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1、发动机悬置系统设计1培训培训发动机悬置系统设计2介绍介绍 l概说l设计考虑l支承布置方案l隔振分析计算l橡胶支承元件结构设计计算l总结悬置系统设计步骤l液体阻尼悬置介绍3概说概说l悬置系统的历史发展和作用l设计的重要性l悬置设计的含意4设计考虑设计考虑l要从隔振、防震的角度来考虑振源来自两个 方面- 发动机自身的振动- 来自路面或轮胎不平衡输入激励l支承重量l承受各种负荷，如汽车加速、制动、转弯时的惯性力 ，发动机反扭矩l容纳发动机一定运动l注意使用环境高温、高寒、油污等l注意动力总成的静变矩l有足够的使用寿命5支承布置方案支承布置方案l三点式V形布置前两点后一点呈对称用于轻型FR车FF车三点
2、无规律6支承布置方案支承布置方案l四点式V形布置前两点后两点，用于较重的发动机7支承布置方案支承布置方案l支点位置初选弯曲振动节点打击中心理论8隔振分析计算隔振分析计算l单自由度振动系统隔振原理强迫振动微分方程m(d2x/dt2) + c(dx/dt) +kx =F0ejt响应振幅 A：A= F0k(1-2) +422)1/2=p = c 2mp p=(km)1/2作用于地基的力的幅值：9隔振分析计算隔振分析计算l激振源频率成份分析发动机的干扰力和力矩1) 惯性力引起的干扰力旋转质量 pr =m1re2 往复质量 pj =m1re2 (coset + cos2et) =r/l总体合成：对直立四
3、缸机有 pj II六、八缸机有 pj=010隔振分析计算隔振分析计算2) 工作过程不均衡引起的干扰力矩Me呈周期化的变化周期函数可展开成富里哀级数Me=Mo + Mrsin(rt+r) =2/T对单缸机而言:多缸机而言，直立、四冲程发动机f=ni/120 Hzn 发动机转速i 缸数11隔振分析计算隔振分析计算l振动模型简化理论基础发动机振动模型是以刚体弹性支承理论作为基础，认为发动机 是一空间自由刚体，通过34个具有三维弹性的元件支承在刚性的、 质量为无限的机架上，它具有6个自由度运动（图示），它已被汽车工 程界广为接受，且有较好的效果。为了计算方便，现导出其矩阵形式的振动微分方程式无阻尼自由
4、振动运动微分方程式，一般具有如下形式Md2q/dt2 + Kq = 0 M质量阵K刚度阵q广义坐标列向量12隔振分析计算隔振分析计算l振动模型简化理论基础振动系统的动能可以写成广义速度的函数，其二 次型表达式为：T=1/2dq/dtTMdq/dt其势能可以写成广义坐标函数，其二次型表达式 为：U=1/2qTKq这样，就可得到6自由度振动微分方程式13隔振分析计算隔振分析计算l发动机子系统与整车匹配1)隔振与解耦数学上理解运动学上的理解在一定条件，解耦对于隔振只是一种用起来方便的措施用计算机寻优的方法可以解决14隔振分析计算隔振分析计算l发动机子系统与整车匹配2)系统的匹配考虑发动机激励，绕x的
5、固有频率要比发动机怠 速激励频率低至少为1/2至1/2考虑路面，要注意避开车架一弯、一扭和车桥的频 率系统要解耦15橡胶支承元件结构设计计算橡胶支承元件结构设计计算l弹性元件结构型式压缩型剪切型复合型 l橡胶元件刚度计算k = GFDG橡胶的静态剪切模量F和橡胶件形状有关的系数D尺寸因素G = G50H/(100-H)H为肖氏硬度16橡胶支承元件结构设计计算橡胶支承元件结构设计计算l橡胶元件刚度计算17橡胶支承元件结构设计计算橡胶支承元件结构设计计算l元件的材料和许用应力大多用天然胶，特殊情况用合成胶元件损坏在于疲劳，平均应变对疲劳寿命影响很大， 拉伸工作对元件寿命很不利许用应力许用应变 压缩100150N/cm21520剪切1020N/cm2203018总结总结l悬置系统设计步骤19液体阻尼悬置介绍液体阻尼悬置介绍l悬置系统理想特性要求l液阻元件结构介绍
