要做好懸置系統設計，首先要搞清楚坐標系的定義問題，在懸置解耦分析過程中，不同的坐標系下計算出來的結果差異很大。在不同的坐標系下做解耦分析還涉及到動力總成慣性參數在不同坐標系下轉換的問題。今天我就和大家詳細探討這一問題。

一、坐標系定義

1、發動機坐標系：

以曲軸中心線與發動機后端面(RFB)的交點為坐標原點Oe; Xe軸平行于曲軸中心線,指向發動機前端; Ze軸平行與氣缸線,指向缸蓋; Ye根據右手定則確定,應與氣缸中心線所在的中心面垂直,指向發動機左側(從變速箱端向皮帶輪端看).見圖1

 圖1 發動機坐標系

2、質心坐標系：

坐標原點位于質心原點Oc;與發動機坐標系OeXeYeZe各軸對應平行且方向相同的坐標系為動力總成質心坐標系。見圖2。

圖2 質心坐標系

3、整車坐標系：

以兩個前輪中心點連線的對稱中心作為原點Ov，Xv軸從車頭指向車尾，Zv軸垂直向上，Yv軸則按右手法則確定的坐標系，如圖3所示。

圖3 整車坐標系

4、TRA坐標系：

TRA坐標系的原點位于動力總成質心位置，其中一個軸位于TRA軸上，另外兩個軸的方向不確定。圖4展示了一款前置后驅車型中TRA坐標系與發動機坐標系及整車坐標系的相對關系。

圖4 TRA坐標系與發動機坐標系及整車坐標系的相對關系

二、解耦坐標系適用情況

1、整車坐標系下得解耦分析

常規動力總成懸置系統（前橫置發動機）多在整車坐標系（原點設置在動力總成質心處）下解耦。參考整車坐標系解耦，更多的考慮路面激勵帶來的隔振影響。此時重點考察Z方向的解耦情況。

2、動力總成坐標系下的解耦分析

參考動力總成質心坐標系解耦，更多的考慮動力總成慣性力、慣性力矩對隔振的影響。因此動力總成質心坐標系下，需要重點考察有慣性力、慣性力矩存在的方向上的解耦情況。

3、TRA坐標系下得解耦分析

參考TRA坐標系，更多的考慮傾覆力矩波動對隔振性能的影響。 如果動力總成前置后驅左右懸置布置成V型或者中置后驅車型如以前五菱之光、長安之星的動力總成布置與水平面成50°夾角的情況下，最好是能做一下TRA坐標系下得解耦校核。重點要考察繞TRA軸的解耦情況。

圖5 與水平面成50°布置的發動機

三、參考不同解耦坐標系的問題

1、原則上：解耦應參照激振力的方向進行解耦。比如水平方向存在激振力，應確保水平方向的模態是解耦的。

2、但對于動力總成懸置系統來說，傾覆力矩波動引起的振動繞TRA方向。TRA坐標系的另外兩個軸一般不與任何一個水平坐標系平行。

3、因此，解耦僅參考一個坐標系似乎都不合理。

4、現今TRA軸是自由狀態無約束下的TRA軸，動力總成懸置系統TRA軸實際上應為約束TRA軸。

四、不同工況下解耦參考坐標系的適用情況

1、  怠速下，理論上參考TRA坐標系更好，但還需考慮發動機的缸數所帶來的激振力的方向。

2、  高轉速下，參考動力總成質心坐標系或整車坐標系更好（依據動力總成布置傾斜程度而由不同的考慮）。

3、  路面或輪胎激勵下，則參考整車坐標系更好。

4、  在低頻0-50HZ時，路面激勵和傾覆力矩波動對振動影響較大，慣性力/慣性力矩對振動影響較小。因此低頻范圍需重點關注整車坐標系和TRA軸坐標系下的解耦

5、  當轉速上升至一定范圍，慣性力/慣性力矩會顯著增大，但對應的頻率與懸置系統固有頻率相比已有足夠大的隔振空間。因此可以不考慮動力總成質心坐標系下的解耦情況。（見圖6所示）

 

圖6 不同轉速下傾覆力矩機慣性力的變化情況對比

通過上面的闡述，各位讀者，應該對坐標系定義以及解耦坐標系的選擇有了一個比較清楚的認識了吧！如果有什么不明白的，可以加我的微信一起探討，我的微信號是bycmgs。當然直接關注公眾號最好了。