动力总成悬置系统设计总结.doc

动力总成悬置系统设计总结动力总成悬置系统设计总结动力总成悬置系统设计总结第一章悬置系统的经验设计1.1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由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。6悬置系统的零部件必须具有足够的强度和可靠性在严重的冲击负荷下应保证不发生损坏特别，起关键作用的悬置软垫必须可靠耐久能适应各种恶劣工作环境(包括耐水耐油及耐高温和低温）。如果系统零部件出现损坏，则损坏应最先出现在软垫总成上,而不应是悬置支架金属件。在软垫的橡胶部分损坏后，发动机应仍能依靠软垫总成中金属骨架的支承而保持其原有位置，而不应引起其它撞击损坏，一般来说发动机悬置系统零部件的寿命应与发动机的大修期相当，在发动机大修前不应出现损坏。7发动机悬置系统的设计还应满足装配精度低、拆装方便和维修接近性好等条件8悬置系统零部件还应符合低成本、通用化、标准化和系列化的要求1。2发动机的振动特性汽车和工程机械所用发动机大部分为往复式内燃机。由于活塞连杆机构的往复运动以及输出扭矩时形成的脉冲反作用力，这类发动机本身就是一个固有的振动源。虽然经过精心设计和制造振动可以得到一定减轻，但由于结构先天的弱点振动是不可能完全消除的。振动及振动噪声不但易造成发动机及车辆零部件的损坏，同时会使驾驶员及乘客疲劳所以必须隔振使车内振幅降至可接收的水平.1。2.1发动机的振动源发动机的振动主要起源于两处1点火激励这是由发动机气缸内点火燃烧，曲轴输出脉冲扭矩引起的激扰。由于扭矩周期性地发生变化导致发动机上反作用扭矩又称倾覆力矩的波动这种波动使发动机产生周期性的扭摆运动，故称扭转振动。其振动频率实际上就是发动机的发火频率，计算公式为：(1—1)式中:为发动机转速，rpm为汽缸数为冲程系数,两冲程为1，四冲程为22不平衡惯性力激励这是由发动机往复运动的活塞和连杆等造成的惯性力不平衡的垂直振动其激振，干扰频率为：（1—2）式中：为发动机转速，rpm为比例系数,一阶惯性力为1，二阶惯性力为2不平衡惯性力的外激干扰频率与发动机的缸数无关，但惯性力的不平衡量与发动机缸数和结构特征有着密切关系.对单缸机而言一阶惯性力和二阶惯性力都是孤立存在的，它的平衡性最差相对振幅也最大，除非发动机内装有特设的平衡机构。对多缸机而言，由于曲轴上曲拐角度的合理分布和配置，使各缸之间产生的惯性力相互抵消和平衡。因此部分多缸机上的惯性力振动已基本得到消除,但制造上造成的误差除外。表1-1是四冲程往复式内燃机的固有平衡特性表表1—1四冲程往复式内燃机的固有平衡特性表从表1-1可以看出汽车常用的几种发动机中只有三缸机和四缸机两种机型没有得到完全平衡,因此对于使用这两种机型的汽车必须特别重视悬置系统的设计，除非发动机本身已经采用了专门设计的平衡机构。不带平衡机构的直列四冲程四缸机目前在汽车上的应用非常广泛,出现的振动问题也具有普遍性，其基本特点如下:首先在低怠速如600转/分钟时，它的扭转振