曹桐軍++趙靜++邱帥迪++周尚增++李樹龍

摘 要：文章論述了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠墊剛度優(yōu)化設(shè)計(jì)在整車振動(dòng)的重要性。闡述了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的功用、組成及分類，并對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行說明；發(fā)動(dòng)機(jī)是整車車體內(nèi)部的主要振動(dòng)源，同時(shí)汽車在運(yùn)行時(shí)還要受到外部各種激振源的激發(fā)振動(dòng)作用，因此設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)，可以把發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到支承系統(tǒng)的振動(dòng)減小到最小限度，以減少發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)對(duì)于整車振動(dòng)影響，對(duì)于汽車運(yùn)行的安全和舒適都有重要的作用。文章針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置設(shè)計(jì)過程中對(duì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)隔振的膠墊剛度進(jìn)行研究，為規(guī)范、科學(xué)和高效率地設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置和發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠墊剛度提供一個(gè)依據(jù)。文章以理論計(jì)算為指導(dǎo)，以試驗(yàn)驗(yàn)證為基準(zhǔn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)符合減振要求。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)懸置；振動(dòng)；膠墊剛度；優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU463.631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）24-0011-03

1 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的功用、組成及布置形式

1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的功用

發(fā)動(dòng)機(jī)懸置能充分地隔離由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)向車架及駕駛室傳遞，降低振動(dòng)噪聲；能充分地隔離由于路面不平產(chǎn)生的通過懸置而傳向發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，降低振動(dòng)噪聲；增加駕駛室乘員的舒適性；保證發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體與飛輪殼的連接面彎矩不超過發(fā)動(dòng)機(jī)廠家的理論設(shè)計(jì)值。

1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的組成

發(fā)動(dòng)機(jī)懸置主要有發(fā)動(dòng)機(jī)前懸置和發(fā)動(dòng)機(jī)后懸置或變速箱懸置組成；其中每處懸置基本上由支架、連接板、膠墊和連接螺栓等組成。

1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的布置形式

為了適應(yīng)不同發(fā)動(dòng)機(jī)和不同車型的需要，發(fā)動(dòng)機(jī)的布置形式由懸置點(diǎn)數(shù)受動(dòng)力總成的長(zhǎng)度、質(zhì)量、用途和安裝方式影響，一般采用3、4點(diǎn)懸置系統(tǒng)；由于4點(diǎn)式懸置的穩(wěn)定性好、能克服較大的轉(zhuǎn)矩反作用力，減振和降低噪聲效果較好，因此應(yīng)用最為普遍。4點(diǎn)布置形式又可分為平置式、斜置式和斜置平置組合式。

3 通過懸置系統(tǒng)的力學(xué)模型計(jì)算出某車型的懸置軟 墊振動(dòng)隔振率

確定現(xiàn)有車型發(fā)動(dòng)機(jī)前后懸置的布置形式，以及發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠墊剛度，整個(gè)力學(xué)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的力學(xué)模型來計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)前后懸置軟墊振動(dòng)隔振率。

3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置力學(xué)模型的建立

現(xiàn)對(duì)我公司某款車型的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型計(jì)算表格，見表1。

通過輸入?yún)?shù)，利用發(fā)動(dòng)機(jī)懸置力學(xué)模型的公式經(jīng)過計(jì)算可以得到以下數(shù)據(jù)，見表2。

從以上表格數(shù)據(jù)中可以明顯的看出發(fā)動(dòng)機(jī)前后懸置膠墊振動(dòng)隔振率數(shù)據(jù)分別為77.95%和58.75%，通過理論計(jì)算數(shù)據(jù)可以說明發(fā)動(dòng)機(jī)前后懸置膠墊振動(dòng)的隔振率較差有待提高，所以可以通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠墊剛度來增加整個(gè)系統(tǒng)的隔振率。

3.2 對(duì)某車型膠墊剛度改變后計(jì)算懸置軟墊隔振率

3.2.1 設(shè)計(jì)變量

為提高發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠墊的隔振效果，根據(jù)帥鈴Ⅱ產(chǎn)品開發(fā)過程中經(jīng)驗(yàn)，在現(xiàn)在前后懸置膠墊剛度的基礎(chǔ)上將前后發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊剛度均下調(diào)30%，在滿足整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的性能的前提下，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算。

3.2.2 優(yōu)化膠墊剛度后發(fā)動(dòng)機(jī)懸置力學(xué)模型的建立

現(xiàn)對(duì)優(yōu)化膠墊剛度后的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型計(jì)算表格，見表3。

通過輸入?yún)?shù)，利用發(fā)動(dòng)機(jī)懸置力學(xué)模型的公式經(jīng)過計(jì)算可以得到以下數(shù)據(jù)，見表4。

從以上表格數(shù)據(jù)中可以明顯的看出發(fā)動(dòng)機(jī)前后懸置膠墊剛度優(yōu)化以后，發(fā)動(dòng)機(jī)前后膠墊振動(dòng)隔振率數(shù)據(jù)分別為85.52%和74.31%，通過優(yōu)化前后的數(shù)據(jù)對(duì)比可以明顯的看出發(fā)動(dòng)機(jī)前后懸置膠墊剛度優(yōu)化后，發(fā)動(dòng)機(jī)前后懸置振動(dòng)的隔振率有明顯提高。

3.3 通過實(shí)際測(cè)量對(duì)比某車型改進(jìn)前后座椅振動(dòng)情況

3.3.1 改進(jìn)前此車型座椅振動(dòng)情況測(cè)試

為得到更加直觀的改進(jìn)效果，將改進(jìn)前后的座椅振動(dòng)情況進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。首先對(duì)改進(jìn)前的車型座椅振動(dòng)情況進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，如圖2所示。

圖2可以看出：駕駛室座椅在發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速下的11.17 Hz下的Z向振動(dòng)峰值為0.04 g，此狀態(tài)下駕駛室振動(dòng)異常強(qiáng)烈，給乘員帶來不適的的感覺。

3.3.2 改進(jìn)后此車型座椅振動(dòng)情況測(cè)試

現(xiàn)在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠墊剛度改進(jìn)后的車型座椅振動(dòng)情

進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，如圖3所示。

如圖3可以看出：駕駛室座椅在發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速下的10.88 Hz處有Z向振動(dòng)峰值，但峰值已經(jīng)下降到到0.004 g，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原始狀態(tài)下的0.04 g，同時(shí)通過主觀感覺已經(jīng)感受不到此轉(zhuǎn)速下的異常振動(dòng)。

從以上改進(jìn)結(jié)果可以看出，改變發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠墊剛度對(duì)整車的振動(dòng)起到了一定的作用，但是發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)只是影響整車振動(dòng)的一部分，要想更好減小整車振動(dòng)還需要系統(tǒng)考慮整車的情況。

4 結(jié) 語

本論文通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠墊的研究，并對(duì)其建立發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠墊計(jì)算的數(shù)學(xué)模型。在設(shè)計(jì)過程中，借助發(fā)動(dòng)機(jī)懸置設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型其進(jìn)行校核和優(yōu)化，通過對(duì)懸置膠墊的剛度的變化減小了整車的振動(dòng)，提高了整車的舒適性，達(dá)到了改進(jìn)的目的。

在本次設(shè)計(jì)中，借助了發(fā)動(dòng)機(jī)懸置設(shè)計(jì)過程中數(shù)學(xué)模型，通過對(duì)各個(gè)參數(shù)的計(jì)算，優(yōu)化膠墊剛度的數(shù)值，可以理論的得出改進(jìn)后發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的隔振效率，在通過實(shí)際的測(cè)量可以很直觀的得出改進(jìn)后車輛的振動(dòng)情況，從而能更加合理的提高整車的舒適性能。

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