汽车动力总成隔振悬置布置的设计思想论析

朱波

摘要：本文分析了汽车动力总成-悬置系统的设计思想。应用刚体的撞击中心理论布置动力总成的前、后悬置，同时兼顾动力总成和车身的垂向弹性弯曲振动模态的影响以及发动机往复不平衡惯性力的作用中心，可有效提高汽车的舒适性。V型布置的悬置组能解除动力总成、悬置系统横移、侧倾自由度之间的弹性耦合，既有较大的横向刚度，又有足够的侧倾柔度；从而获得良好的怠速隔振性能。

关键词：内燃机；动力总成；悬置系统；隔振设计

以内燃机为动力源的汽车动力总成的振动不仅影响动力总成及其附件的使用寿命，而且对汽车的舒适性（振动和噪声特性）、安全性和操纵稳定性都有不利影响。汽车动力总成振动的隔离技术经历了漫长的发展过程，由最初动力总成与车架的刚性连接，到19世纪末在动力总成和车架之间加柔性垫来减少和防止曲轴箱、发动机支架的损坏，再到20世纪20年代利用橡胶隔离和吸收振动的特性来减少发动机振动向车身的传递，直到70年代末开始出现的液阻悬置减振技术。

一、撞击中心理论的应用

1956年Harrison應用撞击中心理论和基于扭矩轴的解耦理论进行了动力总成-悬置系统的设计计算。首先找出扭矩轴，使前悬置的弹性中心落在扭矩轴线上，以使垂向、横向和侧倾三个自由度之间的耦合刚度为零，同时尽量使侧倾刚度较小；然后以扭矩轴为基准，把前、后悬置布置在互为撞击中心的共轭点上。对于受较大不平衡往复惯性力扰动的动力总成，应将前悬置布置在不平衡往复惯性力的作用中心点，后悬置则布置在与前悬置互为撞击中心的共轭点上，使不平衡惯性力不会引起后悬置的过大响应。

在考虑动力总成和车身的弹性弯曲振动模态时，对前、后悬置的布置又提出了更多的要求。仅考虑动力总成的垂向第一阶弯曲振动模态时，如果使前、后悬置分别位于该模态的两个节点A、B上，则动力总成的第一阶弯曲振动不会传递到车身上，车身的高频弯曲振动也不会激起动力总成的一阶弯曲共振，既可显著提高汽车的舒适性，又改善了动力总成的工作条件和使用寿命。另一方面，车身的弯曲振动会加强动力总成的怠速抖动，而且其节点位置对怠速抖动有显著影响，F、R分别表示前、后悬置，N表示车身弯曲振动的节点，V表示振动速度。研究表明，当节点在后悬置之后时，可减少动力总成振动对舒适性的不利影响。但随频率升高，该节点会前移。为保证该节点位于后悬置之后，应使怠速时的主要激励频率低于车身的一阶弯曲共振频率。装用动力吸振器是提高车身的一阶弯曲固有频率的有效方法。

二、V型悬置组的发展与应用

结束语

本文对汽车动力总成-悬置隔振系统的设计思想进行了总结和分析，旨在为该系统的设计提供一套比较完整的理论依据。

参考文献：

[1]吕振华，范让林，冯振东.汽车动力总成隔振悬置布置的设计思想论析[J]内燃机工程，2014，25（3）：3743.

[2]吴杰，周胜男.动力总成悬置系统频率和解耦率的稳健优化方法[J].振动与冲击，2012，31（4）：1—7.

[3]上官文斌，等.发动机悬置系统的优化设计[J].汽车工程，2002（2）.