某輕型卡車發動機懸置系統的振動測試與分析

摘 要:針對某輕型卡車動力總成懸置系統進行振動測試，得到各懸置點在點火、怠速和熄火工況下的振動響應。在Matlab環境下對測試數據進行時域和頻域處理。提出了懸置系統參數優化設計方案，從而提高隔振效果。

關鍵詞:發動機懸置系統振動測試

中圖分類號:U463文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(a)-0146-02

隨著汽車工業的快速發展，大功率發動機和輕量化汽車材料的使用，使得發動機傳遞至車身的振動幅值加大。發動機工作過程中產生的不平衡力和力矩與路面的不平度是汽車振動的主要激勵源。發動機作為汽車最重要的振源之一，由它產生的振動如果得不到很好的控制。本文通過對某汽車發動機懸置系統的振動測試與分析，提出了懸置系統的設計優化方案。

1 發動機懸置系統振動測試試驗方案

動力裝置懸置的可以采用兩個懸置，三個懸置，四個懸置，甚至可以采用五個懸置。本汽車發動機懸置系統采用四點式布置方式。懸置系統的懸置點分別位于左前、右前、左后、右后。其布置方案如圖1所示。采用三軸傳感器對各懸置點進行加速度測試，測試方向分別為x、y、z，即前后、左右及上下方向。該測量坐標系和標準的車身坐標系重合。

測試分別在以下幾種情況下進行:(1)左前、右前、左后、右后4個懸置點的點火-怠速-熄火過程;(2)左前、右前、左后、右后4個懸置點的怠速工況;(3)變速操縱桿點火-怠速-熄火過程;(4)方向盤點火怠速工況。試驗采用丹麥BK測試系統進行數據的采集與分析。

2 試驗數據處理及分析

應用Matlab軟件對點火、怠速和熄火工況下各懸置點的測量數據進行分析，作圖形轉換，得到各懸置點輸入輸出振動加速度時域相應曲線，對系統怠速工況下測試數據進行傅里葉變換，得到對應各階響應的頻譜圖，近而分析整個懸置系統的隔振效果。

2.1 右懸置點怠速振動的頻域分析

在對各懸置點怠速狀態下振動的頻率響應曲線分析時，其中右后懸置點的y、z方向的軟墊隔振效率分別為69.7%和64.1%，需要改善其隔振性能。圖2、圖3所示分別為怠速工況下右后懸置的懸上點和懸下點的x、y、z三個方向的振動頻率響應曲線的比較。

由圖3所示右后懸置點怠速振動的頻域曲線分析知，右后懸置懸下點在z方向的一階響應頻率16Hz左右，接近發動機的低階激振頻率。通過增加該方向的懸置剛度，適當提高后懸x向剛度，可以提高其隔振效率。

2.2 方向盤的三個方向振動強度分析

略。

2.3 怠速工況下懸置軟墊的隔振效果分析

怠速工況下軟墊總成能量傳遞效率如表1所示，輸入、輸出分別為懸上和懸下的瞬時加速度值。

從表1可知，懸置基本能有效隔離動力總成各個方向的振動，其中左前、右前懸置點懸上和懸下振動能量接近，因此處于比較良好的狀態。后懸置點X方向傳遞的能量接近，經懸置軟墊后都為0.84m/s2，因此處于平衡狀態。而Z方向，左后懸置的激振較大，為右后懸置激振能量(加速度均方根值)的7.5倍，傳遞后的能量也達到了4倍，傳遞后Y方向也達到了2倍。動力總成此處振動存在不平衡，因此此處易產生激振。

由于發動機懸置系統動力學特性與其懸置支承參數有密切關系，從試驗數據分析得到，總成懸置點在部分方向上振動強度過大，致使總成隔振性能有所下降，需要對懸置系統參數進行調整，使其相互協調匹配，綜合優化，以提高整車舒適性。優化可以通過以下幾個方面實現。(1)提高后懸置軟墊x向的剛度，并控制剪切剛度;(2)提高動力總成曲軸、活塞等部件的動平衡要求，以改善動力總成的振動;(3)加強懸置支架的強度。

3 結語

本文通過對某型號的輕型卡車發動機動力總成懸置系統的振動測試，得出右后懸置點及變速操縱桿存在較大的振動，提出了提高剛度、加強支架強度等優化設計方案。

參考文獻

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