发动机悬置系统设计.ppt

培训发动机悬置系统设计1介绍 l概说l设计考虑l支承布置方案l隔振分析计算l橡胶支承元件结构设计计算l总结悬置系统设计步骤l液体阻尼悬置介绍2概说l悬置系统的历史发展和作用l设计的重要性l悬置设计的含意3设计考虑l要从隔振、防震的角度来考虑振源来自两个方面 -发动机自身的振动 -来自路面或轮胎不平衡输入激励l支承重量l承受各种负荷，如汽车加速、制动、转弯时的惯性力，发动机反扭矩l容纳发动机一定运动l注意使用环境高温、高寒、油污等l注意动力总成的静变矩l有足够的使用寿命4支承布置方案l三点式V形布置前两点后一点呈对称用于轻型FR车 FF车三点无规律5支承布置方案l四点式V形布置前两点后两点，用于较重的发动机6支承布置方案l支点位置初选 弯曲振动节点 打击中心理论7隔振分析计算l单自由度振动系统隔振原理 强迫振动微分方程 m(d2x/dt2)+c(dx/dt)+kx=F0ejt 响应振幅 A：A=F0k(1-2)+422)1/2 =p =c 2mp p=(km)1/2 作用于地基的力的幅值：8隔振分析计算l激振源频率成份分析 发动机的干扰力和力矩 1)惯性力引起的干扰力 旋转质量 pr=m1re2 往复质量 pj=m1re2(coset+cos2et)=r/l 总体合成：对直立四缸机有 pj II 六、八缸机有 pj=09隔振分析计算 2)工作过程不均衡引起的干扰力矩 Me呈周期化的变化 周期函数可展开成富里哀级数 Me=Mo+Mrsin(rt+r)=2/T 对单缸机而言:多缸机而言，直立、四冲程发动机 f=ni/120 Hz n 发动机转速 i 缸数10隔振分析计算l振动模型简化理论基础 发动机振动模型是以刚体弹性支承理论作为基础，认为发动机是一空间自由刚体，通过34个具有三维弹性的元件支承在刚性的、质量为无限的机架上，它具有6个自由度运动（图示），它已被汽车工程界广为接受，且有较好的效果。为了计算方便，现导出其矩阵形式的振动微分方程式 无阻尼自由振动运动微分方程式，一般具有如下形式 Md2q/dt2+Kq=0 M质量阵质量阵 K刚度阵刚度阵 q广义坐标列向量广义坐标列向量11隔振分析计算l振动模型简化理论基础 振动系统的动能可以写成广义速度的函数，其二次型表达式为：T=1/2dq/dtTMdq/dt 其势能可以写成广义坐标函数，其二次型表达式为：U=1/2qTKq 这样，就可得到6自由度振动微分方程式12隔振分析计算l发动机子系统与整车匹配 1)隔振与解耦 数学上理解 运动学上的理解 在一定条件，解耦对于隔振只是一种用起来方便的措施 用计算机寻优的方法可以解决 13隔振分析计算l发动机子系统与整车匹配 2)系统的匹配 考虑发动机激励，绕x的固有频率要比发动机怠速激励频率低至少为1/2至1/2 考虑路面，要注意避开车架一弯、一扭和车桥的频率 系统要解耦14橡胶支承元件结构设计计算l弹性元件结构型式 压缩型 剪切型 复合型l橡胶元件刚度计算 k=GFD G橡胶的静态剪切模量 F和橡胶件形状有关的系数 D尺寸因素 G=G50H/(100-H)H为肖氏硬度15橡胶支承元件结构设计计算l橡胶元件刚度计算16橡胶支承元件结构设计计算l元件的材料和许用应力 大多用天然胶，特殊情况用合成胶 元件损坏在于疲劳，平均应变对疲劳寿命影响很大，拉伸工作对元件寿命很不利许用应力许用应变压缩100150N/cm21520剪切1020N/cm2203017总结l悬置系统设计步骤18液体阻尼悬置介绍l悬置系统理想特性要求l液阻元件结构介绍19