【文章內(nèi)容簡介】 運(yùn)動(dòng)方向中，對(duì)平順性影響最大的是動(dòng)力總成側(cè)傾方向（橫置動(dòng)力總成繞橫軸或縱置動(dòng)力總成繞縱軸）的振動(dòng)，該振動(dòng)是由驅(qū)動(dòng)扭矩的周期性波動(dòng)所產(chǎn)生的。這種周期性的力矩波動(dòng)叫做點(diǎn)火脈沖，等發(fā)火間隔動(dòng)力總成的點(diǎn)火脈沖頻率可由下式得出： f= （23）式中：f為點(diǎn)火脈沖的頻率；n為汽缸數(shù)；N為曲軸轉(zhuǎn)速，r/min；C為沖程數(shù)。在設(shè)計(jì)動(dòng)力總成的懸置系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)將其側(cè)傾軸與動(dòng)力總成慣性側(cè)傾軸成一直線，并使繞此軸的共振頻率低于最低點(diǎn)火脈沖頻率，這樣可以使發(fā)生在共振頻率以上的扭矩波動(dòng)衰減。在四缸動(dòng)力總成和變速器一起驅(qū)動(dòng)時(shí)進(jìn)行怠速的情況下，點(diǎn)火脈沖頻率可能低于20赫茲，因此，有效隔振的要求是10赫茲或更低的側(cè)傾軸共振頻率。因?yàn)樵谶@種情況下，該系統(tǒng)與簡單二階質(zhì)量彈簧動(dòng)態(tài)系統(tǒng)類似，低于共振頻率的扭矩波動(dòng)可在支撐處直接感受到，而接近共振頻率時(shí)，會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)振幅遠(yuǎn)大于扭矩本身的變化。(2)往復(fù)/旋轉(zhuǎn)質(zhì)量固有的不平衡所產(chǎn)生的振動(dòng)由于往復(fù)/旋轉(zhuǎn)質(zhì)量固有的不平衡而產(chǎn)生慣性力，使動(dòng)力總成可能產(chǎn)生側(cè)傾方向以外的振動(dòng)。但對(duì)于多缸動(dòng)力總成而言，由于可以在設(shè)計(jì)上采用一些措施，使部分慣性力相互平衡，不做輸出，例如一階往復(fù)慣性力、一階及二階往復(fù)慣性力矩和旋轉(zhuǎn)慣性力矩都相互平衡，不經(jīng)過動(dòng)力總成向外輸出振動(dòng)。影響車身振動(dòng)的因素主要是作用在動(dòng)力總成垂直振動(dòng)方向上的二階往復(fù)慣性力、作用于動(dòng)力總成縱向的一階和二階往復(fù)慣性力矩以及作用于動(dòng)力總成橫向的輸出扭矩的反扭矩。對(duì)于此類振動(dòng)可以采用與防止點(diǎn)火脈沖出現(xiàn)共振的相同的措施，如對(duì)于四缸直列動(dòng)力總成，可采用兩根平衡軸來加以平衡。這兩根平衡軸與曲軸平行且與氣缸中心線等距，旋轉(zhuǎn)方向相反，轉(zhuǎn)速相同，都為曲軸轉(zhuǎn)速的兩倍。兩根軸上都裝有質(zhì)量相同的平衡重，其旋轉(zhuǎn)慣性力在垂直于氣缸中心線方向的分力互相抵消，在平行于氣缸中心線方向上的分力則合成為沿氣缸中心線方向的作用力，這個(gè)作用力的大小與二階往復(fù)慣性力大小相等方向相反，從而平衡其振動(dòng)?？梢杂孟率絹泶_定往復(fù)/旋轉(zhuǎn)質(zhì)量固有的不平衡所產(chǎn)生振動(dòng)的頻率： f′=QN （24）式中：f′為往復(fù)/旋轉(zhuǎn)質(zhì)量固有的不平衡所產(chǎn)生振動(dòng)的頻率；Q為比例系數(shù)，對(duì)于一階不平衡力Q為1，二階不平衡力Q為2；N為曲軸轉(zhuǎn)速，r/min。(3)傳動(dòng)軸（變速器掛直接檔）不平衡質(zhì)量所引起的振動(dòng)可用下式來確定傳動(dòng)軸（變速器掛直接檔）不平衡質(zhì)量所引起的振動(dòng)的頻率：f′′=N （25）本章對(duì)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析，介紹了動(dòng)力了動(dòng)力懸置元件的模型，動(dòng)力懸置系統(tǒng)布置形式，支承數(shù)目和位置，分析了隔振理論和產(chǎn)生振動(dòng)的激振力。3 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)模型的建立在一般的情況下，由于動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的固有頻率一般在30Hz以下，遠(yuǎn)比系統(tǒng)作為彈性體最低階模態(tài)頻率（大約60Hz以上）低很多，因此動(dòng)力總成與懸置所組成的振動(dòng)系統(tǒng)在分析頻段內(nèi)只存在剛體模態(tài)。我們可以將動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)簡化成為一個(gè)六自由度模型，并對(duì)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析。為了在計(jì)算精度允許情況下，提高運(yùn)算效率，簡化計(jì)算公式和方程，對(duì)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)進(jìn)行了如下假設(shè)和簡化：（1）設(shè)系統(tǒng)微幅振動(dòng)，懸置剛度取為在動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)靜態(tài)平衡點(diǎn)的靜剛度值；（2）解耦優(yōu)化目的是合理布置系統(tǒng)固有頻率并使各振動(dòng)模態(tài)間盡量解耦，不涉及到動(dòng)態(tài)響應(yīng)的計(jì)算，故不考慮系統(tǒng)的阻尼；（3）不考慮動(dòng)力總成工作過程中質(zhì)量特性的變化；（4）橡膠懸置和液壓懸置均可看作三維空間的粘彈性彈簧，具有平動(dòng)剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，但各懸置間的距離遠(yuǎn)大于懸置本身的尺寸，扭簧的作用不太明顯，故扭轉(zhuǎn)剛度可忽略，同時(shí)認(rèn)為各平動(dòng)間不存在耦合，因而各懸置可簡化為具有三個(gè)正交彈性主軸的空間彈簧元件；（5）各個(gè)懸置部件因其質(zhì)量較小而彈性較大，忽略懸置的質(zhì)量和慣量，同時(shí)忽略溫度對(duì)懸置彈性參數(shù)的影響；（6）因動(dòng)力總成的結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率遠(yuǎn)高于動(dòng)力總成和地面激勵(lì)頻率，故動(dòng)力總成看作一個(gè)剛體；研究動(dòng)力總成子系統(tǒng)時(shí)，基礎(chǔ)車架也視為固定剛性體。在對(duì)動(dòng)力總成的懸置系統(tǒng)進(jìn)行力學(xué)分析和模態(tài)分析以及對(duì)其隔振進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)候，需要用到一些基本的參數(shù)，因此首先需要對(duì)這些基本參數(shù)進(jìn)行測量。在這節(jié)中將介紹一些測量懸置系統(tǒng)的質(zhì)量、質(zhì)心位置、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和慣性積以及懸置剛度的基本方法。 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的質(zhì)量和質(zhì)心位置的測量用磅秤很容易測量出動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的質(zhì)量。下面介紹兩種測量質(zhì)心位置的基本方法。（1）力矩平衡法如圖31所示，用鋼絲繩和拉力表將動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)懸掛起來，并通過使用水平尺來確保其某一軸（圖中為X軸）水平，記錄下拉力表的讀數(shù)和懸掛點(diǎn)的距離L，可根據(jù)力矩平衡的原理，得出懸置系統(tǒng)質(zhì)心在X軸方向上距懸掛點(diǎn)的距離： 圖31 質(zhì)心位置測試示意圖X= （31）式中：X為懸置系統(tǒng)質(zhì)心在X軸方向上距懸掛點(diǎn)的距離；F為拉力表讀數(shù)；L為拉力表和懸掛點(diǎn)在X軸方向上的距離；G為經(jīng)磅秤所測的懸置系統(tǒng)的重量。同理可以得到懸置系統(tǒng)質(zhì)心在Y軸方向上距懸掛點(diǎn)的距離：Y= （32）在測量懸置系統(tǒng)質(zhì)心高度的時(shí)候，可將懸置系統(tǒng)的一端吊起，而另一端支承在支點(diǎn)上，但要保證其支點(diǎn)與式332中的懸掛點(diǎn)相同（如圖32所示）。測量出拉力表的讀數(shù)和所需參數(shù)a、b、h、h、h、L，根據(jù)力矩平衡的原理，可有如下方程成立：FLcos+Fhsin+Ghsin=G(Lb)cos即：h= (33) 式中：=arcsin（）32 質(zhì)心高度測量示意圖a為懸置裝置上按圖所示任取兩點(diǎn)的直線距離；h、h為吊起時(shí)懸置系統(tǒng)上按圖所示任取兩點(diǎn)到支承點(diǎn)所在水平線的垂直距離；h、h為Z軸水平時(shí)懸置系統(tǒng)質(zhì)心和懸掛點(diǎn)到支承點(diǎn)所在水平線的距離；b、L為Z軸水平時(shí)懸置系統(tǒng)質(zhì)心和支承點(diǎn)到懸掛點(diǎn)的距離；（2）經(jīng)緯儀測量法由于任一連續(xù)物體的自由懸線的延長線必定通過物體的質(zhì)心，因此我們可以通過使用經(jīng)緯儀來測量懸置系統(tǒng)的質(zhì)心位置。測量時(shí)，首先用鋼絲繩將被測懸置系統(tǒng)捆吊起來，然后用兩臺(tái)互成90176。的經(jīng)緯儀，將其調(diào)成水平狀態(tài)。將經(jīng)緯儀鏡頭上的垂直坐標(biāo)線對(duì)準(zhǔn)懸吊鋼絲繩垂直部分的中線，向下延長交于被測懸置系統(tǒng)的表面A、B兩點(diǎn)，其中A為延長線進(jìn)入懸置系統(tǒng)的點(diǎn)，B為延長線出懸置系統(tǒng)的點(diǎn)。在懸置系統(tǒng)上做出相應(yīng)的標(biāo)記。同理，改變懸掛位置，可以找到另外兩點(diǎn)，即C、D點(diǎn)。然后用大號(hào)的卡鉗依次測量出AB、BC、CD、DA、AC、BD的距離。如圖37所示，根據(jù)其幾何關(guān)系，可以得到質(zhì)心M相對(duì)于B點(diǎn)、D點(diǎn)（或A點(diǎn)、C點(diǎn)）位置的計(jì)算公式：sin= ， sin= ， sin=sin() 圖33 懸置系統(tǒng)相對(duì)于缸底平面位置的測試示意圖則有： BM= （34） DM= （35）式中：S、S為ABD和BCD的面積； 、 、為圖中相應(yīng)線段之間的夾角；AB、CD、BD、BM、DM為相應(yīng)線段的長度。這樣，質(zhì)心相對(duì)于A、B、C、D四點(diǎn)的位置就確定了，但是由于這個(gè)四點(diǎn)是任意確定的，沒有任何特征，不能說明質(zhì)心的具體位置，因此還需確定質(zhì)心相對(duì)于所需基準(zhǔn)面的位置。在實(shí)際測量中，可以選定一個(gè)測量基準(zhǔn)面，如懸置系統(tǒng)中動(dòng)力總成缸體的底平面。首先使底平面保持水平，然后分別測出AA′、BB′、CC′和DD′的長度。通過圖中的幾何關(guān)系，可以求出懸置系統(tǒng)質(zhì)心相對(duì)于基準(zhǔn)面的距離MM′′：MM′=（MM′+ MM′）MM′= BB′+BM（AA′ BB′） MM′= DD′+DM（CC′ DD′）因此有： MM′′= MM′h （36）式中：h為基準(zhǔn)面到投影基準(zhǔn)面之間的距離，其余均為相應(yīng)線段的長度。同理可以確定質(zhì)心與其它兩個(gè)相互垂直的基準(zhǔn)面之間的距離，這樣就可以確定質(zhì)心的空間位置了。如果動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)是分開來分別測量的，即動(dòng)力總成總成和變速器總成，可以利用多個(gè)離散質(zhì)量的系統(tǒng)質(zhì)心合成公式來計(jì)算：r= （37）式中：r為系統(tǒng)質(zhì)心的坐標(biāo)；M為第i個(gè)離散質(zhì)量；r為第i個(gè)離散質(zhì)量的質(zhì)心坐標(biāo)；i為離散質(zhì)量的個(gè)數(shù)。對(duì)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)慣性參數(shù)