【摘 要】
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随着汽车技术的发展及车辆设计水平的不断进步,汽车的性能不断完善,路面交通条件也逐步提高,但汽车发动机的振动对驾驶员及乘客的乘坐舒适性影响也日渐明显。因此,提升汽车动力总成悬置系统的隔振性能对提升汽车乘坐舒适性尤为重要。首先,对悬置系统研究概况进行描述,并介绍悬置系统的主要功用。对单缸曲柄连杆机构及四缸发动机的激励力及激励转矩进行推导,建立隔振系统的数学模型,分别对系统的动能、势能和耗散能进行推导。
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随着汽车技术的发展及车辆设计水平的不断进步,汽车的性能不断完善,路面交通条件也逐步提高,但汽车发动机的振动对驾驶员及乘客的乘坐舒适性影响也日渐明显。因此,提升汽车动力总成悬置系统的隔振性能对提升汽车乘坐舒适性尤为重要。首先,对悬置系统研究概况进行描述,并介绍悬置系统的主要功用。对单缸曲柄连杆机构及四缸发动机的激励力及激励转矩进行推导,建立隔振系统的数学模型,分别对系统的动能、势能和耗散能进行推导。利用系统惯性矩阵,对扭矩轴与主惯性轴夹角余弦值进行计算。其次,通过三维建模软件CATIA对动力总成悬置系统进行三维建模,并将所建立模型导入ADAMS软件中,在ADAMS软件中对悬置系统进行参数化建模,并对模型进行适当简化及约束,建立悬置系统六自由度模型。后对系统进行仿真,得到系统的固有频率、各阶解耦率和悬置元件垂向传递力大小;在理论扭矩轴布置位置上下分别取五组数据进行仿真,确定扭矩轴布置的最佳位置。分析结果表明悬置系统第五阶绕Z轴转动方向的解耦率低于80%,未能达到设计要求。再次,在悬置系统六自由度模型的基础上,添加四个车轮各上下移动的自由度及车身侧倾、俯仰、垂向振动共十三自由度,并建立模型。在整车模型下对悬置系统进行动态仿真,代入所推导的发动机激励力及激励转矩公式,可得到整体系统的时域与频域响应特性,振动加速度在频域图25HZ处出现峰值。然后,进行整车振动试验,利用LMS软件对所测数据进行收集与处理,将试验数据与仿真数据进行对比。经对比,两组数据均在25HZ位置附近达到振动幅值且趋势基本一致,证明仿真所建模型的准确性。最后,利用Isight软件对现有悬置系统进行优化,以悬置元件布置位置及各方向刚度作为设计变量,以系统各阶解耦率及悬置元件的垂向支反力大小作为优化目标进行优化。根据优化结果显示各阶解耦率均达到百分之九十以上,各位置处垂向传递力大小均有下降,隔振率也有明显提升,达到优化目标。
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