關于發動機節流盤液阻懸置的研究

侯建偉

【摘 要】 節流盤液阻懸置動力總成是動力總成與車身或者車架間的主要減振動裝置，對有效降低整車的振動及噪聲，改善汽車的乘坐舒適性起到關鍵性的作用。本文利用力—位移試驗法在MTS810彈性體電液振動試驗臺上對其進行了靜、動特性試驗，解釋節流盤液阻懸置的減振機理。

【關鍵詞】 動力總成 液阻懸置 動剛度 滯后角

1 液阻懸置靜、動特性試驗

（1）試驗方法：通過“力—位移試驗法”對彈性隔振元件動特性進行測量，根據力傳感器布置方式不同又可分為原點動特性法和跨點動特性法。在相同的試驗條件下，兩種方法的試驗測試值無太大差別。本次試驗采用跨點動特性法進行測試。

（2）弦信號由測試系統主控制柜發出。系統采集力傳感器信號，信號經處理后，即可獲得測試元件的變形滯后回線，實驗所得數據與圖形經計算分析處理后即可得到測試元件的動剛度和滯后角。

（3）液阻懸置靜特性測試：在靜特性試驗前，要在節流盤液阻懸置重復進行三次預加、卸載試驗，載荷范圍從0～1000N，懸置元件的變形應均勻，其速度不大于10mm/min。1）在垂直方向給試件從0～1000N試加、卸載三次；2）正式試驗開始，當加載至700N、800N、900N、1000N、1100N、1200N、1300N、1400N、1500N、1600N所產生的位移量分別為3.00 mm、4.50 mm、4.50 mm、5.50 mm、6.30 mm、6.60 mm、7.00 mm、7.40 mm、7.54 mm、7.63 mm。

（4）液阻懸置動特性測試：首先要確保液阻懸置機構施加的激勵頻率相當于發動機怠速運轉時的激振頻率，才能在試驗過程中通過調節控制裝置模擬其實際工作狀態，才能得到較為真實的動特性指標。發動機振動及隔振分析研究表明，機構的運動往復性和周期性循環是發動機工作過程的顯著特點，由于往復和旋轉運動不平衡質量產生的擾動力和力矩而引起發動機的振動。且二階往復慣性力是激發振動的主要原因，對于四沖程發動機，激勵主頻是其曲軸轉動頻率的二倍，即公式成立：f=ni/2×60，i——發動機的缸數；n——發動機曲軸轉速；f——激勵主頻率。目前國產轎車發動機的怠速轉速一般在700rpm左右，由公式計算得，其怠速時振動激勵主頻為 23.3Hz。這是試驗過程中激發控制裝置作用的頻率特征點。

動特性試驗測試前，在懸置元件垂直方向上施加預載350N、頻率10Hz的正弦激勵進行激振。然后按照表1-1所示步驟進行以下試驗：

靜特性結果分析：由靜特性試驗結果可知，液阻懸置在垂直方向700～1400N范圍內的靜剛度成線性，變化不大，可以對發動機起到支撐作用，表明：此時節流盤和液體阻尼機構的存在，對靜態特性基本沒有影響。然而，當壓力大于1400N時，節流盤液阻懸置的靜剛度明顯增加。表明：當壓力到達一定數值后，液體阻尼機構的存在使得其表現出靜剛度明顯增加的非線性特性。分析原因可能是節流盤液阻懸置受到壓力過大而造成內部結構柔性接觸。

（5）動特性數據處理及結果分析：節流盤液阻懸置力與位移循環形成的遲滯回線，遲滯回線所圍圖形面積表示懸置內部液體阻尼所消耗的功，即節流盤液阻懸置一周內消耗的能量。計算公式如下：

（1-1）

（1-2）

（1-3）

（1-4）

式中，——動剛度；——同向動剛度；——正交動剛度；φ——阻尼滯后角。

試驗曲線如圖1-2為預載350N、振幅0.5mm、激勵頻率以5Hz正弦激勵下液阻懸置的動特性試驗分析結果。由圖1-2液阻懸置的低頻滯后環和高頻滯后環，可以擬合出低、高頻的動剛度與滯后角曲線。

2 結語

本文章闡述了發動機液阻懸置靜、動特性的試驗方法和試驗原理，同時對轎車使用的節流盤式液阻懸置的高低頻段靜、動特性進行了試驗測試，并深入分析了試驗結果，為了解并驗證了節流盤式懸置的工作原理及其靜、動特性，為液阻懸置的開發研究提供了試驗依據。

參考文獻：

[1]王利榮，魏部炳.汽車動力總成液阻型橡膠隔振器的研究發展[J].汽車工程，2001，23（5）：121-126.

[2]梁天也，史文庫，唐明祥.發動機懸置研究綜述[J].噪聲與振動控制，2007（1）：6-9.endprint

【摘 要】 節流盤液阻懸置動力總成是動力總成與車身或者車架間的主要減振動裝置，對有效降低整車的振動及噪聲，改善汽車的乘坐舒適性起到關鍵性的作用。本文利用力—位移試驗法在MTS810彈性體電液振動試驗臺上對其進行了靜、動特性試驗，解釋節流盤液阻懸置的減振機理。

【關鍵詞】 動力總成 液阻懸置 動剛度 滯后角

1 液阻懸置靜、動特性試驗

（1）試驗方法：通過“力—位移試驗法”對彈性隔振元件動特性進行測量，根據力傳感器布置方式不同又可分為原點動特性法和跨點動特性法。在相同的試驗條件下，兩種方法的試驗測試值無太大差別。本次試驗采用跨點動特性法進行測試。

（2）弦信號由測試系統主控制柜發出。系統采集力傳感器信號，信號經處理后，即可獲得測試元件的變形滯后回線，實驗所得數據與圖形經計算分析處理后即可得到測試元件的動剛度和滯后角。

（3）液阻懸置靜特性測試：在靜特性試驗前，要在節流盤液阻懸置重復進行三次預加、卸載試驗，載荷范圍從0～1000N，懸置元件的變形應均勻，其速度不大于10mm/min。1）在垂直方向給試件從0～1000N試加、卸載三次；2）正式試驗開始，當加載至700N、800N、900N、1000N、1100N、1200N、1300N、1400N、1500N、1600N所產生的位移量分別為3.00 mm、4.50 mm、4.50 mm、5.50 mm、6.30 mm、6.60 mm、7.00 mm、7.40 mm、7.54 mm、7.63 mm。

（4）液阻懸置動特性測試：首先要確保液阻懸置機構施加的激勵頻率相當于發動機怠速運轉時的激振頻率，才能在試驗過程中通過調節控制裝置模擬其實際工作狀態，才能得到較為真實的動特性指標。發動機振動及隔振分析研究表明，機構的運動往復性和周期性循環是發動機工作過程的顯著特點，由于往復和旋轉運動不平衡質量產生的擾動力和力矩而引起發動機的振動。且二階往復慣性力是激發振動的主要原因，對于四沖程發動機，激勵主頻是其曲軸轉動頻率的二倍，即公式成立：f=ni/2×60，i——發動機的缸數；n——發動機曲軸轉速；f——激勵主頻率。目前國產轎車發動機的怠速轉速一般在700rpm左右，由公式計算得，其怠速時振動激勵主頻為 23.3Hz。這是試驗過程中激發控制裝置作用的頻率特征點。

動特性試驗測試前，在懸置元件垂直方向上施加預載350N、頻率10Hz的正弦激勵進行激振。然后按照表1-1所示步驟進行以下試驗：

靜特性結果分析：由靜特性試驗結果可知，液阻懸置在垂直方向700～1400N范圍內的靜剛度成線性，變化不大，可以對發動機起到支撐作用，表明：此時節流盤和液體阻尼機構的存在，對靜態特性基本沒有影響。然而，當壓力大于1400N時，節流盤液阻懸置的靜剛度明顯增加。表明：當壓力到達一定數值后，液體阻尼機構的存在使得其表現出靜剛度明顯增加的非線性特性。分析原因可能是節流盤液阻懸置受到壓力過大而造成內部結構柔性接觸。

（5）動特性數據處理及結果分析：節流盤液阻懸置力與位移循環形成的遲滯回線，遲滯回線所圍圖形面積表示懸置內部液體阻尼所消耗的功，即節流盤液阻懸置一周內消耗的能量。計算公式如下：

（1-1）

（1-2）

（1-3）

（1-4）

式中，——動剛度；——同向動剛度；——正交動剛度；φ——阻尼滯后角。

試驗曲線如圖1-2為預載350N、振幅0.5mm、激勵頻率以5Hz正弦激勵下液阻懸置的動特性試驗分析結果。由圖1-2液阻懸置的低頻滯后環和高頻滯后環，可以擬合出低、高頻的動剛度與滯后角曲線。

2 結語

本文章闡述了發動機液阻懸置靜、動特性的試驗方法和試驗原理，同時對轎車使用的節流盤式液阻懸置的高低頻段靜、動特性進行了試驗測試，并深入分析了試驗結果，為了解并驗證了節流盤式懸置的工作原理及其靜、動特性，為液阻懸置的開發研究提供了試驗依據。

參考文獻：

[1]王利榮，魏部炳.汽車動力總成液阻型橡膠隔振器的研究發展[J].汽車工程，2001，23（5）：121-126.

[2]梁天也，史文庫，唐明祥.發動機懸置研究綜述[J].噪聲與振動控制，2007（1）：6-9.endprint

【摘 要】 節流盤液阻懸置動力總成是動力總成與車身或者車架間的主要減振動裝置，對有效降低整車的振動及噪聲，改善汽車的乘坐舒適性起到關鍵性的作用。本文利用力—位移試驗法在MTS810彈性體電液振動試驗臺上對其進行了靜、動特性試驗，解釋節流盤液阻懸置的減振機理。

【關鍵詞】 動力總成 液阻懸置 動剛度 滯后角

1 液阻懸置靜、動特性試驗

（1）試驗方法：通過“力—位移試驗法”對彈性隔振元件動特性進行測量，根據力傳感器布置方式不同又可分為原點動特性法和跨點動特性法。在相同的試驗條件下，兩種方法的試驗測試值無太大差別。本次試驗采用跨點動特性法進行測試。

（2）弦信號由測試系統主控制柜發出。系統采集力傳感器信號，信號經處理后，即可獲得測試元件的變形滯后回線，實驗所得數據與圖形經計算分析處理后即可得到測試元件的動剛度和滯后角。

（3）液阻懸置靜特性測試：在靜特性試驗前，要在節流盤液阻懸置重復進行三次預加、卸載試驗，載荷范圍從0～1000N，懸置元件的變形應均勻，其速度不大于10mm/min。1）在垂直方向給試件從0～1000N試加、卸載三次；2）正式試驗開始，當加載至700N、800N、900N、1000N、1100N、1200N、1300N、1400N、1500N、1600N所產生的位移量分別為3.00 mm、4.50 mm、4.50 mm、5.50 mm、6.30 mm、6.60 mm、7.00 mm、7.40 mm、7.54 mm、7.63 mm。

（4）液阻懸置動特性測試：首先要確保液阻懸置機構施加的激勵頻率相當于發動機怠速運轉時的激振頻率，才能在試驗過程中通過調節控制裝置模擬其實際工作狀態，才能得到較為真實的動特性指標。發動機振動及隔振分析研究表明，機構的運動往復性和周期性循環是發動機工作過程的顯著特點，由于往復和旋轉運動不平衡質量產生的擾動力和力矩而引起發動機的振動。且二階往復慣性力是激發振動的主要原因，對于四沖程發動機，激勵主頻是其曲軸轉動頻率的二倍，即公式成立：f=ni/2×60，i——發動機的缸數；n——發動機曲軸轉速；f——激勵主頻率。目前國產轎車發動機的怠速轉速一般在700rpm左右，由公式計算得，其怠速時振動激勵主頻為 23.3Hz。這是試驗過程中激發控制裝置作用的頻率特征點。

動特性試驗測試前，在懸置元件垂直方向上施加預載350N、頻率10Hz的正弦激勵進行激振。然后按照表1-1所示步驟進行以下試驗：

靜特性結果分析：由靜特性試驗結果可知，液阻懸置在垂直方向700～1400N范圍內的靜剛度成線性，變化不大，可以對發動機起到支撐作用，表明：此時節流盤和液體阻尼機構的存在，對靜態特性基本沒有影響。然而，當壓力大于1400N時，節流盤液阻懸置的靜剛度明顯增加。表明：當壓力到達一定數值后，液體阻尼機構的存在使得其表現出靜剛度明顯增加的非線性特性。分析原因可能是節流盤液阻懸置受到壓力過大而造成內部結構柔性接觸。

（5）動特性數據處理及結果分析：節流盤液阻懸置力與位移循環形成的遲滯回線，遲滯回線所圍圖形面積表示懸置內部液體阻尼所消耗的功，即節流盤液阻懸置一周內消耗的能量。計算公式如下：

（1-1）

（1-2）

（1-3）

（1-4）

式中，——動剛度；——同向動剛度；——正交動剛度；φ——阻尼滯后角。

試驗曲線如圖1-2為預載350N、振幅0.5mm、激勵頻率以5Hz正弦激勵下液阻懸置的動特性試驗分析結果。由圖1-2液阻懸置的低頻滯后環和高頻滯后環，可以擬合出低、高頻的動剛度與滯后角曲線。

2 結語

本文章闡述了發動機液阻懸置靜、動特性的試驗方法和試驗原理，同時對轎車使用的節流盤式液阻懸置的高低頻段靜、動特性進行了試驗測試，并深入分析了試驗結果，為了解并驗證了節流盤式懸置的工作原理及其靜、動特性，為液阻懸置的開發研究提供了試驗依據。

參考文獻：

[1]王利榮，魏部炳.汽車動力總成液阻型橡膠隔振器的研究發展[J].汽車工程，2001，23（5）：121-126.

[2]梁天也，史文庫，唐明祥.發動機懸置研究綜述[J].噪聲與振動控制，2007（1）：6-9.endprint