(fā)動機懸置系統(tǒng)參數的優(yōu)化設計．機械設計第20卷，2003.

[4] 陳家瑞．汽車構造．北京．機械工業(yè)出版社，2000.

[5] 劉冰．動力總成懸置系統(tǒng)傳遞率過大的改進設計 新技術新工藝數字技術與機械加工工藝裝備，2010.

Engine Mount system optimization analysis and design improvements

Dong Xuechao, Zhang Xingzhen
(Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230031)

For a mid-sized truck engine mount problem of poor isolation effect, it proposed the corresponding solution. According to the experimental determination of the vibration data of existing vehicles and existing upholstered stiffness parameters to optimize the parameters of engine mounting system, we apply analysis and optimization software ADAMS, and by measuring the vibration test, and ultimately achieve the goal of optimization engine mounting system. for the future engine mounting system optimization analysis computing trucks,providing some references.

engine mounting system; simulation analysis; vibration isolation; matching design

U464.9

A

1671-7988(2015)06-04-03

董學朝，就職于安徽江淮汽車有限公司商用車研究院。