汽車動力總成隔振懸置布置的設計思想論析

朱波

摘要：本文分析了汽車動力總成-懸置系統的設計思想。應用剛體的撞擊中心理論布置動力總成的前、后懸置，同時兼顧動力總成和車身的垂向彈性彎曲振動模態的影響以及發動機往復不平衡慣性力的作用中心，可有效提高汽車的舒適性。V型布置的懸置組能解除動力總成、懸置系統橫移、側傾自由度之間的彈性耦合，既有較大的橫向剛度，又有足夠的側傾柔度；從而獲得良好的怠速隔振性能。

關鍵詞：內燃機；動力總成；懸置系統；隔振設計

以內燃機為動力源的汽車動力總成的振動不僅影響動力總成及其附件的使用壽命，而且對汽車的舒適性（振動和噪聲特性）、安全性和操縱穩定性都有不利影響。汽車動力總成振動的隔離技術經歷了漫長的發展過程，由最初動力總成與車架的剛性連接，到19世紀末在動力總成和車架之間加柔性墊來減少和防止曲軸箱、發動機支架的損壞，再到20世紀20年代利用橡膠隔離和吸收振動的特性來減少發動機振動向車身的傳遞，直到70年代末開始出現的液阻懸置減振技術。

一、撞擊中心理論的應用

1956年Harrison應用撞擊中心理論和基于扭矩軸的解耦理論進行了動力總成-懸置系統的設計計算。首先找出扭矩軸，使前懸置的彈性中心落在扭矩軸線上，以使垂向、橫向和側傾三個自由度之間的耦合剛度為零，同時盡量使側傾剛度較小；然后以扭矩軸為基準，把前、后懸置布置在互為撞擊中心的共軛點上。對于受較大不平衡往復慣性力擾動的動力總成，應將前懸置布置在不平衡往復慣性力的作用中心點，后懸置則布置在與前懸置互為撞擊中心的共軛點上，使不平衡慣性力不會引起后懸置的過大響應。

在考慮動力總成和車身的彈性彎曲振動模態時，對前、后懸置的布置又提出了更多的要求。僅考慮動力總成的垂向第一階彎曲振動模態時，如果使前、后懸置分別位于該模態的兩個節點A、B上，則動力總成的第一階彎曲振動不會傳遞到車身上，車身的高頻彎曲振動也不會激起動力總成的一階彎曲共振，既可顯著提高汽車的舒適性，又改善了動力總成的工作條件和使用壽命。另一方面，車身的彎曲振動會加強動力總成的怠速抖動，而且其節點位置對怠速抖動有顯著影響，F、R分別表示前、后懸置，N表示車身彎曲振動的節點，V表示振動速度。研究表明，當節點在后懸置之后時，可減少動力總成振動對舒適性的不利影響。但隨頻率升高，該節點會前移。為保證該節點位于后懸置之后，應使怠速時的主要激勵頻率低于車身的一階彎曲共振頻率。裝用動力吸振器是提高車身的一階彎曲固有頻率的有效方法。

二、V型懸置組的發展與應用

結束語

本文對汽車動力總成-懸置隔振系統的設計思想進行了總結和分析，旨在為該系統的設計提供一套比較完整的理論依據。

參考文獻：

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