基于等效分布质点的发动机悬置系统试验建模

为获得发动机悬置系统的相关参数,将非刚性、小柔性弹性体的发动机近似为含有n个质点的分布质点系。首先,根据拉格朗日方程建立了发动机悬置系统6自由度(6 degrees of freedom,简称6DOF)振动微分方程,包括质量阵、刚度阵和阻尼阵;其次,基于等效分布质点系统,构建发动机悬置3n DOF系统;然后,针对3点支撑的发动机台架系统,利用地磅测得每一个悬置处支撑的静态质量,通过发动机悬置测试试验系统测得发动机的激励输入信号及响应信号;最后,利用递推最小二乘法辨识得到分布质点系统的阻尼矩阵和刚度矩阵,在Matlab/Simulink中建立发动机悬置系统的仿真模型,并通过测试值与仿真值的对比,证明了辨识的准确性。给出的发动机悬置等效分布质点3n DOF系统在工程实际中,为悬置系统设计悬置支撑参数反解、悬置参数系统辨识提供了理论基础与实现途径。

汽车发动机悬置用天然橡胶胶料配方的研究

对汽车发动机悬置用天然橡胶(NR)胶料配方进行研究。结果表明:采用半有效硫化体系(硫黄/促进剂用量比为1.7/1.5)、炭黑N330/炭黑N774/白炭黑(用量比11/18/5)补强体系、防老剂4020/防老剂RD/防老剂MB/微晶石蜡(用量比2/1/1/1)防护体系的NR胶料的动静刚度比较小,耐热空气老化性能较好;硫化温度过高和硫化时间过长易导致NR胶料出现硫化返原,使其动静刚度比增大,耐热空气老化性能下降。

某新车型前轴焊合件发动机悬置安装点动刚度优化

对某新车型前轴焊合件发动机悬置安装点动刚度的优化进行了研究。在综合考虑动刚度分析结果和零件结构的基础上,分析出动刚度差的原因,由此得到改进方向,最终经过一步步优化得到最优的改进方案,并在研究中总结出了对汽车底盘结构件动刚度优化具有一定普适性的改进思路:在动刚度弱的方向(X、Y、Z方向中的一个或几个)增加支撑,再结合零件原有结构一步步改进,最终得到最优的改进方案。此改进思路可作为新零件开发或原有零件改进的设计指导。

发动机悬置系统的固有特性与模态解耦分析

随着汽车隔振技术的发展,人们对汽车乘坐舒适性有了更高的要求,各个汽车生产商也在逐渐增加这方面的投入。科学地设计动力总成的悬置系统,能有效降低车身和发动机的振动,在提升整车NVH性能的同时也给车内人员带来更舒适的体验。在悬置系统设计过程中悬置的固有特性和模态解耦是悬置系统设计的主要参数之一。本文对系统固有特性和模态解耦进行分析,为悬置系统隔振设计提供参考与帮助。

某轻型卡车发动机悬置系统模态优化设计

某轻卡由于发动机悬置系统的隔振率较低造成车内噪声较大,从模态能量解耦的角度对悬置进行改进设计。通过理论分析构建系统的数学模型,并根据模态能量理论计算模型的模态频率和解耦率。计算结果表明,该悬置系统的模态解耦较差,会导致车内噪声问题。通过联合仿真对元件的刚度和位置进行优化设计,优化后系统的解耦率明显提高,均大于90%,最大值达到97.39%,其中θ_(z)方向提高了39.69%。通过整车试验验证优化方案的有效性,优化后驾驶员右耳噪声最高降低4 dB(A),为轻型卡车发动机悬置系统优化设计提供了参考。

不同炭黑在汽车发动机悬置中的应用研究

研究4种炭黑(N330,N550,N774,N762)在汽车发动机悬置中的应用。结果表明:不同炭黑对悬置的动静刚度、耐疲劳性能和耐蠕变性能均具有较大的影响;炭黑N330的粒径小、结构度高、比表面积大,其填充胶料的硬度、拉伸强度、弹性模量、动静刚度、疲劳后刚度损失和蠕变量均高于其他3种炭黑填充胶料;悬置橡胶应采用结构度低、粒径大、比表面积小的炭黑,以减小悬置的动静刚度比、蠕变量及疲劳后刚度损失,特别适用于低硬度天然橡胶胶料,炭黑用量不大,有利于低刚度悬置的配方设计。

综合考虑解耦率和隔振率的发动机悬置系统多目标优化

发动机悬置的解耦率和隔振率是汽车动力总成设计的两个主要性能指标。通过iSIGHT软件集成Matlab与ADAMS,建立综合考虑解耦率和隔振率的数学模型,利用非支配解排序遗传算法对悬置系统的性能参数进行多目标优化。实车测试结果验证了该方法的可行性。

磁流变发动机悬置隔振性能与模糊PID控制

为了改善发动机悬置低频隔振特性,结合磁流变液体的流变特性,该文设计了一种磁流变发动机悬置,推导流动工作模式下液体液阻的表达式,运用键合图理论建立其键合图模型,推导磁流变悬置动刚度和阻尼角的表达式,应用Matlab软件编制程序对悬置低频动态特性进行仿真,仿真结果和试验结果基本吻合,证明了建模的准确性;建立了考虑悬架等效刚度和等效阻尼的发动机车架二自由度振动系统的数学模型,通过MATLAB/Simulink仿真模块搭建其仿真模型,并采用模糊PID控制方法对二自由度系统在不同工况下磁流变发动机悬置的隔振特性进行了仿真研究,结果表明磁流变悬置结合模糊PID控制方法能有效地降低车身加速度和传递到车架的力。该文为磁流变悬置的深入研究和发展提供了依据和参考。

基于区间分析的发动机悬置系统稳健优化设计

针对不确定参数发动机悬置系统的优化问题,基于区间分析理论,将稳健设计与多目标优化相结合,提出一种提高发动机悬置系统隔振性能的稳健优化设计方法。该方法在区间数学模型的基础上建立悬置系统稳健优化模型,以动反力及其变化范围最小为目标函数,固有频率的合理配置为约束条件,悬置刚度为优化变量,并将悬置刚度和悬置位置的波动范围作为区间参数变量,对某型轿车发动机悬置系统进行稳健优化设计。结果表明,该方法改善了悬置系统的隔振性能,提高了系统参数的稳健性。

基于粒子群算法的发动机悬置系统稳健优化设计

应用稳健优化设计理论,考虑设计变量的变差对优化设计结果的影响,建立了稳健优化设计模型。以发动机悬置系统能量解耦为目标,悬置刚度参数为设计变量,考虑目标函数和约束函数均值μ和标准差σ的变化,构造了发动机悬置系统的稳健优化模型。采用粒子群优化算法对发动机悬置系统的悬置刚度参数进行了稳健优化设计,并用Monte Carlo方法进行了分析。设计应用表明,优化方法可以有效降低系统解耦度对悬置刚度参数的敏感性,系统解耦度分布更合理。比遗传算法的计算效率高。

基于总传递力最小的发动机悬置系统优化设计

对某车型四缸直列发动机悬置系统进行了优化设计。使用SQP(sequential quadratic programming)优化算法,通过选择各个悬置的刚度,使传递到车身的动反力最小。同时保证各个悬置有足够的刚度,在各种工况下其静变形和振动幅值都限制在允许的范围内。优化后悬置系统隔振性能显著提高,传递力仅为原系统的50%。最后分析了优化后系统的隔振机理。

基于灵敏度分析的发动机悬置系统稳健优化设计

以发动机悬置系统能量解耦为目标,悬置刚度参数为设计变量,考虑目标函数和约束函数对于悬置刚度参数的灵敏度,构造了多目标优化数学模型。采用遗传优化算法对一款发动机悬置系统的悬置刚度参数进行了稳健优化设计,并用Monte Carlo方法进行了分析。结果表明,优化方法可以有效降低系统解耦度对悬置刚度参数的灵敏度,提高了悬置系统设计的实用性。

发动机悬置研究综述

介绍了发动机悬置的研究现状,传统的被动式橡胶悬置和液压悬置不能满足轿车多工况减振、降噪要求,主动悬置由于其优良的减振、降噪性能必将成为新一代悬置的发展方向。

采用正交试验的发动机悬置系统灵敏度分析

采用正交试验的灵敏度分析方法,以某款车型的动力总成悬置系统为例,计算动力总成悬置系统6阶固有频率和振动解耦率对悬置位置坐标参数的灵敏度,分析并识别出对悬置系统固有频率和主要方向振动耦合影响较大的悬置坐标参数。计算结果表明,悬置系统固有频率和解耦率的变化是多个悬置位置坐标参数共同作用的结果,该车型右悬置和后悬置的位置坐标参数对动力总成悬置系统六阶固有频率和解耦率影响较大。该方法为动力总成悬置系统的解耦布置、鲁棒设计提供参考。同时,基于正交试验的灵敏度分析方法不依赖于优化算法,可适用于离散、不可微或者隐式表达式的结构的灵敏度分析,对于此类问题的优化设计也具有一定意义。

发动机悬置系统优化设计

以吉利自由舰1.3升轿车为例,建立发动机六自由度数学模型,对发动机悬置参数进行优化,计算实例表明,合理地选择发动机的悬置参数有利于降低发动机的振动向车内传递,进而提高车辆乘坐的舒适性。

汽车发动机悬置系统动刚度模态分析

建立了基于悬置元件怠速工况下动刚度的发动机悬置系统MATLAB力学模型。同时由LMS实验模态分析系统测得了发动机实际工况下的运行模态参数,并以模态置信度对其进行了验证。与静刚度模型相比,以悬置元件动刚度建立的模型,其动态参数与运行模态参数更为接近,表明动刚度模型能更好地模拟悬置系统实际工况下的动态特性。

发动机悬置系统优化分析方法对比

针对某直列四缸发动机,运用传统的能量解耦优化法对悬置系统进行了优化,利用多体动力学仿真技术,以支承处的振动加速度最小为目标,对悬置系统进行了优化。以支承处的动态响应为评价指标,对两种优化设计的结果进行了对比。结果表明,满足解耦度高的方案很多,但这些方案的响应不一定能够满足隔振的要求,直接以支承处的响应为目标对悬置系统进行优化,结果更能满足隔振的要求。解耦度高并不是隔振一定要追求的目标,系统在各种激励作用下的响应最小,才是衡量隔振效果好坏的根本标准。

考虑工程约束的发动机悬置支架拓扑优化

为了提高发动机悬置支架的结构性能和减轻质量,以发动机悬置在多工况下加权柔度最小化和频率最大化为目标,并考虑了工程约束条件,对支架结构进行多目标拓扑优化。根据优化结果设计出的新发动机悬置满足强度、耐久性和模态频率的要求,降低了开发风险,减少了实物试验,节约了开发成本。

基于动刚度实验的发动机悬置系统计算模型及模态验证

计算模型的真实性、可靠性是模型建立的关键问题,线性系统动力学模型不能适应参数呈非线性系统的建模。以发动机悬置系统为例,通过实验获得刚度和阻尼参数,用实验的质量矩阵、刚度矩阵建立系统动力学计算模型,通过实验运行模态与计算模态相关分析得到验证模型。结果表明考虑动刚度参数的计算模型比传统静刚度模型更接近真实情形。

六自由度发动机悬置系统分析与优化设计

依据拉格朗日方程,建立发动机悬置系统六自由度动力学模型。研究耦合六自由度隔振系统的迹频响函数,对发动机悬置系统固有频率进行分析与设计,提出最优固有频率最优配置方式。结合优化的频率配置与Cholesky振型,采用等效弹心算法,对系统支撑参数进行反解。通过对发动机悬置系统的动力学仿真,结果表明优化后的发动机振动加速度小于优化前且各向基本解耦,验证了基于六自由度系统固有特性的发动机悬置优化设计方法的可行性和有效性。