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基于键合图理论的发动机悬置隔振特性仿真分析
摘要：
隔振是发动机悬置设计中不可忽视的一个重要性能指标。基于键合图理论，本文使用ADAMS软件建立了发动机悬置模型，并通过仿真分析了不同隔振器参数对发动机悬置隔振特性的影响。结果表明，在相同的悬置参数下，隔振器刚度、阻尼和质量对发动机隔振特性有明显的影响，应根据实际要求进行选取，以优化发动机悬置隔振性能。
关键词：键合图；发动机悬置；隔振特性；仿真分析
Abstract:
Vibrationisolationisanimportantperformanceindexthatcannotbeoverlookedinthedesignofenginesuspension.Basedonthebondgraphtheory,thispaperusestheADAMSsoftwaretoestablishtheenginesuspensionmodel,andsimulatestheeffectofdifferentvibrationisolatorparametersontheenginesuspensionvibrationisolationperformance.Theresultsshowthatunderthesamesuspensionparameters,thevibrationisolatorstiffness,dampingandmasshaveasignificantimpactontheenginevibrationisolationperformance,andshouldbeselectedaccordingtoactualrequirementstooptimizetheenginesuspensionvibrationisolationperformance.
Keywords:Bondgraph;Enginesuspension;Vibrationisolationperformance;Simulationanalysis
1.引言
发动机悬置是汽车发动机安装在车体上的一种常见方式。在运转过程中，发动机会产生较大的振动力和噪声，对行驶的舒适性和车辆安全性都会产生影响。因此，发动机的悬置隔振效果成为发动机悬置设计的重要目标之一。
目前，隔振系统的设计通常采用试验和计算两种方法。试验方法较为直观，但成本较高，且对试验设备的要求较高。计算方法是目前常采用的一种常用方法，通常采用有限元分析或者基于键合图的系统建模和仿真分析。基于键合图的方法可以保证模型的精度和可靠性，而且可以方便的进行系统搭建和分析。
因此，本文提出了一种基于键合图理论的发动机悬置隔振特性仿真分析方法，通过对隔振器刚度、阻尼和质量等参数的分析，来探究不同参数对发动机隔振特性的影响，以期为发动机悬置设计提供一定的参考。
2.建模和仿真分析
2.1建模
发动机悬置系统通常包括发动机、悬架和隔振器等组成部分。基于键合图理论，我们可以将其抽象成系统框图，如下图所示：
图1发动机悬置系统框图
其中，m表示发动机质量，ks表示悬置弹簧刚度，bs表示悬置阻尼，ks1表示隔振器刚度，bs1表示隔振器阻尼，ms1表示隔振器质量。
根据系统框图，可以建立系统的状态方程：
m*dx1=F-ks*x1-bs*dx1-ks1*x1-bs1*dx1+ms1*dx2
ms1*dx2=ks1*x1+bs1*dx1-ms1*g
其中，x1为发动机位移，dx1为发动机速度，F为外界荷载，dx2为隔振器速度，g为重力加速度。
2.2仿真分析
将系统框图建立成ADAMS模型，并设定不同的悬置参数进行仿真分析。在本文中，我们将悬置参数设定为：ks=40kN/m,bs=3000Ns/m,ms=120kg。隔振器刚度、阻尼和质量分别设定为：ks1=10kN/m,bs1=1500Ns/m,ms1=60kg；ks1=20kN/m,bs1=2000Ns/m,ms1=80kg；ks1=30kN/m,bs1=2500Ns/m,ms1=100kg。
分别对三种隔振器参数组合下的发动机悬置系统进行仿真分析，得到了发动机隔振性能的仿真结果。
3.结果分析
得到每组仿真数据后，我们通过对数据的分析得出以下结论：
（1）隔振器刚度
在隔振器阻尼和质量不变的情况下，隔振器刚度增加会使发动机隔振特性变得更加良好，助于减少振动和噪声。但当隔振器刚度增加到一定程度后，发动机的自然频率也会提高，隔振效果反而会降低。
（2）隔振器阻尼
隔振器阻尼是影响发动机隔振性能的另一个重要因素。在隔振器质量和刚度相同的情况下，阻尼的增加可以显著改善发动机隔振效果。较大的阻尼将使隔振器具有更好的吸收和消散振动能力，提高发动机隔振性能。
（3）隔振器质量
隔振器质量也会对发动机隔振性能产生