动力总成悬置系统设计流程

动力总成悬置系统动力总成悬置系统设计与匹配设计与匹配上海众力汽车部件有限公司研发部方祥E-mail:[e-mail]:15921470988目录v众力研发中心简介—研发技术、技术平台及主要产品类型vPT悬置及悬置系统简单介绍vPT悬置系统设计流程vPT悬置系统的MTG设计目标vPT悬置的性能定义方法和试验手段vPT悬置系统正向开发案例vPT悬置系统的匹配优化流程vPT悬置系统匹配的准备工作vPT悬置系统匹配的评价测点、评价工况vPT悬置系统匹配的评价标准和常用的分析方法vPT悬置系统的匹配案例vQ&A:现场交流研发技术及应用平台PACKAGESYSTEMANALYSISNVHSTRUCTUREDESIGNCAER&DCenterDESIGNNVHTESTFEAMODALANALYSISLOADANALYSISTROUBLSHOOTINGSTRUCTURETESTPROTOTYPEBUILDINTEGRATIONMaterialResearchWorkstation:2MSC.ADAMSD-MOUNT（自主）Workstation:1AUTOCADUG/CATIAWorkstation:1LMS.TEST.LABWorkstation:3ABAQUSNASTRANHYPERMESHHEEDS(自主)主要产品类型StrutMountCradleMountSuspensionBushShearMountJounceBumperStabilizationBushExhaustMountEngineMountBodyMountMassDamperRDMMount研发用测试设备PT悬置与悬置系统1.PT悬置的定义：Mount；专指用于悬吊/支撑PT的隔振器（弹性元件）；2.PT悬置的功能：连接、隔振&约束保护3.PT悬置的分类：橡胶悬置、液阻悬置4.PT悬置的结构形式：剪切式压缩式复合式塔式液阻衬套式液阻液阻悬置与半悬置5.PT悬置的发展方向：半主动悬置和主动式悬置半主动悬置的分类：压电陶瓷式、磁流变液体时、惯性通道闭合式和气压式半主动悬置和普通液阻悬置的区别：PT悬置与悬置系统半主动悬置的特性：案例给定发动机位置和车身边界动力总成惯性参数测定惯性主轴及悬置布置概念方案的初步确定悬置系统优化计算结构设计DVPPT悬置系统MTG开发流程CAE验证DFMEA试样模DVP&R主机厂内部方案定义完毕悬置系统设计目标编写PT悬置系统的布置形式常见PT悬置系统的布置形式：PT悬置系统的布置原理PT悬置系统的基本布置原理：重心式（汇聚式）TRA式PT的激励v一般来说，发动机的激励取决于发动机的平衡特性，即和发动机的型式、缸数、工作转速、曲柄排列以及发火次序等有关。一般高转速下由不平衡的惯性力（力矩）引起的振动大些，而转速低（如怠速）则由不平衡的简谐扭矩引起的振动大些。对于四缸发动机其主要激励为低速区段的二阶扭矩波动和高速区段的二阶惯性力。同时存在其它耦数阶的激励，但阶数越高幅值越小惯性力为：不平衡扭矩为：二阶激振频率是四缸发动机的主要激振频率。tmrFzwlw2cos42=)2sin3.11(tMMeoxw+=PT的激励v对于直列发动机其激励的主频率可按下式计算。Nncf602=N气缸数，n曲轴转数，c表示冲程数对于四缸机其二阶频率为转数的三十分之一三阶频率为转数的二十分之一四阶频率为转数的十五分之一，依次类推。对于六缸机其主频率为三阶PT悬置的耦合状态的评价通过上表可以看出这是以Y方向为主导的振动，系统主要沿Y方向进行振动同时也存在其它方向的振动。Y方向是系统振动占优方向，它所占的能量百分比就代表了系统的解耦程度，其他方向的能量百分比就是该方向的耦合程度。系统的解耦程度为75%。当振动占优方向的振动能量为100%时表示该方向上完全解耦，此时在振动占优方向施加激励不会引起其它方向的振动。当振动占优方向受到力的作用时，各个悬置在该方向的位移量是完全相同的。v当悬置系统做某阶主振动时，它的总的振动能量即它的模态动能是一定的，并且假设全部的振动能量都分布在动力总成的六个广义坐标方向，各个方向的所占总能量的百分比就是代表了该方向的耦合度。举例如下：v当动力总成做某阶振动时，各方向的振动能量占的百分比如下：3%5%2%5%75%10%100%RzRyRxZYX总和PT悬置系统的模态分布评价PT悬置的曲线悬置曲线的定义：由满足支撑特性的线性刚度和满足极限（误用）工况的约束刚度复合而成PT悬置系统MTG设计目标悬置系统在设计中要满足以下指标：1.合理的模态分布：六方向的固有频率设计值为5—20Hz范围：1.1.Bounce：避开人体敏感的4-7Hz；应避开前桥和车身垂直振动固有频率1.2.Pitch：小于动总怠速振动频率的1/2，同时也要远离整车车俯仰方向的固有频率1.3.各方向固有频率间隔：不得小于0.5Hz，一般为1Hz；1.4.最高阶固有频率应小于发动机工作中的最小激振频率的0.717倍2.悬置支架固有频率：大于1.4倍的发动机最高二阶频率，如规避四阶不得小于450Hz。3.悬置支架刚度：大于20倍的主簧刚度。4.悬置系统尽量做到解耦布置，垂向和侧滚两个方向要求大于85%，其他要求大于60%。PT悬置性能参数的定义方法悬置性能的定义方法：静刚度的定义方法：仿真或测试零件线性段的刚度（+/+&-）；对于主要方向要求刚度偏差定义不得偏差+/-15%，非主方向刚度定义为参考（约+/-20%-25%）动刚度的定义方法：10Hz动刚度=静刚度上限*动静比，其他频率以实际测试为准；通常动刚度仅考核主方向，且为Max限值；同时需要扫描0-200Hz内动刚度变化，动刚度不得出现异常突变；液阻悬置的阻尼（滞后）角的定义方法：阻尼（滞后）角的定义应该结合悬置系统Bounce模态和整车垂向模态进行，值的大小也要依据需衰减的能量级大小定义；疲劳的定义方法：主悬置的疲劳加载载荷=静压缩载荷±1.5or2静压缩载荷；副悬置疲劳的加载载荷=0±3档WOT载荷；加载频率一般定义在2-3.3HzPT悬置的先进制造工艺液压悬置干式灌装悬置生产线在线检测PT悬置系统MTG设计目标的验证PT悬置的试验方法：单一轴向测试多轴向路谱叠加测试案例汽车NVH问题的构成和基本解决方案首轮调校（定置工况）匹配目标的制定PT悬置系统匹配流程样车的申请原始样车的测试测姿和调姿NVH性能筛选第二调校（动态工况）NVH性能筛选最终方案定义样件制造和试装成果评估和验收平坦路面应选择长直线试车道，粗糙路面选择小卵石路，冲击路面选择减速带路面。v路面：清洁、干燥、无积水和积雪PT悬置系统匹配要求-场地和环境试验环境v符合GB/T12534-90《汽车道路试验方法通则》3.4的规定v风速不大于3m/sv大气温度允许在-20-40°C范围内v环境噪声：应低于被测噪声10dB车辆技术状况（OTS工程样车）v汽车各总成、部件、附件及所属装置（包括随车工具与备胎）必须按规定装备齐全；v汽车制动、操纵等各系统必须按该车技术条件规定调整到位，确保车辆安全；v试验车辆如是新车，应完成2000km的磨合。v轮胎花纹高度不小于3mm；气压应符合该车技术条件规定，误差不超过±10%；v整车姿态和四轮定位必须按该车技术条件规定调整到位；v试验车应清洁卫生。PT悬置系统匹配要求-样车要求•设备：前端数据采：LMS-36通道噪声振动测试系统软件：LMSTestLab.9.0A测试设备和测点•测点：悬置输入和输出端、方向盘、座椅导轨、地板、换挡杆等•怠速定置振动（Idlevibration）•点火瞬时(keyon/keyoff)•空挡加速(staticrunup)•大扭矩变化(tip-in/tipout)•换挡工况(gearshake)•法规行驶•POT/WOT•悬置振动•驾驶室座椅导轨振动•方向盘振动•室内噪声变化•等等测试和评价的工况备注：对MT和AT车型应该区分对待PT悬置系统匹配评价标准§振动：晃动、跳动、撺动、抖动、摆动、低频噪声、中高频噪声、啸叫声(Whistle)§声学：“呜呜”、“卡嗒”声(Rattle)：“嗡嗡”声、“隆隆”声、“突突”声（Throb）§声音品质和语言清晰度：v评价标准：客观数据的对比和主观评价的差异v客观数据：隔振量、功率谱、传递率等等v主观评价：驾乘工况下的振动和声学现象v悬置匹配常用的排故方法：断开法、恶化法、TPA等悬置系统匹配-实际案例•测点布置悬置振动输入端悬置振动输出端悬置系统匹配-实际案例•测点布置悬置系统匹配-实际案例•测试数据某车型悬置匹配前后振动数据对比700.003600.00rpm0.04400.001.0010.00100.000.203.0030.00Log(m/s2)0.001.00Amplitude943.851284.72700.003600.00rpm0.04400.001.0010.00100.000.203.0030.00Log(m/s2)0.001.00Amplitude931.791300.54700.003600.00rpm0.04400.001.0010.00100.000.203.0030.00Log(m/s2)0.001.00Amplitude891.411088.07700.003600.00rpm10.0e-6100e-620.0e-630.0e-640.0e-650.0e-670.0e-6Log(m/s2)0.001.00AmplitudeFFrequency510.00HzEMFL:01:+ZFFrequency510.00HzEMFL:02:+ZFFrequency510.00HzEMFL:01:+ZFFrequency510.00HzEMFL:02:+Z汽车NVH的主观评价