廖謝思磊

摘 要：動力總成懸置系統(tǒng)可以將動力總成、車身、底盤這三種部件有效的鏈接在一起，可在動力總成正常運(yùn)行的同時(shí)，還有效降低了汽車發(fā)動機(jī)在運(yùn)行時(shí)的振動。所以，動力總成懸置系統(tǒng)在汽車的眾多系統(tǒng)中的地位是極其重要的。本文就對動力總成懸置系統(tǒng)的解耦優(yōu)化系統(tǒng)進(jìn)行有效優(yōu)化進(jìn)行闡述，希望對相關(guān)的工作人員提供到一定的幫助作用。

關(guān)鍵詞：汽車動力總成懸置系統(tǒng);懸置參數(shù);解耦優(yōu)化

1 動力總成懸置系統(tǒng)概述

所謂動力總成懸置系統(tǒng)是能夠使動力總成和車架進(jìn)行連接的部件。目前，我國的懸置系統(tǒng)主要包括膠墊懸置，液壓懸置和半主動懸置以及主動懸置。相比之前的動力總成來說具有更高的穩(wěn)定性和可靠性，不僅能夠有效支撐住動力總成的重量，還具有隔振的作用，因此，在能夠有效保障動力總成正常運(yùn)行的同時(shí)，還可提高駕乘人員乘坐的舒適性。

2 汽車動力總成懸置系統(tǒng)實(shí)施解耦優(yōu)化分析研究

（1）力學(xué)模型角度分析。汽車的動力總成主要是采用懸置的方式支撐在汽車的車架或底盤上，在實(shí)際中可運(yùn)用激振的方式對其振動頻率進(jìn)行分析。當(dāng)振動的頻率小于三十赫茲，則汽車動力的總成被視為剛體。目前被廣泛運(yùn)用的橡膠懸置具有良好的彈性和阻尼優(yōu)勢。因此，會起到彈簧的作用，但是由于汽車動力總成的各個(gè)支撐點(diǎn)的位置距離較遠(yuǎn)，所以起到的作用及其微小，在分析汽車動力總成懸置系統(tǒng)的空間三個(gè)正交的彈性軸方向的剛度可使用Ku、Kv以及Kw為代表進(jìn)行分析。如圖1所示。

從上圖中可觀察到整體的坐標(biāo)系為G—x0y0z0，圖中中心點(diǎn)G的位置位汽車動力總成的質(zhì)心點(diǎn)，通過上圖也可發(fā)現(xiàn)x0軸與發(fā)動機(jī)曲軸軸線是處于平行狀態(tài)，而z0軸則是與其稱上垂直狀態(tài)[1]。從圖中可看出當(dāng)G—XYZ平動坐標(biāo)系處于靜平衡的狀態(tài)時(shí)，此時(shí)是與整體的坐標(biāo)系重合，當(dāng)動力總成質(zhì)心分別沿著x、y、z這三個(gè)軸向平移，在繞行后產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角可表示為θx、θy和θz。因此，廣義坐標(biāo)向量Q則可表示為：Q=（x，y，z，θx，θy，θz）T，而從圖1中可發(fā)現(xiàn)Kui、Kvi、Kwi則代表的就是第i個(gè)懸置沿著彈性主軸的方向而形成的剛度。

（2）數(shù)學(xué)模型角度分析。由于汽車發(fā)動機(jī)的動力總成懸置系統(tǒng)的阻尼微小，所以它主要起到的作用是降低共振峰值，在振動較小的作用之下，可以將汽車發(fā)動機(jī)動力總成懸置系統(tǒng)帶來的振動阻尼忽略。因此，運(yùn)用無阻尼自由振動微分方程方式對汽車發(fā)動機(jī)動力總成懸置系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)研究時(shí)可以將其表示為：

在上述公式中，Q代表為廣義坐標(biāo)向量。

為表示為坐標(biāo)加速度向量;而的公式中M為懸置系統(tǒng)的質(zhì)量矩陣，而懸置系統(tǒng)的剛度矩陣則用K代表出來。

對汽車動力總成懸置系統(tǒng)的固有頻率的主振型進(jìn)行計(jì)算。

從以上公式中可知，矩陣的特征值代表的是汽車動力總成懸置系統(tǒng)的圓頻率，而與其相對應(yīng)的特征向量則就是懸置系統(tǒng)的固有振型。

3 基于能量法進(jìn)行解耦分析

根據(jù)上述的汽車動力總成懸置系統(tǒng)的質(zhì)量矩陣和振型矩陣，可以從其中看出懸置系統(tǒng)的各階主在發(fā)生振動時(shí)的具體能量分布狀況[2]。基于此，將處于第i階時(shí)的固有頻率振動能量與第k個(gè)在廣義坐標(biāo)上所能夠分配到的動能量與汽車動力總成懸置系統(tǒng)的總動能運(yùn)用百分比形式可表示為：

使用能量法進(jìn)行解耦分析的主要優(yōu)勢就是可以不受發(fā)動機(jī)類型和布置形式特點(diǎn)的約束，這樣可以有效地解決復(fù)雜形態(tài)頻率與解耦目標(biāo)兩者之間的關(guān)系。給予這種優(yōu)勢所以被眾人廣泛運(yùn)用。

將測試的出來的動力總成懸置系統(tǒng)的固有頻率的結(jié)果可以有效降低優(yōu)化計(jì)算過程中產(chǎn)生的誤差，因此，可表示為：

有上述公式可知，?i（x）在上限以及下限之間的取值為|?i（x）-gi|，在其他期間則選取的Six則為懸置系統(tǒng)的變量向量，懸置系統(tǒng)的第i階固有頻率由公式中的?i（x）表示，而gi則表示的是第i階固有頻率的理想數(shù)值數(shù)值。另外，汽車動力總成懸置系統(tǒng)的第i階頻率的加權(quán)因子可由ωi表示出來。

4 解耦優(yōu)化后的汽車動力總成懸置系統(tǒng)應(yīng)用

將解耦優(yōu)化完畢的懸置系統(tǒng)應(yīng)用的到汽車中，一般汽車具有三到四個(gè)懸置，左右兩個(gè)懸置分別布置在動力總成扭矩軸上，可發(fā)現(xiàn)汽車的整體性能較之以往的汽車動力總成懸置系統(tǒng)得到了很大的改善，在提升車輛順利運(yùn)行的同時(shí)，還降低了汽車在運(yùn)行中所產(chǎn)生的振動，對汽車可靠性的提升和穩(wěn)定運(yùn)行都起到了很重要的作用。

5 結(jié)束語

綜上所述，對汽車動力總成懸置系統(tǒng)分別從力學(xué)模型和數(shù)字模型這兩個(gè)角度進(jìn)行了相關(guān)分析，進(jìn)而有效對其實(shí)施解耦優(yōu)化，可使得懸置系統(tǒng)的最大獨(dú)有頻率以及最小固有頻率達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而可進(jìn)一步的解耦率和求解精度，能夠使目前企業(yè)在開發(fā)新車型的過程中遇到的問題得到解決。同時(shí)，還能提高汽車的可靠性，還能夠使汽車的舒適感在一定程度上得到提升?；诖耍嚓P(guān)工作者應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對汽車動力總成懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)工作，能夠更好的促進(jìn)汽車行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹帥.汽車動力總成懸置系統(tǒng)解耦優(yōu)化及典型工況校核[D].桂林電子科技大學(xué)，2017.

[2]蔣孫權(quán).汽車動力總成懸置系統(tǒng)布置研究[J].科技風(fēng)，2018（24）：3，12.