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發(fā)動機懸置系統(tǒng)的設(shè)計要求及分析內(nèi)容
導(dǎo)語：發(fā)動機懸置系統(tǒng)是汽車設(shè)計中的重要組成部分，對于減少振動和噪聲、提高駕乘舒適性具有至關(guān)重要的作用。本文將介紹發(fā)動機懸置系統(tǒng)的設(shè)計要求及相關(guān)分析。
1、確定發(fā)動機懸置系統(tǒng)的主要因素
在設(shè)計發(fā)動機懸置系統(tǒng)時需要考慮以下主要因素：
懸置的位置和靜態(tài)剛度：包括自重、加減速、彎道行駛、啟動關(guān)車以及交變載荷等；
懸置的動態(tài)剛度：涉及怠速振動的隔離、加減速和常速行駛以及與輪胎車橋的振動耦合等；
懸置的阻尼：包括橡膠、液力和空氣懸置的阻尼，其特性與頻率和位移相關(guān)。
2、靜剛度曲線
靜剛度曲線反映了懸置受載荷與位移之間的關(guān)系。在靜態(tài)下沉與固有頻率之間存在一定的關(guān)系。此外，在懸置剛度曲線上還存在線性工作區(qū)和非線性區(qū)域，需要設(shè)定限位以避免剛性零件干涉，并約束動力總成在空間運動的最大位移和最大角度。
3、動力總成的固有頻率和振型
根據(jù)理論力學(xué)，動力總成在發(fā)動機艙中的運動可以分為橫向、縱向、垂直、偏轉(zhuǎn)、俯仰和滾轉(zhuǎn)六個自由度。對于振動系統(tǒng)來說，它的振動傳遞率跟振動激勵的頻率、振動系統(tǒng)自身的頻率及系統(tǒng)阻尼有關(guān)，振動系統(tǒng)的傳遞率公式如下：
其中為振動傳遞率；為頻率比；為阻尼比，下圖所示為不同阻尼比的系統(tǒng)傳遞率曲線。
從而可以看出，只有當(dāng)小于1.414時，系統(tǒng)才能起到隔振的作用。而發(fā)動機的振動激勵頻率大于等于25Hz，也就要求動力總成剛體振動固有頻率上限為17.68Hz。
為避免振動耦合，所有著六個動力總成的剛體模態(tài)必須高于驅(qū)動軸固有頻率又要低于輪胎的固有頻率，在5—15Hz之間。大致的分布如下：
4、橫置發(fā)動機的顛簸分析
橫置發(fā)動機作為發(fā)動機懸置系統(tǒng)的一部分，會受到路面激勵的影響，并產(chǎn)生相應(yīng)的振動和噪聲特征。通過加載相應(yīng)路面激勵功率譜，可以對懸置在發(fā)動機側(cè)和車身的位移進行測量，并在座椅滑軌上測得相應(yīng)的加速度。
5、怠速抖動分析
怠速是發(fā)動機的常用工況，因此需要避免發(fā)動機的一階振動與車體彎曲和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的固有頻率接近。二階振動頻率約為20-35Hz，也需要與車體彎曲和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的固有頻率段進行區(qū)分。通過實際工程經(jīng)驗，可以估算出懸置力和動剛度對振動和噪聲水平的影響。
結(jié)語：發(fā)動機懸置系統(tǒng)的設(shè)計要求涉及多個因素，包括位置和靜態(tài)剛度、動態(tài)剛度、阻尼等。通過合理設(shè)計和分析，可以實現(xiàn)減振隔音、提升駕乘舒適性的目標(biāo)。在未來的汽車設(shè)計中，發(fā)動機懸置系統(tǒng)將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，滿足人們對于安靜、舒適駕駛體驗的需求。
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