發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)的整車振動(dòng)(完整版)
【正文】 和力矩的動(dòng)力總成振動(dòng)參數(shù)是簡(jiǎn)單的，因?yàn)橹灰_定最低階激勵(lì)(對(duì)4缸直列發(fā)動(dòng)機(jī)為2階，對(duì)6缸直列發(fā)動(dòng)機(jī)為3階)，以及最低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nMmin時(shí)的最低激勵(lì)頻率為 ωmax/2π=i/(nMmin/60)相對(duì)比較高(例如4缸直列發(fā)動(dòng)機(jī)i=2時(shí)為30Hz，6缸直列發(fā)動(dòng)機(jī)i=3時(shí)為45Hz,其中nMmin=900)由此產(chǎn)生了一個(gè)“超臨界參數(shù)”: 慣性力激勵(lì)時(shí)動(dòng)力總成固有位移頻率為 ()對(duì)前面介紹的4缸直列發(fā)動(dòng)機(jī)，=30Hz，因此γaggr,z/2π〈21 Hz。 , 。下面假設(shè)，一個(gè)缸的燃燒力矩只達(dá)到其他3個(gè)缸的75%，,。，驗(yàn)證表明。在穩(wěn)定的燃燒激勵(lì)作用下,液力阻尼時(shí),懸置作用力矩隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升而降低,橡膠阻尼時(shí)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的平方而降低。從式()至式(),對(duì)大部分激振頻率,懸置作用力幅值都很復(fù)雜。在第4章開(kāi)始已經(jīng)介紹過(guò)，對(duì)于高的激勵(lì)頻率車身不再是剛性物體，也必須將其作為一個(gè)有一定彎曲和扭轉(zhuǎn)頻率的彈性體加以考慮。前面給出的動(dòng)力總成系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)振動(dòng)模型有2個(gè)固有頻率，即按式()() 。路面不平度激勵(lì)頻率范圍在0~25Hz之間，發(fā)動(dòng)機(jī)激振頻率則高得多，商用車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍在900~6000min１ 之間。，燃燒力矩Mrg按給定的點(diǎn)火間距，缸內(nèi)均勻燃燒時(shí)。,和單缸發(fā)動(dòng)機(jī)相比。作用于傳動(dòng)器懸置上的力矩大小與整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性有關(guān)。動(dòng)力總成力矩Maggr，當(dāng)忽略中間損失時(shí)等于MR，對(duì)4缸直列四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)等于式()的平均值。sp為所講述的4缸發(fā)動(dòng)機(jī)重心，y軸也不在第2和第3缸之間，：代入式()和()，并且2缸和3缸，1缸和4缸的力矩總是相加。在矢量圖a中，當(dāng)燃燒力矩Mxg的幅值a2和相位角φ2為常量，慣性力矩Mxm的幅值(1/2msrφω)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nm(或ω)而變化。為了減輕這種影響，必須采取后述方法，即通過(guò)整車包括發(fā)動(dòng)機(jī)和懸置這個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)來(lái)加以解決。此外，慣性力矩則只與轉(zhuǎn)速nm(ω)有關(guān),正確地說(shuō)只與轉(zhuǎn)速的平方(ω２)有關(guān)，與Mx及燃燒無(wú)關(guān)。為了評(píng)估各階諧波的作用，可以利用一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的矩形函數(shù)替 （）代上述相對(duì)復(fù)雜的氣體力矩－曲軸轉(zhuǎn)角曲線。將式()中的慣性力Fz代入到式()中，可以得到慣性力矩Mxm(添加的符號(hào)m表示質(zhì)量)新的表達(dá)式。對(duì)大多數(shù)的前輪驅(qū)動(dòng)車輛來(lái)說(shuō)，X軸相當(dāng)于車輛的橫軸。 下面首先介紹激振源和激勵(lì)振動(dòng)的成因，接著是激勵(lì)振動(dòng)的影響，最后講述連接作用在發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤之間的動(dòng)力總成懸置。分力T產(chǎn)生的慣性力矩Mx=T*r()。對(duì)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，一般常將周期定為１轉(zhuǎn)，也就是360o曲軸轉(zhuǎn)角，*ω , *ω等等。而綜合激振力矩可由下式獲得： ()１階激振力矩只來(lái)源于燃燒，綜合激振力矩為慣性力矩和氣體力矩的疊加，其幅值和相位角原則上可分為兩個(gè)不同的部分。對(duì)于直列４缸發(fā)動(dòng)機(jī)，第2缸和第3缸的曲軸曲拐與第1缸和第4缸的曲軸曲拐正好成180o= π。2階慣性力矩也象2階慣性力一樣，不過(guò)平衡軸必須偏心布置。對(duì)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)還必須注意y軸的力矩問(wèn)題。此圖中的一部分，對(duì)5檔的每一個(gè)檔位給出了作用于驅(qū)動(dòng)輪的最大力矩 MR和相對(duì)應(yīng)的車速；另一部分為在平坦路面上勻速行駛。按上述假設(shè)，傳動(dòng)裝置只有常量輸入力矩沒(méi)有動(dòng)態(tài)激振力矩，懸置也只承受靜態(tài)力矩而不承受動(dòng)態(tài)力矩。除了行駛過(guò)程中的振動(dòng)激勵(lì)之外，還存在車輛靜止、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況時(shí)的(例如一個(gè)紅燈前) 激勵(lì)。２階力矩在2種工況都有，但與均勻燃燒相比幅值有些變化。，從中可以看出，相對(duì)于曲軸軸向方向的綜合振動(dòng)激勵(lì)力矩MxΣ和Maggr包括慣性力矩Mxm和燃燒力矩 Mxg 的動(dòng)態(tài)部分，此 外與計(jì)算有關(guān)的參數(shù)還有垂直作用在車身上的慣性力Fz，動(dòng)力總成重心Saggr距離ex。．剛性和彈性動(dòng)力總成支撐對(duì)比 對(duì)底盤的激勵(lì)在按上面的公式討論一般情況之前，下面先簡(jiǎn)單介紹需要注意的事項(xiàng)，這有助于加快對(duì)主要東西的理解。即有：為了計(jì)算方便，可以將振動(dòng)系統(tǒng)加以簡(jiǎn)化，,同時(shí)方程式組也得以簡(jiǎn)化并得到如下形式： a 。在這種情況下，最小發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速900min1=15s1,相應(yīng)的2階最低激振頻率為30Hz,這一數(shù)值超過(guò)了固有頻率 ／2 π,共振現(xiàn)象不會(huì)出現(xiàn)。慣性力激勵(lì)時(shí),對(duì)具有液力阻尼的液壓懸置而言,懸置負(fù)荷隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而升高。懸置作用力FL由慣性力FZ激勵(lì)產(chǎn)生，按式()為：Fz=4msγλρω2 cos2ωt,只考慮2階慣性力， Fz 幅值為。對(duì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)而言，共振幅值位于無(wú)耦合， 無(wú)阻尼時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的固有頻率 γAggr. Φ/2π附近，例如6Hz。,b 除了4沖程4缸直列發(fā)動(dòng)機(jī)總是存在的2階激勵(lì)外，不均勻 勵(lì). 迄今為止討論的例子都是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沒(méi)有耦合時(shí)的直線和角位移，現(xiàn)在取消這個(gè)假設(shè)，就慣性力和慣性力矩激勵(lì)而言，對(duì)底盤，懸置的作用力和力矩極限值是很重要的。不耦合時(shí)，它為零。，對(duì)超過(guò)臨界值的范圍，橡膠阻尼比液力阻尼好，負(fù)荷不隨頻率升高而升高，幅值也較小。也可總結(jié)為，動(dòng)力總成懸置有明確的任務(wù)分工。”線性的液壓懸置”實(shí)現(xiàn)。對(duì)慣性力激勵(lì).γaggr,z/2π〈21Hz，. 橡膠懸置 不均勻燃燒時(shí)，例如對(duì)4
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