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《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，汽车动力总成悬置系统的性能逐渐成为影响汽车乘坐舒适性和驾驶稳定性的关键因素。
本文旨在通过对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析，提出有效的优化设计方案，以提高汽车的整体性能。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统是连接发动机、变速器等动力总成部件与车身的重要装置，其作用是减少动力总成振动对车身的影响，保证汽车行驶的平稳性和舒适性。
该系统主要由橡胶悬置、金属部件以及相应的控制系统组成。
三、振动分析1. 振动来源汽车动力总成悬置系统的振动主要来源于发动机的燃烧振动、曲轴转动引起的惯性力振动以及路面不平引起的整车振动等。
这些振动通过动力总成传递到悬置系统，进而影响汽车的乘坐舒适性和驾驶稳定性。
2. 振动传递路径振动在动力总成悬置系统中的传递路径主要包括：发动机振动通过橡胶悬置传递到金属部件，再通过金属部件传递到车身。
此外，控制系统也会对振动传递产生影响。
3. 振动影响过大的振动会导致车身抖动、噪音增大，影响乘坐舒适性；同时，也会对动力总成部件产生损伤，降低汽车的使用寿命。
因此，对动力总成悬置系统的振动进行分析至关重要。
四、优化设计1. 设计原则针对汽车动力总成悬置系统的振动问题，优化设计应遵循以下原则：减小振动传递、提高系统刚度、优化控制系统等。
同时，还需考虑系统的轻量化、可靠性以及制造成本等因素。
2. 优化方案（1）材料选择：选用高弹性模量、高阻尼性能的橡胶材料，提高悬置系统的减振性能。
（2）结构优化：通过有限元分析等方法，对悬置系统的结构进行优化设计，减小振动传递，提高系统刚度。
例如，可以调整橡胶悬置的形状、尺寸以及布置位置等。
（3）控制系统优化：通过引入先进的控制算法和传感器技术，实现动力总成悬置系统的智能控制，提高系统的响应速度和减振效果。
（4）多场耦合分析：综合考虑发动机、变速器等动力总成部件的振动特性以及车身的动态响应，进行多场耦合分析，为优化设计提供依据。
基于隔振率及动态传递力测试的某动力总成悬置隔振性能试验
与特性分析
李欣;曹宇;肖洁;陈璐
【期刊名称】《兵器装备工程学报》
【年(卷),期】2024(45)5
【摘要】针对某型装甲车辆动力总成中发动机右侧悬置易损坏,其寿命较其他3点悬置寿命更短的问题,开展了故障诊断测试。
经测量动力总成悬置4点支撑位置上、下点振动加速度以及4个悬置系统垫块的支撑力数据并分析研究发现,悬置系统4
个支撑点中发动机右侧悬置支撑点垂直向隔振率最差,而该处悬置垂直支撑力较其
他3位置悬置支撑力大。
这正是该位置悬置系统寿命低的直接原因,最后根据测试
分析结果提出了优化建议,建议从承重、发动机工作频率范围、悬置结构、形式及
其刚度、阻尼、多向隔振要求上考虑对该型车辆的动力总成悬置系统进行优化,以
提升动力总成悬置系统总体隔振效果。
【总页数】8页(P93-99)
【作者】李欣;曹宇;肖洁;陈璐
【作者单位】中国北方车辆研究所推进系统技术部
【正文语种】中文
【中图分类】U463.3
【相关文献】
1.基于ADAMS的某客车动力总成悬置隔振性能分析
2.以广义力传递率为目标的动力总成隔振悬置系统优化设计方法
3.动力总成悬置隔振性能测试分析与评价
4.轿车动力总成液压悬置及副车架悬置系统动力学建模和隔振性能分析
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汽车动力总成悬置系统的隔振率优化研究摘要发动机是引起汽车振动的主要激励源之一，因此，研究发动机动力总成悬置系统隔振率优化对于改善汽车乘坐舒适性具有重要意义。
在设计中，当动力总成和车身骨架结构的基本数据已经确定后，可通过调整动力总成悬置系统悬置元件的刚度、安装位置、安装角度以及阻尼等，改善动力总成向车架振动的传递，提高系统的隔振率。
本文以校车为研究对象，首先，论述了动力总成悬置系统相关技术研究进展；其次，对用三线扭摆法测量的发动机动力总成的惯性参数合理性进行了简单评估，建立了动力总成悬置系统等效有限元模型，并对其进行了模态及解耦度分析；再次，研究了发动机激励力；接着，根据企业提供的车身简图建立了车身骨架有限元模型，并对其进行了自由模态分析；最后，建立由发动机动力总成悬置系统、车身骨架和等效车桥简化模型构成的组合模型，施加载荷，进行隔振率计算，并进行了以提高隔振率为目标的悬置系统自动寻优计算，优化后使综合隔振率值（各悬置元件隔振率的平均数）从优化前-0.33dB提高到17.9dB。
本论文密切结合实际，具有较好的理论与应用价值。
关键词：动力总成悬置系统；模态分析；瞬态分析；隔振率；优化设计STUDY OPTIMIZATION OF VIBRATION ISOLATION RATE FOR AUTOMOBILE ENGINE POWERTRAIN MOUNTINGSYSTEMABSTRACTEngine is one of the main excitation sources of vehicle vibration, therefore, the research on engine powertrain mounting system vibration isolation rate optimization has great significance to improve the car comfort. In design, when the basic data of powertrain and body frame structure has been determined, by adjusting the mounting element’ stiffness of powertrain mounting system, installation site, installation angle and damping etc., make each order natural mode of vibration of the powertrain mounting system to achieve reasonable allocation, reduce the delivery from powertrain to frame vibration as far as possible and improve the vibration isolation rate of the system.This paper takes school bus as the object of study, first of all, expounding the research progress of powertrain mounting system’s correlation technique; secondly, evaluating the inertial parameters of the engine’s powertrain which measuring by three wire twist method, rationality simply ,establishing the equivalent finite element model of the powertrain mounting system and analysis the modal and decoupling ; again, analysis engine excitation force; then, setting up the finite element model of body frame according to the data provided by enterprise and carrying out the free modal analysis for it; finally, establishing the composite pattern which is made up by engine powertrain mounting system , body frame and simplified model of equivalent axle, applying load , analysis the vibration isolation rate, and carry out the automatic optimization of vibrationisolation rate for system, the value of integrated vibration isolation rate from -0.33dB to 17.9dB after optimization.Combined with practice closely, this paper has good theory and application value.KEY WORDS: Powertrain mounting system; Modal analysis; Transient analysis; Vibration isolation rate; Optimization design目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (IV)第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 动力总成悬置系统相关技术研究进展 (2)1.2.1 悬置元件的发展 (2)1.2.2 悬置系统研究进展 (3)1.2.3 隔振设计研究进展 (5)1.3 本文研究目的和研究工作 (6)1.3.1 研究目的 (6)1.3.2 本文的研究工作 (6)1.4 小结 (7)第二章动力总成悬置系统模型的分析与建立 (8)2.1 动力总成悬置系统的构成 (8)2.2 悬置元件简化模型 (8)2.2.1 悬置元件简化模型 (8)2.2.2 悬置元件刚度动静比的确定 (9)2.3 悬置系统的布置形式 (9)2.3.1 悬置点数量 (10)2.3.2 悬置系统的布置形式 (11)2.4 动力总成悬置系统等效模型 (13)2.5 小结 (15)第三章动力总成悬置系统的模态与解耦度分析 (16)3.1 动力总成悬置系统模态分析理论 (16)3.2 动力总成悬置系统振动解耦理论 (17)3.2.1 弹性中心法 (17)3.2.2 主惯性轴坐标系下的解耦 (17)3.2.3 能量解耦法 (17)3.3 质心和转动惯量的测量 (18)3.4 惯性参数合理性分析 (21)3.5 动力总成悬置系统模态匹配原则 (22)3.6 悬置系统模态分析与解耦度计算 (23)3.7 小结 (24)第四章发动机激振力分析 (25)4.1 单缸发动机的曲柄连杆机构受力分析 (25)4.1.1 往复惯性力 (26)4.1.2 旋转惯性力 (27)4.1.3 气体作用力 (27)4.1.4 作用在曲轴上的反作用力 (28)4.2 四缸发动机的曲柄连杆机构受力分析 (28)4.2.1 旋转惯性力合力 (28)4.2.2 一次往复惯性力合力 (29)4.2.3 二次往复惯性力合力 (29)4.2.4 旋转惯性力矩 (29)4.2.5 一次往复惯性力矩 (30)4.2.6 二次往复惯性力矩 (30)4.3 载荷计算 (30)4.4 发动机激振频率分析 (32)4.5 小结 (33)第五章以柔性车身骨架为基础的动力总成悬置系统模态分析 (34)5.1 车身骨架模态分析 (34)5.1.1 车身骨架建模 (34)5.1.2 车身骨架模态分析 (35)5.2 组合模型的建立 (37)5.3 组合模型模态分析 (38)5.4 小结 (41)第六章动力总成悬置系统的隔振率分析与优化 (42)6.1动力总成悬置系统隔振率分析 (42)6.1.1 悬置系统振动传递率和隔振率理论 (42)6.1.2 施加载荷 (45)6.1.3 隔振分析 (46)6.2 悬置系统的隔振率优化 (53)6.2.1 悬置系统隔振率优化数学模型 (53)6.2.2 悬置系统隔振率优化 (55)6.3 小结 (63)第七章总结与展望 (64)7.1 总结 (64)7.2 展望 (64)参考文献 (66)致谢 (71)攻读学位期间发表的学术论文目录 (72)符号说明第一章绪论1.1 概述随着科技的进步，人们在汽车安全性、动力性、操纵性的基础上又提出了舒适性，因此对影响舒适性的振动、噪声与不平顺性等因素的重视程度在不断提高。
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言随着汽车工业的飞速发展，消费者对汽车性能的要求日益提高，其中，汽车的舒适性和稳定性成为了重要的考量因素。
汽车动力总成悬置系统作为连接发动机与车身的重要部分，其性能的优劣直接影响到整车的振动特性和乘坐舒适性。
因此，对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析，以及进行相应的优化设计，成为了汽车工程领域的研究重点。
本文将围绕汽车动力总成悬置系统的振动分析及优化设计展开讨论。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统主要由发动机、离合器、变速器等组成，通过一系列的橡胶支座、减震器等元件与车身相连。
其主要功能是减少发动机振动对整车的影响，提高乘坐舒适性，同时还要保证发动机的正常工作。
三、汽车动力总成悬置系统振动分析1. 振动产生原因汽车动力总成悬置系统的振动主要来源于发动机的运转和道路的不平度。
发动机的运转会产生周期性的激励力，这些力通过悬置系统传递到车身，引发振动。
同时，道路的不平度也会引起整车的振动，这种振动会通过悬置系统反馈到发动机，进一步影响其工作状态。
2. 振动分析方法针对汽车动力总成悬置系统的振动分析，主要采用有限元分析法和多体动力学分析法。
有限元分析法可以通过建立系统的数学模型，对系统的振动特性进行数值模拟和分析。
多体动力学分析法则可以通过建立系统的动力学模型，对系统的运动状态进行模拟和分析。
这两种方法可以有效地对汽车动力总成悬置系统的振动进行预测和分析。
四、汽车动力总成悬置系统优化设计1. 设计目标汽车动力总成悬置系统的优化设计旨在提高整车的乘坐舒适性、降低噪音和振动水平、提高发动机的工作效率。
同时，还要考虑到系统的可靠性、耐用性和制造成本等因素。
2. 优化设计方法（1）材料选择：选用高强度、轻量化的材料，如铝合金、高强度塑料等，以减轻系统重量，提高其动态性能。
（2）结构优化：通过改变悬置系统的结构形式、布置位置和刚度等参数，优化其减震性能和支撑性能。
汽车动力总成悬置系统隔振分析与优化设计摘要：发动机动力总成悬置系统的支承、限位以及隔振作用，对提高车辆乘坐舒适度具有很好的作用。
本文主要对汽车动力总成悬置系统隔振作用进行分析，并提出优化意见。
关键词：汽车动力；总成悬置；隔振汽车的振源主要有两个方面，即发动机激振和路面激振。
动力总成通过悬置系统将发动机产生的振动传递给车身，引起车身振动，同时还会引起车厢壁板振动，从而产生辐射噪声。
因此，为达到汽车减振降噪的目的，应从发动机出发，减小其产生的振动。
此外，动力总成对汽车隔振也有着巨大的影响。
1.发动机隔振理论概述汽车的振动系统很复杂，发动机作为汽车的主要振源，若不能很好地控制其产生的振动，容易导致身板筋件与车架连接的其他零件产生振动与噪声，并且还会造成汽车失稳、不平顺，令车内人员感到难受和疲惫，甚至会致使汽车零部件损坏，缩短了汽车的使用年限。
2.发动机隔振原理分析图1是来自发动机的激振力；图2 是来自路面的激振力。
设发动机竖向激振力，因阻抗方式比较方便，用表示。
其中弹簧无质量，则系统运动微分方程为，由此可证，在Feq作用下，发动机竖向位移幅值X为，传递到基础上的力是弹簧力kx与阻尼力cx的合力，传递力FT为，其幅值为，由此可得到传递力幅值与激振力幅值之比的传递率。
k指弹簧刚度，单位N/m；指激振频率，单位rad/s；指系统固有频率，单位rad/s；M集中质量，单位kg；指阻尼比，=c/Cc；c指粘性阻尼系数，单位为N s/m；Cc临界粘性阻尼系数，；指频率比，。
不同的阻尼比与频率比代入式，得到不同阻尼比下的传递率，如图。
图 3 不同阻尼比情况下的传递率如图2，设地面激振力使车架产生的位移为正弦波x1（t），对应的发动机总成位移x2（t），弹簧力为k（x2-x1），阻尼力为c（x2-x1），根据牛顿第二定律可得，移项得出，应用阻抗法，给出，相当于发动机激振力。
图3为不同阻尼比的传递率，图中的所有曲线在= ，由此得出结论：=1为共振点，又称系统的危险点。
汽车动力总成悬置系统隔振性能研究摘要：汽车动力总成是汽车振动的主要激振源之一，对汽车的乘坐舒适性有很大的影响，合理设计汽车动力总成悬置系统可以明显的降低汽车的振动和噪声，改善汽车的乘坐舒适性。
关键词：汽车动力总成悬置系统隔振性能设计具有良好隔振性能的动力总成悬置系统是提高汽车乘坐舒适性和操纵稳定性及提高产品的市场竞争力的重要环节。
国内生产厂商多采用仿制的方法，致使国产车的隔振性能普遍较差，车内振动噪声特性不良，乘坐舒适性较差，这已经成为国产汽车普遍存在的品质问题之一。
1.动力总成悬置系统的作用设计发动机总成悬置系统的目的是控制发动机动力总成振动向车身/车架的传递，悬置系统起到隔离振动的作用。
动力总成悬置系统是用来连接动力总成和车身的弹性连接系统。
在车辆设计开发中，合理地设计动力总成悬置系统，可以有效的降低动力总成产生的激励向车架和车身的传递。
悬置系统主要是支承、限位和隔振作用。
2.常用悬置元件的结构特点及性能2. 1橡胶悬置橡胶悬置的结构和工作原理较为简单，它一般由金属骨架以及硫化到属骨架上的橡胶组成，金属骨架的作用主要是防止橡胶悬置发生过大的变形和作为悬置的连接部分，橡胶可以提供内摩擦阻尼来衰减振动。
由于橡胶悬置结构简单，制造方便，价格低廉，并且具有相当的隔振减振性能，目前在NVH性能要求较低的车辆上仍有较为广泛的应用。
2.2液压悬置元件由于发动机的工作频带很宽，大约在10～500Hz范围内，因此要求悬置元件工作在低频大振幅时（如：发动机怠速状态）提供较大的阻尼和较大的刚度特性。
在高频低振幅振动激励下提供低的动刚度和较小的阻尼特性，以衰减高频噪声。
普通的橡胶悬置已无法满足上述要求。
因此液压悬置是为了上述要求而开发出来。
3. 动力总成悬置系统隔振原理因此由上式可知，只有当隔振系数<1时，才有隔振效果。
而且，当频率比值越大，放大因子就越小，隔振效果越好，也就是只有时，才有隔振效果。
这就需要计算发动机总成悬置系统的固有频率，使得固有频率小于激励频率。
汽车悬置系统隔振性能分析与优化设计林森泉(漳州职业技术学院机械工程学院,福建漳州363000)针对传统汽车悬置系统能量解耦率低,振动传递率高的问题,建立了悬置系统动力学分析模型。
将汽车动力总成悬置系统的振动性能分析和参数测试与系统模态耦合和振动能量解耦匹配理论相结合,采用MATLAB 软件编制的程序来计算系统能量分布,并在满足悬置系统设计约束的前提下对系统悬置刚度值与布置参数进行了优化。
某型号汽车悬置系统优化设计与振动性能测试结果验证了优化方案的有效性和可行性。
汽车;悬置系统;能量解耦;刚度;传递率U464A汽车动力总成悬置系统作为汽车的主要组成部分,可以使动力总成的振动传递削弱,减少车架的振动,进而降低传递到驾驶室的振动水平,提升操控者的乘坐舒适性。
鉴于新车型在开发初期,对于改善乘客的舒适度常常采用优化悬置系统的参数,因而动力悬置系统的优化设计作为改善汽车NVH 性能的主要实施方法受到学术界普遍关注[1]。
目前大多关于悬置系统优化设计的研究基于平顺性的方法,通过确定安装刚度,安装位置和方向,改变悬置系统的6个固有频率将其调整在期望区间内,从而保证悬置系统不管在垂直方向还是在发动机曲轴扭转方向上的振动解耦率达到最大化[2]。
然而研究大多基于悬置系统振动的某个方面,即对悬置系统进行单目标优化[3]。
而针对于具有多个自由度,多向激励和多个悬置元件的悬置系统这种多目标优化的情况,通过实测振动数据分析,尽可能地提高汽车悬置系统能量解耦率,同时尽可能地降低振动传递率,以此为目标对汽车动力总成悬置刚度值与位置参数进行设计,对改善汽车的NVH 性能非常关键。
为了解决上述问题,旨在降低悬置隔振性能的振动传递率,以悬置系统的刚度值和位置参数作为输入值,以最佳分布的能量解耦和部件的固有频率作为限制条件,重新优化悬置系统,提高性能。
主要测试特定车辆动力总成悬置的振动参数,为了解决高振动传递率的问题,通过动力总成悬置系统理论模型的计算分析以及实车振动试验分析,详细阐述了悬置系统的改进过程。
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言随着汽车工业的飞速发展，消费者对汽车的性能和舒适性要求越来越高。
其中，汽车动力总成悬置系统的振动问题直接影响着汽车的乘坐舒适性和驾驶稳定性。
因此，对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析及优化设计显得尤为重要。
本文将重点探讨汽车动力总成悬置系统的振动分析方法及优化设计策略，以期为相关研究和应用提供参考。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统是连接发动机、变速器等动力总成部件与车身的重要装置，其主要作用是减少振动传递，提高乘坐舒适性和驾驶稳定性。
该系统通常由发动机悬置、变速器悬置、支撑架等组成。
三、汽车动力总成悬置系统振动分析1. 振动来源及传递路径汽车动力总成悬置系统的振动主要来源于发动机的运转、路面不平引起的车身振动等。
这些振动通过发动机悬置、变速器悬置等传递到车身，进而影响乘坐舒适性和驾驶稳定性。
2. 振动分析方法（1）理论分析：通过建立动力学模型，分析系统在不同工况下的振动特性。
（2）实验分析：利用传感器、数据采集系统等设备，对实际车辆进行振动测试，获取振动数据。
（3）仿真分析：运用计算机仿真技术，对系统进行仿真分析，预测振动特性。
四、汽车动力总成悬置系统优化设计1. 设计目标优化设计的目标是在保证动力总成部件安全性的前提下，降低振动传递，提高乘坐舒适性和驾驶稳定性。
2. 优化策略（1）材料选择：选用高强度、轻质材料，降低系统质量，提高系统刚度。
（2）结构优化：通过优化悬置结构、支撑架结构等，降低振动传递。
例如，采用多级减震设计、橡胶减震垫等措施。
（3）动力学性能优化：通过理论分析和仿真分析，对系统动力学性能进行优化，提高乘坐舒适性和驾驶稳定性。
3. 优化设计流程（1）需求分析：明确设计目标，了解用户需求。
（2）方案设计：根据需求分析，提出多种设计方案。
（3）理论分析：运用动力学理论，对各方案进行理论分析。
（4）仿真分析：运用计算机仿真技术，对各方案进行仿真分析，预测振动特性。
汽车动力总成悬置系统隔振特性研究摘要：在改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，在发展和建设上面都坚持可持续发展的道路，而汽车是人们日常生活中必须要用的工具之一，也对汽车乘坐舒适性有很高的要求，良好的平顺性和低噪声是我们国家对汽车的特色之一，改善汽车的乘坐舒适性和噪声等方面，在设计合理的汽车动力总成悬置系统隔振特性中加入，系统隔振特性可以明显地降低汽车在发动机工作时产生的振动力和高频噪音等，保证了汽车在不同的路面更好的行驶。
关键词：汽车动力总成；悬置系统；隔振特性；设计和优化引言汽车在我国有不同的种类，例如轿车，又称小客车，座位一般不超过9个（包括驾驶员座位），有些客车，座位为9个以上（驾驶员座位在内），包括城市公共汽车、公路客运汽车、旅游客车，专用运输车，按运输货物的特殊要求设计，有专用车厢并装有相应附属设备的运输车的自卸汽车，在救护车这种类型中要很好研究汽车动力总成悬置系统隔振效果。
悬置系统就是用于减少并控制发动机振动的传递，并起到支承作用的汽车动力总成件的作用。
1.汽车动力中的悬置系统在我国遇到的问题汽车中的动力是由如煤、核能、水力等，对石油资源为发动力的。
要充分利用经济效益。
有些研究表明，同样的原油经过粗炼，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，加入了悬置系统很有效的提高了我们汽车的稳定性，汽车整车系统振动特性的研究进展。
我国对于动力总成悬置系统与整车系统联系起来考虑不够周全，在移动模态配置垂直振动模态与滚动模态为目标，以悬置的位置和刚度设计，没有很好的进行整车优化，使得怠速状态下，乘员座的响应没有改变，还有液压悬置的力传率为隔振性能的评价。
我国起着中的行驶系统就是支撑车身的部分，包括轮胎和悬架，要学会降低汽车驾驶室振动相对能量和发动机悬置系统各阶段的考虑，要研究动力总成悬置系统基本参数，分析和比较悬置原件的各主轴刚度为参数研究和设计，驱动系统包括差速器，万向节，同步器和耦合器的连接不够完善，有着一定的局限性，其中动力总成就是发动机系统和变速箱，用动力能源作为资源和发展，有些说法中悬持系统就是悬置系统，即使动力连接车身或车架的系统；悬架系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称；底盘系统包括上面全部，这都是汽车的系统和结构之一，要想很好的建设和设计汽车动力装置，我国汽车的发展道路还任重而道远。
