基于弹性中心的客车动力总成悬置系统布置
2018-06-22李智强张攀登黄美婷
常州工学院学报 2018年2期
李智强,张攀登,黄美婷
(1.福建船政交通职业学院,福建 福州 350007;2.同济大学机械与能源学院,上海 200092)
汽车动力总成是车内主要振动来源之一,汽车动力总成悬置系统隔振性能的好坏对汽车的乘坐舒适性非常重要。动力总成通过橡胶软垫安装在车架上,构成一个六自由度的振动系统。悬置系统需要有好的隔振性能,系统的自然频率要避开激励频率,同时要减小各阶模态之间的耦合。目前,广泛采用的方法是建立优化模型对各阶模态解耦进行数值计算[1]。不同于轿车,客车采用订单式的销售模式,设计周期短,给不同配置的同款车型匹配悬置系统时采用数值优化有一定的盲目性,工作量大,效果差。本文根据客车动力总成悬置系统一般相对于曲轴左右对称的特点,应用弹性中心理论,对悬置系统进行解耦布置,方便快捷,为同车型不同配置的客车悬置系统设计提供参考。
1 悬置系统的解耦设计
将动力总成和车架假设为刚体,不计悬置元件本身的重量,动力总成悬置系统简化为一个六自由度振动模型[2],如图1所示。建立发动机质心坐标系O-xyz,原点O在质心,x轴平行曲轴指向发动机前端,z轴与气缸平行竖直向上,y轴由右手定则确定。定义系统振动的广义坐标系为x=[x,y,z,θx,θy,θz]T,系统的自由振动方程为

(1)
式中,M为系统质量矩阵,K为系统刚度矩阵。
求解式(1)特征方程K-ω2M=0的根即为系统的固有频率。

图1 动力总成悬置系统模型
系统的解耦率从能量的角度进行求解……
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