南昌中凱汽車零部件有限公司:懸置系統的激振源
發布時間:2019-04-10
作用于發動機懸置系統的激振源主要如下:
?、?發動機起動及熄火停轉時的搖動;
?、?怠速運轉時的抖動;
?、?發動機高速運轉時的振動;
?、?路面沖擊所引起的車體振動;
?、?大轉矩時的搖動;
?、?汽車起步或變速時轉矩變化所引起的沖擊;
?、?過大錯位所引起的干涉和破損。
作用在發動機懸置上的振動頻率十分廣泛。按著振動頻率可以把振動分為高頻振動和低頻振動。頻率低于30Hz的低頻振動源如下:
?、?發動機低速運轉時的轉矩波動;
?、?在發動機低速運轉時由于慣性力及其力偶使動力總成產生的振功;
?、?輪胎旋轉時由于輪胎動平衡不好使車身產生的振動;
?、?路面不平使車身產生的振動;
?、?由于傳動系的聯軸器工作不佳產生附加力偶和推力,使動力裝置產生的振動。
頻率高于30Hz的高頻振動源如下:
?、?在發動機高速運轉時,由于慣性力及其力偶使動力總成產生的振動;
?、?變速時產生的振動;
?、?燃燒壓力脈動使機體產生的振動;
?、?發動機配氣機構產生的振動;
?、?曲軸的彎曲振動和扭振;
?、?動力總成的彎曲振動和扭振;
?、?傳動軸不平衡產生的振動。
總之,使發動機總成產生振動的主要振源概括起來有兩類:一為內振源,主要是由于燃燒脈動、活塞和連桿的運動產生的不平衡力和力矩。二為外振源,主要來源于不平的道路或傳動系。這兩種振源幾乎總是同時作用,使發動機處于復雜的振動狀態。
(1) 燃燒激振頻率
這是由發動機氣缸內混合氣燃燒,曲軸輸出脈沖轉矩,由于轉矩周期性地發生變化,導致發動機上反作用轉矩(又稱傾覆力矩)的波動。這種波動使發動機產生周期性的扭轉振動,其振動頻率實際上就是發動機的發火頻率,計算公式為:
f1=2×i×n/60/τ
式中:f1-點火干擾頻率;Hz
τ-發動機沖程數;(2或4)
i-發動機氣缸數;
n-曲軸轉速,r/min
(2) 慣性力激振頻率
由不平衡的旋轉質量和往復運動的質量所引起的慣性激振力和力矩的激振頻率為:
f2=Q×n/60
式中:f2-慣性力激振頻率;
Q-比例系數(一級不平衡力或力矩Q=1,二級不平衡力或力矩Q=2)。
不平衡慣性力的激振頻率與發動機的缸數無關,但慣性力的不平衡量與發動機缸數和結構特征有著密切的關系。
關于外振源,歸根結底是路面的激勵,通過車輪、驅動系統、轉向系統及車架等而傳遞到動力總成,所以在選擇懸置系統的固有頻率時,需要考慮到車輛與發動機連接部分的共振頻率。
因此,懸置系統特性的選擇首先要隔離發動機自身的振動,即不讓發動機不平衡力造成的振動過分地傳向車體。這就要求懸置系統的固有頻率低于發動機怠速工況下激振頻率的0.7倍。車體結構振動的降低,十分有利于降低結構振動造成的噪聲。目前汽車發動機的懸置軟墊都相當軟,發動機的固有頻率大多處在6-20Hz的范圍內。如此低的頻率,當汽車以正常車速行駛時,剛好處于不平道路的低頻激勵階段,這就帶來了路面激勵下發動機的晃動問題。在低頻段內,發動機的固有頻率與整車特性匹配不當時,路面激勵所造成的發動機晃動可能引起汽車乘坐舒適性下降,也可能影響到汽車的操作性。
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