發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)懸置系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)本身是一個(gè)內(nèi)在的振動(dòng)源，同時(shí)也受到來(lái)自外部的各種振動(dòng)干擾。引起零部件的損壞和乘坐的不舒適等。所以設(shè)置懸置系統(tǒng)，把發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到支承系統(tǒng)的振動(dòng)減小到最低限度。成功地控制振動(dòng)，主要取決于懸置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式、幾何位置及懸置軟墊的結(jié)構(gòu)、剛度和阻尼等特性。確定—個(gè)合理的懸置系統(tǒng)是一件相當(dāng)復(fù)雜的工作，它要滿足—系列靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的性能要求，同時(shí)又受到各種條件的約束，這些大大增加了設(shè)計(jì)的難度。一般來(lái)講對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)有如下要求。①能在所有工況下承受動(dòng)、靜載荷，并使發(fā)功機(jī)總成在所有方向上的位移處于可接受的范圍內(nèi)，不與底盤上

2、的其他零部件發(fā)生干涉。同時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)大修前，不出現(xiàn)零部件損壞。②能充分地隔離由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)向車架及駕駛室的傳遞，降低振動(dòng)噪聲。③能充分地隔離由于路面不平產(chǎn)生的通過(guò)懸置而傳向發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，降低振動(dòng)噪聲。④保證發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體與飛輪殼的連接面彎矩不超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)廠家的允許值。懸置系統(tǒng)的激振源作用于發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的激振源主要如下：①發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)及熄火停轉(zhuǎn)時(shí)的搖動(dòng)；②怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的抖動(dòng)；③發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)；④路面沖擊所引起的車體振動(dòng)；⑤大轉(zhuǎn)矩時(shí)的搖動(dòng)；⑥汽車起步或變速時(shí)轉(zhuǎn)矩變化所引起的沖擊；⑦過(guò)大錯(cuò)位所引起的干涉和破損。作用在發(fā)動(dòng)機(jī)懸置上的振動(dòng)頻率十分廣泛。按著振動(dòng)

3、頻率可以把振動(dòng)分為高頻振動(dòng)和低頻振動(dòng)。頻率低于30Hz的低頻振動(dòng)源如下：①發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)；②在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于慣性力及其力偶使動(dòng)力總成產(chǎn)生的振功；③輪胎旋轉(zhuǎn)時(shí)由于輪胎動(dòng)平衡不好使車身產(chǎn)生的振動(dòng)；④路面不平使車身產(chǎn)生的振動(dòng)；⑤由于傳動(dòng)系的聯(lián)軸器工作不佳產(chǎn)生附加力偶和推力，使動(dòng)力裝置產(chǎn)生的振動(dòng)。頻率高于30Hz的高頻振動(dòng)源如下：①在發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于慣性力及其力偶使動(dòng)力總成產(chǎn)生的振動(dòng)；②變速時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)；③燃燒壓力脈動(dòng)使機(jī)體產(chǎn)生的振動(dòng)；④發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)；⑤曲軸的彎曲振動(dòng)和扭振；⑥動(dòng)力總成的彎曲振動(dòng)和扭振；⑦傳動(dòng)軸不平衡產(chǎn)生的振

4、動(dòng)。總之，使發(fā)動(dòng)機(jī)總成產(chǎn)生振動(dòng)的主要振源概括起來(lái)有兩類：一為內(nèi)振源，主要是由于燃燒脈動(dòng)、活塞和連桿的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的不平衡力和力矩。二為外振源，主要來(lái)源于不平的道路或傳動(dòng)系。這兩種振源幾乎總是同時(shí)作用，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于復(fù)雜的振動(dòng)狀態(tài)。(1)燃燒激振頻率這是由發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)混合氣燃燒，曲軸輸出脈沖轉(zhuǎn)矩，由于轉(zhuǎn)矩周期性地發(fā)生變化，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)上反作用轉(zhuǎn)矩（又稱傾覆力矩）的波動(dòng)。這種波動(dòng)使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生周期性的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，其振動(dòng)頻率實(shí)際上就是發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)火頻率，計(jì)算公式為：f1＝2×i×n/60/τ式中：f1－點(diǎn)火干擾頻率；Hzτ－發(fā)動(dòng)機(jī)沖程數(shù)；(2或4)i－發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)；n－曲

5、軸轉(zhuǎn)速，r/min(2)慣性力激振頻率由不平衡的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量和往復(fù)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量所引起的慣性激振力和力矩的激振頻率為：f2＝Q×n/60式中：f2－慣性力激振頻率；Q－比例系數(shù)(一級(jí)不平衡力或力矩Q＝1，二級(jí)不平衡力或力矩Q＝2)。不平衡慣性力的激振頻率與發(fā)動(dòng)機(jī)的缸數(shù)無(wú)關(guān)，但慣性力的不平衡量與發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)和結(jié)構(gòu)特征有著密切的關(guān)系。關(guān)于外振源，歸根結(jié)底是路面的激勵(lì)，通過(guò)車輪、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及車架等而傳遞到動(dòng)力總成，所以在選擇懸置系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，需要考慮到車輛與發(fā)動(dòng)機(jī)連接部分的共振頻率。因此，懸置系統(tǒng)特性的選擇首先要隔離發(fā)動(dòng)機(jī)自身的振動(dòng)，即不讓發(fā)動(dòng)機(jī)不平衡力造

6、成的振動(dòng)過(guò)分地傳向車體。這就要求懸置系統(tǒng)的固有頻率低于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況下激振頻率的0.7倍。車體結(jié)構(gòu)振動(dòng)的降低，十分有利于降低結(jié)構(gòu)振動(dòng)造成的噪聲。目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置軟墊都相當(dāng)軟，發(fā)動(dòng)機(jī)的固有頻率大多處在6－20Hz的范圍內(nèi)。如此低的頻率，當(dāng)汽車以正常車速行駛時(shí)，剛好處于不平道路的低頻激勵(lì)階段，這就帶來(lái)了路面激勵(lì)下發(fā)動(dòng)機(jī)的晃動(dòng)問(wèn)題。在低頻段內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)的固有頻率與整車特性匹配不當(dāng)時(shí)，路面激勵(lì)所造成的發(fā)動(dòng)機(jī)晃動(dòng)可能引起汽車乘坐舒適性下降，也可能影響到汽車的操作性。懸置系統(tǒng)的布置1)懸置點(diǎn)的數(shù)量懸置點(diǎn)的數(shù)量根據(jù)動(dòng)力總成的長(zhǎng)度、質(zhì)量、用途和安裝方式等決定。懸置系

7、統(tǒng)可以有3、4、5點(diǎn)懸置，典型的布置見圖3－16－1。一般在汽車上采用三點(diǎn)及四點(diǎn)懸置系統(tǒng)。因?yàn)樵谡駝?dòng)比較大時(shí)，如果懸置點(diǎn)的數(shù)目增多，當(dāng)車架變形時(shí)，有的懸置點(diǎn)會(huì)發(fā)生錯(cuò)位，使發(fā)動(dòng)機(jī)或懸置支架受力過(guò)大而造成損壞。三點(diǎn)式懸置與車架的順從性最好，因?yàn)槿c(diǎn)決定一個(gè)平面，不受車架變形的影響，而且固有頻率低，抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的效果好。值得推薦的是前懸置采用兩點(diǎn)左、右斜置、后端一點(diǎn)緊靠主慣性軸的布置方案，這種布置具有較好的隔振功能。在四缸機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。而前一點(diǎn)、后兩點(diǎn)的三點(diǎn)式多用于六缸機(jī)。四點(diǎn)式懸置的穩(wěn)定性好、能克服較大的轉(zhuǎn)矩反作用力，不過(guò)扭轉(zhuǎn)剛度較大，不利于隔離低頻振動(dòng)

8、。但經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)，仍可滿足四缸機(jī)、更能滿足六缸機(jī)的要求。四點(diǎn)式懸置在六缸機(jī)上的使用最為普遍。圖