整车环境下动力总成悬置系统振动特性研究-绵羊汽车生活记录

摘要：基于动力总成悬置系统的振动处于整车环境的考虑，建立包含动力总成悬置系统的整车虚拟样机模型．对比六自由度和整车环境下动力总成悬置系统的固有特性；通

摘要：基于动力总成悬置系统的振动处于整车环境的考虑，建立包含动力总成悬置系统的整车虚拟样机模型．对比六自由度和整车环境下动力总成悬置系统的固有特性；通过整车在Ｂ级路面行驶试验，分析动力总成悬置系统的振动响应特性；通过整车在极限工况行驶的模拟，对动力总成的位移和悬置元件的变形进行研究．结果表明：整车建模更好地反映实际振动情况，可用于动力总成悬置系统设计流程中的匹配设计、振动分析、动载荷校核和空间位置干涉校核等环节．

动力总成悬置系统的振动直接影响汽车乘坐舒适性［１］．在动力总成悬置系统的研究中，基于刚性基础假设的六自由度模型建模方式被广泛使用［２］．然而动力总成处于整车这样一个复杂的系统中，并且汽车朝着轻量化方向发展，动力总成相对于车身的质量比重上升，动力总成支撑于刚性基础的假设建立的六自由度模型变得不可靠［３］．因此，很多学者提出在整车中研究动力总成悬置系统．文［４］在简化的整车模型基础上，以怠速工况汽车座椅地板处的振动响应最小为目标，对悬置的位置和刚度进行优化；文［５］建立了１３自由度整车动力学模型，并对六自由度和十三自由度模型的固有特性进行比较；文［６］在建立比较完善的整车模型的基础上，通过正交试验研究发动机悬置参数对座椅振动的影响，并对影响大的参数进行优化．

然而，现有研究或者对整车系统进行大量简化，或者没有考虑有路面激励情况下的动力总成悬置系统的响应问题．同时，对悬置系统设计过程中悬置元件动载荷的校核以及各零部件空间位置干涉情况校核鲜有研究．

本研究以某国产轿车三点式橡胶悬置为例，建立包含动力总成悬置系统的整车动力学仿真模型．比较了六自由度模型和整车模型中动力总成的固有特性．通过整车在Ｂ级路面的行驶试验对动力总成的振动响应和悬置元件的动载荷进行分析．同时，模拟汽车特殊工况下的行驶状态，对动力总成的空间位移和悬置元件的限位情况进行研究．通过整车建模对动力总成悬置系统展开研究，为悬置系统的设计分析提供参考．

动力总成的固有频率远大于悬置系统的频率，因此可以将动力总成假设为刚体，而橡胶悬置元件简化成三根互相垂直的弹簧阻尼元件，这样动力总成悬置系统就简化为一个六自由度的振动模型［７］．如图１所示．在建模时采用图１中所示的坐标系．坐标原点为动力总成质心，ｘ轴正向平行于曲轴中心线并指向发动机前方，ｚ轴正向与发动机缸体中心线平行指向上方，ｙ轴正向根据右手定则确定．

以某Ａ型车为例，该车型前悬架为双横臂独立悬架，后悬架为斜置臂独立悬架；转向系统采用齿轮齿条式转向机构；动力总成采用三点支撑，三个悬置元件为橡胶悬置．汽车是一个复杂系统，在整车建模时可以把对本研究影响不大的部分进行简化．本研究对于各部分子系统做如下假设：１）将承载式车身简化到其质心，用一个质量块表示；２）悬架系统简化为线）制动系统和座椅系统对本研究影响较小，将其质量惯性特性简化到车身质量块．动力总成悬置系统的假设如１．１节所述．在ＡＤＡＭＳ进行虚拟样机建模时，橡胶悬置元件使用ＢＵＳＨＩＮＧ力元代替［８］，并按实际安装角度将动力总成安装在车架上；汽车轮胎采用ＵＡ轮胎模型．在Ａｄａｍｓ／Ｖｉｅｗ中建立整车虚拟样机模型如图２所示．

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