动力总成悬置系统解耦布置的鲁棒性分析 Robust analysis for decoupling layout of a powertrain mounting system.pdfVIP

振动与冲击 第28卷第9期 JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK 动力总成悬置系统解耦布置的鲁棒性分析 吴杰1，上官文斌1’3，唐静1，宋志顺2，黄振磊3 (1．华南理工大学机械与汽车T程学院，广州510641；2．泛亚汽车技术中心有限公司，上海201201； 3．宁波拓普声学振动技术有限公司，宁波315800) 摘 要：基于实验设计方法，仿真分析了汽车动力总成悬置系统解耦布置的鲁棒性。以某款车的动力总成悬置系 统为例，计算了悬置静刚度对悬置系统固有频率和解耦率变化的贡献率，识别出了对悬置系统解耦布置影响较大的悬置 静刚度参数。算例结果表明，悬置系统周有频率和解耦率的变化是多个刚度参数共同作用的结果，悬置系统三个平动方 向的同有频率和解耦率受刚度参数变化的影响较小，三个转动方向的固有频率和解耦率受刚度参数变化的影响较大。该 方法为设计解耦布置优良、稳健的动力总成悬置系统提供了一般的分析方法和理论依据。 关键词：动力总成悬置系统；灵敏度分析；鲁棒性；实验设计 中图分类号：TK406 文献标识码：A 动力总成悬置系统的首要任务是隔离动力总成的 总成悬置系统的固有频率和解耦率对悬置静刚度的灵 振动向车架、车身及车厢内部传递，尤其是控制发动机 敏度，计算了悬置静刚度的变化对悬置系统固有频率 怠速工况下的低频抖动，并隔离发动机高速运转时引 和解耦率变化的贡献率，识别出了对该动力总成悬置 起的车室内部的高频噪声。动力总成悬置系统的设计 系统解耦布置影响较大的悬置静刚度参数。为确保悬 是一个复杂的任务，其基本原则是解耦布置¨。2】。若 置系统以较好地鲁棒性按照设计的固有频率和解耦率 系统的同有模态之间存在运动耦合，则在某一自由度 工作，必须将那些对悬置系统解耦布置鲁棒性影响较 方向上的振动会激起其它方向上的振动，对悬置系统 大的参数作为主要设计参数。 的振动控制和隔振不利。尤其在发动机怠速工况下， 1 悬置系统固有频率和解耦率的计算方法 发动机倾覆力矩主谐量的频率与发动机的刚体振动模 态(约5Hz～30Hz)较为接近，模态耦合会使隔振性能图1为一动力总成横置、前轮驱动的动力总成悬 恶化。因此动力总成悬置系统设计的基本任务是解决 置系统的6自由度模型(3个平动和3个转动自由度)。 动力总成的各刚体振动模态的频率配置问题和振动耦 在动力总成上建立一个动坐标系Go—XYZ描述动力总 合问题。 成的运动，原点G0位于动力总成质心，Y轴平行于发动 建立模型时，一般将动力总成视为6自由度刚体， 机曲轴轴线方向并指向发动机前端，x轴水平指向汽 由n(n≥3)个悬置支撑在车架、副车架或车身上HJ。 车后方，z轴垂直曲轴向上，该坐标系称为动力总成坐 动力总成悬置系统的固有频率和解耦率(又称为模态 标系。悬置系统中的每个悬置简化成沿其三个弹性主 能量)与悬置的刚度、安装位置以及安装方位等参数相 轴方向具有刚度和阻尼的元件H．5J，悬置的三个弹性主 关…。实际上，悬置系统的固有频率和解耦率对不同 轴方向相互垂直，分别用配i，秽i和彬；表示(i=l，2，…， 设计参数的敏感程度(灵敏度)并不相同。近年来，鲁 I／,，／／,为悬置个数)，以三个弹性主轴建立的坐标系称为 棒性分析和设计方法逐渐被应用于汽车工业领域。 悬置的局部坐标系。 QatuHo计算分析了悬置刚度变化对动力总成悬置系统 频率间隔鲁棒性的影响；Sirafi和Chang[61仿真研究了 橡胶悬置刚度和副车架刚度的变化对悬置系统解耦率 鲁棒性的影响；Pang和Qatul71采用实验设计方法仿真 分析了汽车排气系统振动响应的鲁棒性。 本文基于正交实验设计方法，仿真分析了某动力 基金项目：广东省自然科学基金博士启动基金，广东省电动 汽车研究重点实