扭矩軸是前置前驅車型懸置布置中的一個比較重要的概念，常見的3點TRA及4點TRA的布置都是圍繞它進行的。所以搞清楚扭矩軸的概念以及確定扭矩軸的位置是懸置設計之初首先要解決的。

1、主慣性軸和扭矩軸

假設一個剛體繞任意方向的軸線旋轉，此時一般會有一個使該旋轉軸方向改變的力矩產生，但肯定會存在一些軸線使剛體繞其旋轉時，不產生改變方向的力矩，這樣的軸線即為剛體的主慣性軸，繞主慣性軸的轉動慣量稱為主慣性矩。在剛體內的任一點只存在三個相互正交的主慣性軸（見圖1）。

圖1主慣性軸示意圖

換言之，動力總成在作自由扭轉振動時，它必然以主慣性軸作為扭轉的中心軸，當一個擾動力或力矩作用于發動機主慣性軸上時，則發動機沿此主慣性軸平動或轉動。實際上，對于動力總成來說，扭轉外力來自于發動機曲軸，通常曲軸與主慣性軸一般不重合（見圖1），而存在一定的夾角，因而在此外力矩的作用下，發動機并不沿任何一根主慣性軸轉動，而是繞某一根特殊軸轉動，此軸即為扭矩軸(TRA)。

扭矩軸的大小與主慣性矩幅值和他們相對于曲軸的方向有關，其位置由動力總成的三個主慣性矩以及三根主慣性軸在參考坐標系（曲軸坐標系）中的方向余弦唯一確定。如果把左右懸置的連線放置在扭矩軸（TRA）線上，隔振效果最佳，動力總成只繞扭矩軸線振動，而不會引起繞其它軸線的旋轉和平動，并具有較好的橫向穩定性。

2、扭矩軸（TRA）計算實例

2.1、Matlab計算（質心坐標系）

動力總成在質心坐標系中的轉動慣量以及慣性積Ixx 、Iyy 、Izz 、Ixy 、Ixz 、Iyz 很容易通過實驗得到，見表1。

表1測得的動力總成的慣性參數

通過構建慣性矩矩陣如下：

求解此矩陣的標準特征值，所得到的三個特征值即為主慣性矩，特征

值所對應的模態向量即為相應的主慣性軸的方向余弦。圖2為Matlab程序計算界面。

圖2 Matlab計算特征值

求的的主轉動慣量及方向余弦、方向角如表2所示

表2 主慣性矩及方向余弦、方向角

主慣性矩 Jp / kg·m2	Jp1	Jp2	Jp3
4.85	10.61	11.13
方向余弦	αi	βI	γI
	-0.957178	-0.270337	0.103581
	-0.138523	0.113506	-0.983833
	-0.254209	0.956051	0.146093
方向角 / deg	αi	βI	γI
	163.17	105.68	84.05
	97.96	83.48	169.68
	104.73	17.05	81.60

其中

分別為主慣性軸與參考坐標之間的夾角。因此，扭矩軸(TRA)與參考坐標軸之間夾角

的方向余弦可以按下述公式計算為：

   由于扭矩軸肯定會通過動力總成質心，所以可通過空間一點中的任意坐標來確定出扭矩軸線上一點的所有坐標。假定已知X = 500mm，則：

                 

通過計算我們得到扭矩軸上一點（X，Y，Z），將這一點與質心連線即為動力總成的扭矩軸。

2.2EXCEL編程計算（整車坐標系）

用EXCEL編程可以更直觀的獲得懸置點連線與TRA的關系（見圖3和圖4）。可以用于懸置布置校核，常規要求左右懸置點連線與TRA偏差不要超過20mm。超過了會導致后懸置在靜載狀態下受載，影響整車怠速性能。

圖3EXCEL程序輸入界面

圖4 計算過程說明

按照圖4  EXCEL程序計算獲得TRA軸定位坐標，確定TRA軸位置及方向，得到與左右懸置點連線的位置關系見圖5及圖6：

圖5 俯視圖

圖6側視圖

從圖5的俯視圖可知，TRA軸與左右懸置連線基本重合，載荷將主要左右懸置承擔，后懸置不承載，可以得到比較滿意的整車怠速NVH效果。

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