汽車動力總成懸置系統的案例
汽車動力總成懸置系統及懸置設計與實驗驗證
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NVH與汽車開發0.doc
NVH材料在汽車方面的應用.part2.rar
基于能量法解耦的汽車動力總成懸置系統優化
【摘要】針對某皮卡車更換動力總成后，出現怠速工況下動力總成晃動較大的現象* 利用能量法
解耦的基本原理，并采用?@?$A 對該車動力總成懸置系統進行優化設計，從而提高其隔振效率，降
低整車的振動。
關鍵詞：動力總成懸置系統Y 能量法解耦Y ?@?$AY 優化
基于能量法解耦的汽車動力總成懸置系統優化.pdf
【技術貼】EXCITE Mount Layout工具在動力總成懸置設計上的應用
1 前言
動力總成懸置系統作為動力總成和車身之間的隔振系統，其工作性能直接影響整車舒適性、平順性及 NVH性能。隨著汽車技術的發展和路況的不斷改善，動力總成成了汽車的最大振動源，為改善汽車的乘坐舒適性，懸置必須具有良好的隔振作用。如何選擇或設計合理的懸置也是汽車開發過程中的重點之一。EXCITE Mount Layout 工具作為懸置設計的專用工具，可為懸置設計開發提供極大便捷性。本期技術貼將給大家介紹EXCITE Mount Layout 在懸置開發過程中應用。
眾所周知，汽車的懸置一方面固定和支撐動力總成，并在車輛行駛過程中限制由于車輛啟動、加減速或者路面顛簸等原因引起的動力總成位移，防止與其他部件碰撞，另一方面也起到隔振作用，將內燃機的振動盡可能少的傳遞到車身，提高車輛的音振性能水平。從隔振角度而言，希望懸置越軟越好，以此將振動隔離到最?。欢鴱闹С泻拖尬坏慕嵌葋碇v，由于布置空間和結構的限制，希望懸置越硬越好。所以在懸置系統設計時，就要平衡好兩者的關系，在盡可能隔振的基礎上，也要保證支撐和限位的功能。
2 建模簡介
由于動力總成懸置系統的固有頻率一般在 5~30Hz之間，而動力總成的彈性模態一般要大于60 Hz，也就是說在懸置系統固有頻率范圍之間，動力總成的振動只以剛體模態存在，在懸置概念設計過程中，動力總成考慮成剛性體，只需要考慮其質量以及轉動慣量。EXCITE Mount Layout工具中，用戶可直接定義動力總成質量以及轉動慣量信息。同時該工具也支持分別定義發動機以及變速箱質量屬性以及空間位置，快速完成動力總成剛性體創建。
早期動力總成懸置方案選取過程中，合適的懸置個數與合理的位置直接關系到懸置的隔振效果，動力總成懸置個數與動力總成重量、尺寸、安裝方式以及發動機排量相關。汽車動力總成懸置系統多采用三點或四點支承。
展開 純電動轎車三電匹配研究
表6 優化后的懸置安裝位置(與質心距離/mm)
表7 優化后的懸置三向靜剛度參數/(N?mm-1)
3.2 懸置非線性段剛度及拐點設計
根據質心位移控制要求和懸置非線性剛度及拐點設計方法，在MATLAB 中進行編程，設計結果如表8所示。計算得到電動汽車動力總成懸置系統18工況下的動力總成質心如表9 所示。從結果來看，該電動汽車位移均控制在設計目標范圍之內，滿足設計要求。
4 結語
本文以某型電動汽車動力總成懸置系統為研究對象，建立了動力總成固有頻率、能量分布及質心位移控制的設計要求，給出了各懸置線性段和非線性段剛度及剛度拐點、各懸置安裝位置的設計方法，應用MATLAB/Isight 對系統進行設計計算，設計后的動力總成各參數均滿足設計要求。
表8 各懸置剛度和拐點設計結果
表9 設計后的動力總成質心位移
展開 
基于動力總成質心位移及轉角控制的懸置系統優化設計
參考文獻:
[1] 呂兆平能量法解耦在動力總成懸置系統優化設計中的運用[J].汽車工程，2008（6）：523~526
[2]周冠南，蔣偉康等基于總傳遞力最小的發動機懸置系統優化設計[J].振動與沖擊，2008（8）：56~58
[3] 謝展，于德介，李蓉.汽車發動機懸置系統的多目標穩健優化設計[J].汽車工程,2013(35)：893~897
[4] 趙艷杰，陳翀基于Matlab的動力總成懸置系統參數優化設計[J].機械設計，2009,26(8):62~65
[5] 吳飛等，綜合考慮解耦率和隔振率的發動機懸置系統多目標優化[J].汽車工程2013(35)：18~22
[6]胡朝輝．多材料一多零件規格組合結構多目標優化的應用研究[J]．機械工程學報，2010，46(22)：111~116．
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展開 基于Adams的電動汽車動力總成懸置系統分析與優化設計
4 動力總成懸置優化結論
通過以上分析和優化，新方案（三點懸置）為本次動力總成懸置最佳布置方案，墊剛度建議取值X/Y向：300N/mm； Z向取600—750N/mm；這樣新方案在解耦率方面是可以很好的滿足要求的（六方向解耦率均大于80％），，且前六階頻率間隔大于1HZ，同時避開了常用車速下傳動軸的二階頻率和輪胎激勵，有利于整車NVH性能的改善。
5 結束語
經過以上分析，我們對不同形式動力懸置系統的剛體模態和能量解耦分析，并且通過Adams軟件的懸置系統仿真和解耦計算，掌握了動力總成懸置系統的設計思路及關鍵點，為各類變型車設計及新車型開發提供了理論依據和設計參考。
展開 動力總成懸置系統優化設計方法探討 ￥8.8
動力總成懸置系統優化設計方法探討
整車動力總成懸置系統NVH解決方案
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基于ADAMS/View的動力總成懸置系統軟件開發
對于在ADAMS/View下進行懸置系統仿真與優化軟件的二次開發，是相當不錯的資料，分享給大家。
基于ADAMS.View的動力總成懸置系統仿真分析二次開發.part2.rar
基于ADAMS.View的動力總成懸置系統仿真分析二次開發.part1.rar
電動汽車電機總成懸置系統仿真分析及優化
２）改變電機的懸置位置和剛度
改變電機的懸置位置，電機懸置點的坐標同表 ３。同時，減小電機的懸置剛度。懸置剛度降低后，系統的固有頻率減小，有利于隔振。原結構電機懸置系統在 x、 y、 z ３ 個方向的剛度分別為 ９０、１００、４９５ Ｎ／ｍｍ，改進后電機懸置系統在 x、y、z ３ 個方向的剛度分別為 ９０、９０、４００ Ｎ／ｍｍ。電機懸置系統的固有頻率和解耦率如表 ５ 所示。
由表 ５ 可知：電機懸置系統在 ６ 個方向的固有頻率相對于只改變電機的懸置位置有所降低，有利于提高懸置系統的隔振率，各個方向固有頻率的間隔也都大于 １ Ｈｚ，可以避免頻率太近而造成振動耦合。除了沿 z 軸方向的平動，其他方向固有頻率的能量解耦率也較只改變系統的懸置位置時高。仿真表明，同時改變電機的懸置位置和剛度［１７］，優化效果好于只改變電機的懸置位置。
５ 電機總成位移及轉角校核
參考美國通用汽車公司針對傳統燃油汽車擬定的懸置系統 ２８ 種工況計算規范［１８］
，制定電動車輛動力總成懸置系統 １６ 種工況計算規范表，對動力總成質心的位移和轉角進行校核。再根據動力總成質心的位移及轉角，分析動力總成的包絡面，檢查動力總成與其附近零部件的干涉情況。工況表格內容和計算結果較多，這里只列出動力總成質心在 x、y、z 軸方向的最大位移 lx、ly、lz，以及繞 x、y、z 軸方向轉動的最大轉角 α、β、Γ，如表 ６ 所示。
從表 ６ 可以看出，在 １６ 種工況下，只改變電機的懸置位置與同時改變電機的懸置位置和懸置剛度兩種方案電機質心的最大位移和轉角均小于原結構，說明動力總成與其附近零部件不會發生涉，滿足設計要求。
展開 某汽車動力總成橡膠懸置疲勞計算
1 引言
動力總成懸置系統重要功能之一是動力總成支撐和定位的作用。根據整車空間及減振的需要，發動機被支撐在幾個懸置上，在發動機本身振動和外界作用力驅動下，發動機和底盤之間存在著相對運動。因此懸置系統具有控制發動機相對運動和位移的功能，使發動機始終保持在相對穩定和正確的位置上，而不能讓發動機在各方向運動中與底盤、車身上的零件產生干涉和觸碰。對于懸置系統而言，其疲勞性能的好壞對整車性能影響極大，越來越受到人們的關注。橡膠懸置的疲勞破壞形式以橡膠主簧失效居多，因此橡膠主簧的疲勞對整個懸置系統的壽命起著決定性的作用。今年來隨著有限元技術的不斷成熟，用有限元法來分析橡膠材料的疲勞破壞被各國學者廣泛采用。某動力總成橡膠懸置在臺架疲勞中出現橡膠主簧斷裂現象，如圖1 所示。由圖可知，橡膠主簧斷裂處位于主簧下側圓角處。此懸置臺架疲勞要求在特定的疲勞工況及特定的試驗頻率下，橡膠主簧40 萬次不出現裂紋，但是試驗懸置在27 萬次時失效，出現橡膠主簧斷裂現象。
圖1 失效橡膠懸置疲勞斷裂示意圖
針對此問題，首先采用ABAQUS 對失效懸置進行剛度與應變進行分析，找出失效懸置主簧斷裂與有限元計算結果之間的一致性；然后根據失效懸置與計算結果對原懸置重新進行結構設計，并利用ABAQUS 預測新結構懸置的應變與疲勞特性；最后通過臺架疲勞試驗驗證此懸置的實際壽命。
2 失效懸置有限元分析
2.1 模型描述
此懸置為某汽車動力總成前懸置，懸置外管與動力總成側支架固連接，懸置芯子與車身側支架固連接，如圖2 所示。
展開 
基于SimSolid對汽車動力總成懸置支臂的靜力與模態分析
SimSolid軟件在計算后，偶爾會出現無結果的現象，需要再次提交計算才能讀出結果，尚不知是軟件原因還是操作原因導致：
【附件】
PDF原文檔
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源文件：
Mount-bracket-20190112.zip
純電動汽車動力總成懸置支架主動端拓撲優化分析
純電動汽車動力總成懸置支架主動端拓撲優化.pptx
對某純電動汽車動力總成懸置主動端進行拓撲優化，找出材料最優分布空間，為輕量化提供參考。
通過不同的優化控制條件進行不同程度的拓撲計算。
目標函數：最小應變能指數
約束條件：最小頻率500Hz、最大體積分數0.3
優化控制條件：最小尺寸（20mm，15mm，25mm）、最大尺寸（40mm，30mm，50mm）、最大應力（150Mpa）
拔模約束：Draw
捕獲.jpg
通過四個優化方案對比得出：方案四相對于方案一、方案二和方案三，質量減少，且應力明顯下降，較為推薦。 當前優化結果主要針對載荷傳遞路徑，實際結構應參考工程經驗及制造方案進行細節優化與設計。對于實際設計，可參考此種結構的拓撲構型，底部貫穿孔適當擴大，上部做出適當填補調整。
展開 動力總成懸置系統設計中的坐標系定義及解耦坐標系討論
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。
展開 基于Optistruct的動力總成懸置瞬態動力學響應分析
動力總成懸置系統（Powertrain Mounting System, PMS）是汽車底盤與動力總成（發動機+變速箱）之間的關鍵連接部件，其核心作用是支撐、定位、隔振和限位。它直接決定了整車的NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）性能、駕駛平順性、耐久性及安全性。
使用Optistruct進行動力總成懸置瞬態動力學響應分析是一個復雜但非常重要的工程任務，主要用于評估動力總成及其懸置系統在時變載荷（如發動機點火激勵、路面沖擊、急加減速等）作用下的動態行為。
