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在低轉速(接近怠速)下,發動機激勵將導致車輛產生嚴重的抖動

在低轉速(接近怠速)下,發動機激勵將導致車輛產生嚴重的抖動

通常在低轉速(接近怠速)下,發動機激勵將導致車輛產生嚴重的抖動;而在高轉速下,發動機不平衡激勵將與駕駛艙內聲學空間產生空腔共鳴聲(Booming聲)。

為了隔離發動機不平衡激勵力,根據彈性支承粘性阻尼系統隔振理論,需要懸置元件具備低彈性剛度和低阻尼的特性。此時,為了獲得良好的隔振效果,懸置系統在發動機激勵方向的模態頻率應低於發動機怠速激勵頻率,以避免懸置系統在工作轉速範圍內發生共振,同時應儘量使激勵頻率與模態頻率之比最大化。

在低轉速(接近怠速)下,發動機激勵將導致車輛產生嚴重的抖動

這意味著懸置元件的剛度係數應該儘可能地小以獲取一個低的振動傳遞率,並要求其高頻時具備較小的阻尼係數。如果動力總成懸置元件的剛度係數太小的話,那也是不合適的,因為懸置系統將無法有效抑止衝擊載荷下的瞬態響應。

衝擊載荷主要來自加減速工況、制動工況和顛簸路面行駛工況,它們將激勵起動力總成懸置系統低頻共振模態。另外,較低的剛度係數還會導致動力總成產生過大的靜態和準靜態位移,這將損壞發動機零部件。

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因此,從這個角度而言,希望懸置元件具備高剛度和高阻尼以滿足限位需求和減小發動機在衝擊載荷下的回彈運動。由上述的討論可知,動力總成懸置系統的功能主要有三個方面:(1)支撐動力總成;(2)阻止衝擊載荷下的動力總成回彈運動;(3)在發動機轉速範圍內,隔離不平衡激勵產生的振動。

為了隔離相對較高頻率範圍內的振動,要求懸置元件儘量的“軟”,即低剛度、低阻尼;為了阻止低頻範圍內的回彈運動,則要求懸置元件相對的“硬”,即高剛度、高阻尼。這就是理想懸置元件的剛度阻尼頻率特性。

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由於低頻通常對應的是大的振動位移幅值,而相對的高頻則對應小的位移幅值,因此具備剛度阻尼幅值特性的懸置元件也能滿足理想懸置的要求。

另外,懸置元件的設計還應考慮到惡劣的使用環境,具備抗高溫、寒冷、潤滑油、燃油和清洗液等特性。同時成本、易維護性、可靠性和耐用性也必須在懸置元件和系統設計的過程中加以考慮。

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動力總成懸置系統的激勵分析是懸置最佳化設計和驗證的必須步驟之一。動力總成的激勵主要考慮占主導地位的發動機不平衡擾動。它主要包括運動部件的不平衡慣性力和波動扭矩兩個方面。

這些不平衡外力和外力矩的形式和具體量級又同發動機的缸數、氣缸排列方式、曲柄佈置形式、發火順序等引數密切相關。為了方便、快捷地獲取發動機激勵力和力矩引數,編制了發動機動力學計算程式——VINO。