发动机悬置系统设计资料

商用车悬置系统设计基础培训资料一、商用车悬置系统概述商用车悬置系统是连接动力总成（发动机、变速器等）与车架的重要部件，其主要作用是支撑动力总成、减少振动传递、控制噪声以及承受动力总成在运行过程中产生的各种力和力矩。

一个良好设计的悬置系统能够显著提高商用车的乘坐舒适性、可靠性和耐久性。

二、悬置系统的组成部分商用车悬置系统通常由悬置软垫、支架、连接件等组成。

悬置软垫是悬置系统中最为关键的部件之一，它一般由橡胶或其他弹性材料制成，具有良好的减振性能。

不同类型的软垫在刚度、阻尼等特性上有所差异，以适应不同的车辆工况和性能要求。

支架则起到固定和支撑悬置软垫的作用，其结构强度和刚度需要经过精心设计，以确保在承受动力总成的重量和各种力的作用下不变形或损坏。

连接件用于将悬置系统与动力总成和车架相连接，其质量和可靠性直接影响悬置系统的性能。

三、悬置系统的设计要求在设计商用车悬置系统时，需要考虑多个方面的要求。

首先是隔振性能。

要有效地隔离动力总成产生的振动，使传递到车架和车身的振动减小到最低程度，从而提高乘坐舒适性。

其次是支撑性能。

悬置系统需要能够可靠地支撑动力总成的重量，并承受发动机工作时产生的各种力和力矩，确保动力总成在车辆运行过程中的位置稳定。

此外，还需要考虑悬置系统的耐久性。

在长期使用过程中，要能够经受住各种恶劣工况的考验，不易出现损坏或失效的情况。

四、悬置系统的布置形式常见的商用车悬置系统布置形式有三点式、四点式和五点式等。

三点式悬置系统结构相对简单，成本较低，但在隔振性能和支撑稳定性方面可能相对较弱。

四点式悬置系统在稳定性和隔振性能上有一定的提升，适用于大多数商用车。

五点式悬置系统则在复杂工况下具有更好的性能表现，但结构较为复杂，成本也相对较高。

在选择悬置系统的布置形式时，需要综合考虑车辆的类型、用途、动力总成的特点以及成本等因素。

五、悬置软垫的特性分析悬置软垫的刚度和阻尼特性对悬置系统的性能有着至关重要的影响。

1 发动机悬置系统的设计指南1.1 悬置系统的设计意义及目标简介现代汽车发动机无一不是采用弹性支承安装的，这在汽车行业称之为“悬置”，在力学及振动工程中则是个隔振问题。

如果不用中间弹性元件而直接将发动机刚性地固紧在汽车车架（底盘）上，则当汽车在不平坦的路面上行驶时将导致机身由于车架的变形、冲击而损坏；而当汽车在平坦光滑的路面上行使时来自发动机的振动将导致车架、车身产生令人厌恶的结构噪声。

此外弹性悬置还能补偿在发动机安装及运动过程中由车架变形导致的相对位置的不精确。

由此可知，悬置系统的设计目标值：1) 能在所有工况下承受动、静载荷，并使发动机总成在所有方向上的位移处于可接受的范围内，不与底盘上的其它零部件发生干涉；2) 能充分地隔离由发动机产生的振动向车架及驾驶室的传递，降低振动噪声；3) 能充分地隔离由于地面不平产生的通过悬置而传向发动机的振动，降低振动噪声；4) 保证发动机机体与飞轮壳的连接弯矩不超过发动机厂家的允许值。

1.2 悬置系统的布置方式选择每个隔振器（悬置系统）不论其结构形状如何都可以看作由三个相互垂直的弹簧组成，按照这三个弹簧的刚度轴线和参考坐标轴线间的相对位置关系，悬置系统弹性支承的布置可以有常见的三种不同方式：1) 平置式。

这是常用的、传统的布置方式，其特征是布局简单、安装容易。

在这种布置方式中，每个弹性支承的三个相互垂直的刚度轴各自对应地平行于所选取的参考坐标轴。

2) 斜置式。

这是一种目前汽车发动机中用得最多的布置方式。

在这种布置方式中，每个弹性支承的三个相互垂直的刚度轴相对于参考坐标轴的布置是：除一个轴平行于参考坐标外，其他两个轴分别与参考坐标轴有一夹角。

一般斜置式的弹性支承都是成对地对称布置于垂向纵剖面的两侧，但每对之间的夹角可以不同，坐标位置也可任意。

这种布置方式的最大优点是：它既有较强的横向刚度，又有足够的横摇柔度，因此特别适用于象汽车发动机这样既要求有较大的横向稳定性，又要求有较低的横摇固有频率以隔离由不均匀扭矩引起的横摇振动。

悬置系统发动机本身是一个内在的振动源，同时也受到来自外部的各种振动干扰。

引起零部件的损坏和乘坐的不舒适等。

所以设置悬置系统，把发动机传递到支承系统的振动减小到最低限度。

成功地控制振动，主要取决于悬置系统的结构型式、几何位置及悬置软垫的结构、刚度和阻尼等特性。

确定—个合理的悬置系统是一件相当复杂的工作，它要满足—系列静态及动态的性能要求，同时又受到各种条件的约束，这些大大增加了设计的难度。

一般来讲对发动机悬置系统有如下要求。

①能在所有工况下承受动、静载荷，并使发功机总成在所有方向上的位移处于可接受的范围内，不与底盘上的其他零部件发生干涉。

同时在发动机大修前，不出现零部件损坏。

②能充分地隔离由发动机产生的振动向车架及驾驶室的传递，降低振动噪声。

③能充分地隔离由于路面不平产生的通过悬置而传向发动机的振动，降低振动噪声。

④保证发动机机体与飞轮壳的连接面弯矩不超过发动机厂家的允许值。

悬置系统的激振源作用于发动机悬置系统的激振源主要如下：①发动机起动及熄火停转时的摇动；②怠速运转时的抖动；③发动机高速运转时的振动；④路面冲击所引起的车体振动；⑤大转矩时的摇动；⑥汽车起步或变速时转矩变化所引起的冲击；⑦过大错位所引起的干涉和破损。

作用在发动机悬置上的振动频率十分广泛。

按着振动频率可以把振动分为高频振动和低频振动。

频率低于30Hz的低频振动源如下：①发动机低速运转时的转矩波动；②在发动机低速运转时由于惯性力及其力偶使动力总成产生的振功；③轮胎旋转时由于轮胎动平衡不好使车身产生的振动；④路面不平使车身产生的振动；⑤由于传动系的联轴器工作不佳产生附加力偶和推力，使动力装置产生的振动。

频率高于30Hz的高频振动源如下：①在发动机高速运转时，由于惯性力及其力偶使动力总成产生的振动；②变速时产生的振动；③燃烧压力脉动使机体产生的振动；④发动机配气机构产生的振动；⑤曲轴的弯曲振动和扭振；⑥动力总成的弯曲振动和扭振；⑦传动轴不平衡产生的振动。

动力总成悬置系统的设计是很复杂的。

一般来说对于悬置系统是一个6自由度的系统，要求对动力总成在各个方向上解耦。

但是也要控制一定的位移。

悬置是将发动机的震动（扭矩变化，发动机离心惯性力，往复惯性力等）尽量隔离，将路面对发动机的激励和急加速急减速以及急转弯造成的发动机的位移与震动尽量降低。

一般说来，动力总成悬置的正向设计是复杂的，要对动力总成的质心，转动惯量，主惯性轴等参数获得，通过一定的计算对发动机悬置的布置点进行布置，当然要考虑到发动机舱的实际情况。

将悬置在3个方向的弹性轴与动力总成三个方向的主惯性轴重合就能使动力总成在6个方向上解耦（似乎是这样的）。

对于发动机舱而言，要控制动力总成相对发动机舱的距离，有文献说要控制在20mm以上，建议在25mm 以上，在各个方向上的绕轴旋转控制在6度，推荐3～4度，在三个方向的位移控制在正负15mm以内。

对悬置的位置，和个数(3个以上)确定之后才是设计悬置单个件，橡胶悬置的静刚度曲线一般是3刚度曲线，需要在一定的方向上有限位，限位处为静刚度曲线的拐点。

动刚度曲线在低频大幅震动刚度基本是随着频率增大而增大，高频时容易出现动态硬化的现象，即刚度值理论上非常大。

液压悬置在动刚度曲线的走向上比较而言好控制，因为他的工作原理不同，有点像单筒式液压减震器，通过液体（乙二醇）在惯性通道或者节流管道的阻尼力减少振动，将振动的能量转化成内能。

液压悬置的静刚度曲线与橡胶悬置没什么区别，也就是说漏液的液压悬置与好的液压悬置静刚度曲线相同。

动刚度曲线就截然不同，一般说来，在最大阻尼角附近，动刚度曲线突然升高，在一定频率之后，动刚度曲线呈下降趋势，不会出现橡胶悬置随频率增大而增大，出现动态硬化。

悬置设计主要是考虑高频低幅振动和低频大幅振动的工况。

减少发动机高频的噪声和低频的振动，同时使发动机不会出现过大的位移，造成发动机舱内零件干涉以致于破坏零件，使零件失效。

建议在设计时进行ADMAS分析。

动力总成是汽车的重要振源之一，它对乘坐舒适性有重要影响。

合理选择动力总成悬置系统，可明显降低动力总成和车身的振动，减少动力总成经悬置传递给车架的力以及由此激发的车身钣金件和底盘相关零部件的振动噪声，因而可明显提高汽车的耐久性和乘坐舒适性。

降低动力总车和车架之间的振动传递主要有两项措施:第一是改进现有动力总成悬置的结构，使之产生最佳隔振特性，例如采用液压悬置等；第二是改进悬置系统的配置方案。

改进现有动力总成悬置的结构，要受到生产工艺、成本、可靠性和安装条件的制约，实施的难度较大。

而改进悬置系统的配置方案，则可以在现有一悬置的基础上，通过优化分析，正确选择各悬置的位置参数和性能参数，合理匹配动力总成悬置徐彤的各项固有频率，最大限度地发挥已有选址的潜能，该措施是达到最优减振目的的捷径。

动力总成悬置系统设计是指:在已经确定动力总成基本参数及有关整车基本参数的前提下，正确设计发动机悬置的刚度和阻力系数，悬置的数量及相对动力总成质心的坐标位置和布置型式，各悬置的具体结构形式，合理设置动力总成各阶模态参数，最大限度的减少由发动机引起的振动向车体的传递，提高悬置系统的工作可靠性，改善整车舒适性。

1.动力总成悬置系统的基本设计要求发动机本身是一个内在的振源，同时受到来自外部的各种干扰，引起零部件的损坏和乘坐不舒适性。

一个良好的悬置系统一档能充分减小由于发动机引起的振动噪声，延长零件的使用寿命。

悬置系统设计的好坏，主要取决于悬置系统的结构型式、几何位置以及选址的结构、刚度、阻尼等特性。

确定一个合理的悬置系统是一项相当复杂的工作，它需要满足一系列静态特性和动态特性要求，同时又受到各种条件的约束。

1.1静特性要求动力总成悬置的静特性要求即基本要求是：固定并支承动力总成；支承动力总成的内部作用力（例如发动机的往复惯性力、输出扭矩等）和尾部作用力（汽车其他部分对动力总成的作用力）；最大限度地双向隔离动力总成与车体之间的振动；保证汽车生产和装配过程中工艺要求。

动力总成悬置系统设计总结第一章悬置系统的经验设计悬置系统的功能与设计原则发动机悬置系统是发动机应用工程的重要组成部分。

悬置系统的功能与设计原则大致可归纳如下：1隔离振动在发动机所有工作转速范围内，发动机产生的振动必须通过悬置系统加以隔离，尽可能降低传递给汽车底盘和车身的振动。

同时悬置系统还必须隔离道路不平引起的车轮悬挂系统的振动，防止这一振动向发动机传递，避免发动机振动加剧以满足车辆运行时的平稳性和舒适性，并保证怠速和停机时发动机的稳定性。

2发动机支承和定位为了隔离振动，发动机被支承在几个弹簧软垫上。

因而在发动机本身振动和外界作用力驱动下，发动机和底盘之间必然存在着相对运动。

所以悬置系统必须具有控制发动机相对运动和位移的功能，使发动机始终保持在相对稳定和正确的位置上，决不能让发动机在向各方向运动中与底盘车身上的零件发生干涉和碰撞。

3保护发动机车辆在行驶过程中同时承受着动态负荷和冲击负荷。

悬置系统应具有保护发动机的能力，防止发动机上个别部位因承受过大的冲击载荷而损坏，特别要保证发动机缸体后端面与飞轮壳的结合面上的弯曲力矩不超过制造厂规定的限值。

此外车辆在崎岖道路上行驶时，车架的扭曲变形会使发动机承受扭曲应力，使发动机局部受到损伤。

悬置系统应布置合理，并正确选择软垫刚度等参数，以保证能充分缓冲和抵御外力的冲击并消除薄弱环节。

4克服和平衡因扭矩输出而产生的反作用力悬置系统必须有足够强度，当发动机变速箱总成输出最大扭矩时能克服最大扭矩所产生的最大反作用力。

悬置软垫和支架在这种条件下都必须具有足够的可靠性。

5发动机与底盘之间的连接零件必须有足够柔性这些零件是排气管进气管、燃油管、冷却水管、压缩空气管、油门操纵机构及变速箱操纵机构等。

如果它们的刚度较大，则发动机的振动容易造成这些零件的损坏，特别是在怠速停机和出现共振时表现得尤其剧烈。

另一方面如果它们刚度较大，也会改变发动机悬置系统的刚度和自振频率，从而影响隔振效果并导致噪声升高，因此这些连接件必须采用柔性软管或柔性连接。

商用车悬置系统设计基础培训资料1.悬置系统的定义和作用：悬置系统是商用车辆中的一个重要部件，用于支撑和控制车辆底盘和车身之间的连接。

它的主要作用是减震和保证车辆在行驶过程中的稳定性和舒适性。

2.悬置系统的组成部分：-弹簧：弹簧是悬置系统的关键部件，负责承受车辆重量和减小车辆震动。

常见的悬挂弹簧有螺旋弹簧、气弹簧和液压弹簧等。

-阻尼器：阻尼器是控制车辆弹簧回弹速度和减小车辆震动的装置。

常见的阻尼器有液压阻尼器和气动阻尼器等。

-支撑装置：支撑装置是悬置系统的一个重要组成部分，用于稳定车身和底盘之间的连接。

常见的支撑装置有悬挂臂、悬挂杆和扭力杆等。

-连接件：连接件是各个悬挂部件之间的连接元件，包括螺栓、螺母和销轴等。

3.悬置系统的设计原则：-载荷适应性：悬置系统需要根据车辆的不同载荷情况进行调整，保证车辆在不同负荷下的稳定性和舒适性。

-减震效果：悬置系统需要具备良好的减震效果，减小车辆在行驶过程中的震动，提高乘坐舒适性。

-频率匹配：悬置系统的弹簧和阻尼器需要在设计时考虑车辆悬挂部件的自然频率，以达到最佳的悬挂效果。

-独立性和互相影响：悬置系统的各个组成部分需要具备一定的独立性，在其中一个部分出现问题时，可以独立进行维修或更换。

4.悬置系统的常见问题及解决方法：-过硬或过软的弹簧：过硬的弹簧会导致车辆在行驶中颠簸和不舒适，过软的弹簧会导致车辆在行驶中容易下沉。

解决方法是根据实际情况选择合适的弹簧刚度。

-阻尼器失效：阻尼器的失效会导致车辆在行驶中出现弹跳和晃动。

解决方法是定期检查和维护阻尼器，并及时更换损坏的部件。

-支撑装置松动：支撑装置的松动会导致车辆底盘和车身之间的连接不稳定，影响车辆的操控性和安全性。

解决方法是定期检查和紧固支撑装置。

5.悬置系统设计的未来发展趋势：-轻量化设计：随着环保意识的增强，悬置系统的轻量化设计将成为未来的发展方向，以减少车辆的能耗和碳排放。

-智能化控制：悬置系统的智能化控制将使车辆能够根据道路和载荷情况自动调整悬挂刚度和阻尼效果，提高乘坐舒适性和操控性。

发动机悬置的结构、作用、设计要求1.概述：随着当前底盘、发动机技术的日臻完善，车辆的振动、噪声的控制转而成为各个整车厂在研发上的重中之重。

据统计分析在一个车辆系统的上万个零部件中，对振动起关键作用的大概有二百个。

它们又分别在整车的振动系统中起不同的作用。

这里仅对发动机产生的振动经由发动机悬置到车身的振动系统的结构、作用、设计要求给出一定程度的阐述和说明。

整车不同的部件都有自己的固有频率，见下表：振动情况及位置频率Hz路面激励的频率围车体1~3 座椅和驾驶员4~8 发动机总成5~18 前后桥10~16 车轮共振11~15 排气管机械系统12~22发动机的振动频率围怠速抖动20~30车体弯曲扭转25~40方向盘抖动25~40发动机总成弯曲130~230 排气管气体系统100~1000 变速器噪声350~600 进气系统噪声100~600 发动机噪声1000~5000基于汽车振动学的相应设计优化，应最大可能的避免整车主要部件在各种工况下的振动耦合。

悬置的作用概括来说就是对发动机振动和路面激励的隔离和吸收，减少乘客舱中人所受的影响，降低其他零部件因为过多振动产生的疲劳破坏。

2.悬置系统的结构2.1布置概念：◆前轮驱动——较低排量，◆后轮驱动——较大排量。

质量发动机+变速箱发动机+变速箱+驱动轴转距约1/4的驱动转距T 全部的驱动转距T转距方向纵向横向●动力总成纵置，如海狮、阁瑞斯。

●动力总成横置，如尊驰、骏捷等。

4G63 4G64 4G934G18 等动力总成中华1.8T 宝来等车的动力总成。

2.2结构概念：●橡胶悬置悬置结构为橡胶＋金属支架，在低频、大振幅的动刚度和滞后角变化小。

在高频、小振幅激励下的动刚度和滞后角变化不大，容易产生动态硬化现象，常用于发动机前后悬置，阻止发动机过渡扭转。

●液力悬置悬置结构为橡胶形腔＋液体（乙二醇）＋金属支架，在低频、大振幅的激励下具有大阻尼；在高频、小振幅的激励下具有小刚度。

1 发动机悬置系统的设计指南1.1 悬置系统的设计意义及目标简介现代汽车发动机无一不是采用弹性支承安装的，这在汽车行业称之为“悬置”，在力学及振动工程中则是个隔振问题。

如果不用中间弹性元件而直接将发动机刚性地固紧在汽车车架（底盘）上，则当汽车在不平坦的路面上行驶时将导致机身由于车架的变形、冲击而损坏；而当汽车在平坦光滑的路面上行使时来自发动机的振动将导致车架、车身产生令人厌恶的结构噪声。

此外弹性悬置还能补偿在发动机安装及运动过程中由车架变形导致的相对位置的不精确。

由此可知，悬置系统的设计目标值：1) 能在所有工况下承受动、静载荷，并使发动机总成在所有方向上的位移处于可接受的范围内，不与底盘上的其它零部件发生干涉；2) 能充分地隔离由发动机产生的振动向车架及驾驶室的传递，降低振动噪声；3) 能充分地隔离由于地面不平产生的通过悬置而传向发动机的振动，降低振动噪声；4) 保证发动机机体与飞轮壳的连接弯矩不超过发动机厂家的允许值。

1.2 悬置系统的布置方式选择每个隔振器（悬置系统）不论其结构形状如何都可以看作由三个相互垂直的弹簧组成，按照这三个弹簧的刚度轴线和参考坐标轴线间的相对位置关系，悬置系统弹性支承的布置可以有常见的三种不同方式：1) 平置式。

这是常用的、传统的布置方式，其特征是布局简单、安装容易。

在这种布置方式中，每个弹性支承的三个相互垂直的刚度轴各自对应地平行于所选取的参考坐标轴。

2) 斜置式。

这是一种目前汽车发动机中用得最多的布置方式。

在这种布置方式中，每个弹性支承的三个相互垂直的刚度轴相对于参考坐标轴的布置是：除一个轴平行于参考坐标外，其他两个轴分别与参考坐标轴有一夹角。

一般斜置式的弹性支承都是成对地对称布置于垂向纵剖面的两侧，但每对之间的夹角可以不同，坐标位置也可任意。

这种布置方式的最大优点是：它既有较强的横向刚度，又有足够的横摇柔度，因此特别适用于象汽车发动机这样既要求有较大的横向稳定性，又要求有较低的横摇固有频率以隔离由不均匀扭矩引起的横摇振动。