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基于主動(dòng)懸架系統(tǒng)改善無(wú)平衡軸發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)與噪聲的研究

從直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)上拆下平衡軸以提高燃燒效率，但曲軸旋轉(zhuǎn)不平衡帶來(lái)的彎扭力及力矩作用在發(fā)動(dòng)機(jī)上會(huì)產(chǎn)生令人不安的振動(dòng)與噪聲。提出了具有主動(dòng)控制功能的發(fā)動(dòng)機(jī)懸架系統(tǒng)，該系統(tǒng)能降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲與振動(dòng)的主要階次成分，從而提高車輛整體的NVH品質(zhì)，利用其代替發(fā)動(dòng)機(jī)平衡軸，能夠?qū)崿F(xiàn)提高燃油效率與保證車輛振動(dòng)與噪聲品質(zhì)的雙重要求。

利用一個(gè)家庭轎車直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)研究，取消其發(fā)動(dòng)機(jī)平衡軸，給發(fā)動(dòng)機(jī)安裝主動(dòng)控制懸架系統(tǒng)，該系統(tǒng)中的電磁制動(dòng)器能生成抵消力；以轎車使用未取消平衡軸時(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)水平。

主觀評(píng)價(jià)與相關(guān)測(cè)試結(jié)果表明，車輛怠速狀態(tài)下，主動(dòng)控制懸架系統(tǒng)能夠?qū)⒄駝?dòng)與噪聲水平降低至基準(zhǔn)水平，NVH品質(zhì)得到了明顯的改善。行車狀態(tài)下，轉(zhuǎn)動(dòng)控制懸架系統(tǒng)能夠在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)改善座椅及轉(zhuǎn)向盤的振動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在4000r/min時(shí)的車輛振動(dòng)降低至基準(zhǔn)車輛的水平；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于2500r/min時(shí)，主動(dòng)控制懸架系統(tǒng)能夠降低噪聲水平約10dB，噪聲品質(zhì)與基準(zhǔn)水平相近；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于2500r/min時(shí)，主動(dòng)控制懸架系統(tǒng)仍能夠改善噪聲水平，但與裝有平衡軸時(shí)的水平相比還有差距。平穩(wěn)行駛時(shí)，執(zhí)行器消耗功率小于20W。急加速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于3500r/min時(shí)，制動(dòng)器消耗功率約為40～65W。

Yanbin Liu. SAE 2013-01-1948.

編譯：張林林