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发动机悬置系统怠速隔振优化及工程应用

2018-03-27张顺顺周海民宋志强

中国设备工程 2018年6期
关键词:方向发动机振动

张顺顺,周海民,宋志强

(徐州徐工汽车制造有限公司,江苏 徐州 221000)

1 隔振理论

发动机隔振是指在发动机总成与车架之间装配较柔软的元件(即发动机悬置),使二者之间的力的传递得到衰减。发动机悬置的隔振作用主要有两个方面:一是隔离来自路面的激励,悬置系统可以减少路面不平产生的对发动机的冲击;二是隔离发动机自身的激振力对车架的冲击。

根据发动机隔振原理,可以得到不同阻尼比下的传递率示意图如图1所示。

图1 传递率示意图

发动机悬置系统隔振性能的好坏,主要取决于发动机悬置系统固有频率的选取,也就是说必须使激振频率与悬置系统固有频率之比大于21/2才能达到隔振要求。一般来说,发动机自身和来自路面的激振频率是客观存在且不易改变的,能改变的只是悬置系统自身的固有特性。来自路面的激励一般小于2.5Hz左右,所以整个悬置系统的固有频率至少要满足小于激振频率的21/2且大于2.5/0.75≈3.5Hz。

2 仿真模型的建立

重型卡车的悬置系统是一个复杂的机械振动系统,其振动特性是由动力总成的质量、悬置元件的弹性和阻尼决定。

2.1 Matlab数学模型的建立

(1)悬置系统的固有频率特性分析。在分析固有特性时,由于阻尼对系统的固有特性影响不大,阻尼的作用主要是降低共振峰值。因此可以将系统简化为一个无阻尼的自由振动系统。略去阻尼的自由振动方程为:

依据矩阵运算法则,将式(1)展开,得到动力总成在悬置上自由振动的六个微分方程,振动微分方程的解为:

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