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摘要：动力总成悬置系统连接动力总成与车架或车身，是隔离振动的重要元件。针对某机型在怠速工况下驾驶室振动相对比较剧烈的情况，对其动力总成的悬置系统进行了相应的CAE分析，以达到降低驾驶室振动的目的。
关键词：动力总成，悬置系统，仿真分析
1 引言
汽车和工程机械车辆的振动和噪声特征是影响乘坐舒适性的主要因素之一。从严格意义上说，必须在汽车概念设计时，将NVH（噪音）问题重要指标融入其中，在不同的设计阶段考虑问题[1]。英国谢菲尔德工学院的MKLING研究了阻尼层，钢板，研究了泡沫层的隔离层，聚氨醋用于商店在汽车出租车和乘客舱在地板下，减少内部噪声，研究了隔音的效果和分析[2-3]。因为吸收材料的高频噪声效果非常明显，对低频噪声效果不明显，减少低频的噪声和低频振动是非常困难和高成本的项目，主动控制措施，降低低频噪声已成为主要的研究方向。
2 動力总成悬置系统仿真分析
2.1 理论剖析
动力总成悬置系统连接动力总成与车架或车身，是隔离振动的重要元件。通过对悬置系统的设计与参数匹配可以减弱动力总成与车身之间的振动传递，进而降低驾驶室内的振动。针对某机型在怠速工况下驾驶室振动相对比较剧烈的情况，对其动力总成的悬置系统进行了相应的CAE分析和改进，以达到降低驾驶室振动的目的。
变速箱端的橡胶悬置体现的非线性较强，在载荷较大的情况下，悬置的刚度会急剧增大。这与其结构形式所体现出来的特性相对应：变速箱端悬置分布有四级橡胶凸台，随着载荷的变化，凸台便逐级接触被压缩，从而反应出不同的刚度特性，并且非线性逐渐增强。这种结构形式和刚度特性有其相应的优势，在特定区间内能发挥悬置隔振减振的作用，同时又能保证在较大载荷条件下增加刚度，从而抑制横摆和纵倾等现象。但是通过前期的摸底测试试验，发现动力总成前悬置传递率较差，小于后悬置。初步判断是由于动力总成自重较大，在静载作用下前悬置凸台被完全压实，出现了很大的刚度，体现了很强的非线性，降低了悬置的隔振能力。而从图2.4可以看出，发动机端悬置体现了较好的线性特性，这与其厚度和结构也有较强关系。经过上述分析，我们主要针对动力总成悬置的刚度进行改进和优化，以提高悬置的隔振能力。
2.2 关于模型的几点说明：
1） 将所测质量和惯性参数代入所建模型中，因为ADAMS/View中所建模型外观对计算结果并无影响，因此在模型中用长方体代替发动机和变速箱；
2） 为了较好模拟发动机激励，在模型中建立了六缸机的曲柄连杆机构。因为缺乏准确的发动机曲柄连杆参数，因此只能通过这种简易的曲柄连杆机构对激励进行模拟；
3） 使用STEP函数描述转速：STEP（time，0，0，0.001，1）*2*pi*（转速/60）*time；
4） 一块橡胶悬置使用3根相互垂直的弹簧表示，分别表示X，Y，Z方向；
5） 悬置原始刚度确定：首先对动力总成悬置系统进行了分析，前后悬置都分为上下两部分，在装机状态下，由于预紧力的存在上下两部分悬置都受压。为了保证模型中所建垂向的彈簧在激励作用下都受压，因此给了弹簧一定了预紧力，变速箱端为2000N，发动机端3500N。为了给出弹簧的刚度值，首先将所测的悬置静刚度曲线代入相应的垂向弹簧模型中，在动力总成自身质量的作用下可以得出各个弹簧模型相应的压缩量和伸长量，又由于预紧力的作用会使弹簧受压，查静刚度曲线可以得出相应的压缩量，从而上端悬置的实际压缩量为预紧力压缩量减自身作用下的伸长量，下端悬置的实际压缩量为预紧力压缩量加自身作用下的压缩量。通过实际压缩量和静刚度曲线可以确定弹簧的刚度值，最终得出变速箱端上方悬置刚度为500N/mm，下方为6500N/mm；发动机端上方悬置3000N/mm，下方2800N/mm。
6）模型验证：将悬置垂向刚度等参数代入到模型中，然后调整悬置的横向刚度和阻尼等参数，使模型输出相对稳定，同时使模型四个悬置安装点处的加速度与所测的原始整机状态同处一个数量级上，这样便有效的验证了模型的可信度。
2.3原始状态仿真分析
首先对所建动力总成动力学模型进行仿真计算，通过仿真得到原始状态四个支点的合力以及质心处的加速度，得出动力总成四个支点处合力的RMS值和发动机质心处的RMS值如表1所示。
通过表1可以得到原始状态下的“力传递率”，这里的“力传递率”指各处支反合力与质心加速度之比，如表2所示。
参考文献
[1] 韩晓峰.几种汽车NVH试验方法研究[D].合肥工业大学，机械工程学院，2008.
[2] WANG Yanping，ZHENG Mugiao. Prediction and Reduction of Structure Borne Noise in Vehicle [J].Journal of Beijing Institute of Technology，1995，4（2）：160-166.
[3] KANG Sang Wook，LEE Jang Moo，KIM.Structural-acoustic Coupling Analysis of the Vehicle Psaaenger Compartment with the Roof，Air-gap and Trim Boundary [J].Journal of Vibration and Acoustics，2001，122（3）：196-202.
关键词：动力总成，悬置系统，仿真分析
1 引言
汽车和工程机械车辆的振动和噪声特征是影响乘坐舒适性的主要因素之一。从严格意义上说，必须在汽车概念设计时，将NVH（噪音）问题重要指标融入其中，在不同的设计阶段考虑问题[1]。英国谢菲尔德工学院的MKLING研究了阻尼层，钢板，研究了泡沫层的隔离层，聚氨醋用于商店在汽车出租车和乘客舱在地板下，减少内部噪声，研究了隔音的效果和分析[2-3]。因为吸收材料的高频噪声效果非常明显，对低频噪声效果不明显，减少低频的噪声和低频振动是非常困难和高成本的项目，主动控制措施，降低低频噪声已成为主要的研究方向。
2 動力总成悬置系统仿真分析
2.1 理论剖析
动力总成悬置系统连接动力总成与车架或车身，是隔离振动的重要元件。通过对悬置系统的设计与参数匹配可以减弱动力总成与车身之间的振动传递，进而降低驾驶室内的振动。针对某机型在怠速工况下驾驶室振动相对比较剧烈的情况，对其动力总成的悬置系统进行了相应的CAE分析和改进，以达到降低驾驶室振动的目的。
变速箱端的橡胶悬置体现的非线性较强，在载荷较大的情况下，悬置的刚度会急剧增大。这与其结构形式所体现出来的特性相对应：变速箱端悬置分布有四级橡胶凸台，随着载荷的变化，凸台便逐级接触被压缩，从而反应出不同的刚度特性，并且非线性逐渐增强。这种结构形式和刚度特性有其相应的优势，在特定区间内能发挥悬置隔振减振的作用，同时又能保证在较大载荷条件下增加刚度，从而抑制横摆和纵倾等现象。但是通过前期的摸底测试试验，发现动力总成前悬置传递率较差，小于后悬置。初步判断是由于动力总成自重较大，在静载作用下前悬置凸台被完全压实，出现了很大的刚度，体现了很强的非线性，降低了悬置的隔振能力。而从图2.4可以看出，发动机端悬置体现了较好的线性特性，这与其厚度和结构也有较强关系。经过上述分析，我们主要针对动力总成悬置的刚度进行改进和优化，以提高悬置的隔振能力。
2.2 关于模型的几点说明：
1） 将所测质量和惯性参数代入所建模型中，因为ADAMS/View中所建模型外观对计算结果并无影响，因此在模型中用长方体代替发动机和变速箱；
2） 为了较好模拟发动机激励，在模型中建立了六缸机的曲柄连杆机构。因为缺乏准确的发动机曲柄连杆参数，因此只能通过这种简易的曲柄连杆机构对激励进行模拟；
3） 使用STEP函数描述转速：STEP（time，0，0，0.001，1）*2*pi*（转速/60）*time；
4） 一块橡胶悬置使用3根相互垂直的弹簧表示，分别表示X，Y，Z方向；
5） 悬置原始刚度确定：首先对动力总成悬置系统进行了分析，前后悬置都分为上下两部分，在装机状态下，由于预紧力的存在上下两部分悬置都受压。为了保证模型中所建垂向的彈簧在激励作用下都受压，因此给了弹簧一定了预紧力，变速箱端为2000N，发动机端3500N。为了给出弹簧的刚度值，首先将所测的悬置静刚度曲线代入相应的垂向弹簧模型中，在动力总成自身质量的作用下可以得出各个弹簧模型相应的压缩量和伸长量，又由于预紧力的作用会使弹簧受压，查静刚度曲线可以得出相应的压缩量，从而上端悬置的实际压缩量为预紧力压缩量减自身作用下的伸长量，下端悬置的实际压缩量为预紧力压缩量加自身作用下的压缩量。通过实际压缩量和静刚度曲线可以确定弹簧的刚度值，最终得出变速箱端上方悬置刚度为500N/mm，下方为6500N/mm；发动机端上方悬置3000N/mm，下方2800N/mm。
6）模型验证：将悬置垂向刚度等参数代入到模型中，然后调整悬置的横向刚度和阻尼等参数，使模型输出相对稳定，同时使模型四个悬置安装点处的加速度与所测的原始整机状态同处一个数量级上，这样便有效的验证了模型的可信度。
2.3原始状态仿真分析
首先对所建动力总成动力学模型进行仿真计算，通过仿真得到原始状态四个支点的合力以及质心处的加速度，得出动力总成四个支点处合力的RMS值和发动机质心处的RMS值如表1所示。
通过表1可以得到原始状态下的“力传递率”，这里的“力传递率”指各处支反合力与质心加速度之比，如表2所示。
参考文献
[1] 韩晓峰.几种汽车NVH试验方法研究[D].合肥工业大学，机械工程学院，2008.
[2] WANG Yanping，ZHENG Mugiao. Prediction and Reduction of Structure Borne Noise in Vehicle [J].Journal of Beijing Institute of Technology，1995，4（2）：160-166.
[3] KANG Sang Wook，LEE Jang Moo，KIM.Structural-acoustic Coupling Analysis of the Vehicle Psaaenger Compartment with the Roof，Air-gap and Trim Boundary [J].Journal of Vibration and Acoustics，2001，122（3）：196-202.