日本NVH翻译46-54

3概要关于重心支持发动机mount方式。下面就加速、变速时的车体上下冲击以及powerplant的举动和发动机mount特性・配置进行讨论。发动机mount特性・配置图a表示发动机mount特性和怠速振动、加减速冲击等性能的关系。powerplant举动（动态间隙）通过高mount化、添加mount的最适当倾斜角以及轴套，可以缩短发动机重心和弹性回转轴的距离，减低发动机的举动，可以满足动态间隙。加减速冲击靠L与惯性主轴并列设定，Ｋ１、Ｋ２回转刚性与惯性主轴并列（Ｍ／Ｔ车）设定，使冲击水平变成基本同程度。（ＺＲ４Ｇ９３５Ｍ／Ｔ２挡2000rpm全开加速的计算例）发动机mount系中的冲击以及动态间隙改良手段针对重心支持方式的冲击、动态间隙，考虑与怠速振动的并存，有以下对策。设定Ｋ１、Ｋ２、Ｌ，使怠速振动成立，而且回转刚性与惯性主轴并列。增大流体mount作用的衰减力。靠轴套增大回转轴刚性，缩短弹性回转轴和重心位置的距离通过高mount化、mount的最适当倾斜角，缩短弹性回转轴和重心位置的距离powerplant支持III重心支持powerplant举动扭矩发动机侧倾角怠速领域冲击领域动态间隙shock发动机动态间隙怠速振动图a发动机mount特性和车辆性能的关系发动机mountmount配置高mount化加倾斜角[基本mount装置]在基本mount装置上发动机重心和弹性倾斜轴的距离变大，发动机上部的变位变大。[惯性主轴支持]发动机重心和弹性倾斜轴的距离变小，发动机上部的变位变小。图C惯性主轴方式的举动发动机重心弹性倾斜角图d加速振动振动水平加倾斜角高mount化加倾斜角高mount化图b重心支持方式的举动4概要4缸用发动机mount的重心支持方式有怠速振动、加减速冲击、发动机振动的低频等问题点。下面就重心支持的发动机mount配置进行讨论。轻型３、４气缸以及中・高档车的６、８气缸车基本上没有问题。发动机mount配置和性能３点支持mount方式：靠近现行惯性轴支持的配置，用前２点、后1点大体均等地承受自重，将mount的静弹簧常数最小化，减低回转ｆｎ。但是，搭载柴油发动机的车（带Ｃ２平衡）的起振力比较大，不能期望获取向性取消效果的需要车体减振垫或流体mount。研究ＣＡＥ模型规格（发动机：４Ｇ９３车体：Ｆ４１ＧＮＡＳ）发动机mount装置单位：Ｎ／ｍｍ３点支持mount基本装置现行惯性主轴支持前２后１点支持（轴套）前后以及Ｔ／Ｍ３点支持（轴套）用灯、Ｔ／Ｍ２点支持前后回转挡块怠速振动驾驶席地板上下振动（Ａ／Ｔ车低档Ａ／Ｃ－on）加减速冲击密封盖前后变位Ａ＜１３ｍｍ驾驶席地板上下振动Ｍ／Ｔ车发动机扭矩１５０Ｎ・ｍ输入时回转刚性(Nm/rad)3。85×104（1.03）汽缸盖前后变位A(mm)7.2（1.11）与惯性主轴式（M/T车）的比回转刚性(Nm/rad)4.17×104（1.12）汽缸盖前后变位A(mm)8.4（1.37）回转刚性(Nm/rad)3.71×104（1.0）汽缸盖前后变位A(mm)6.50（1.0）powerplant支持IV4缸发动机井字车架车发动机常用领域发动机常用领域发动机常用领域发动机转速（rpm）发动机转速（rpm）发动机转速（rpm）振动水平振动水平振动水平5概要在powerplant和车体之间配置井字flame，通过用橡胶等做弹性支持，追加１自由度的振动系，在比上述追加的共振系高的频率区域，传达给车体的振动虽大幅度减低，但井字flame自身的振动使相关振动的传达恶化。刚体振动：计算2重防振图ａ表示在powerplant的１自由度（共振点１０Ｈｚ）以及powerplant和井字flame的２自由度（共振点１０.４０Ｈｚ）的振动系中，传达给车体的振动输入（无衰减）。追加1自由度的共振系附近虽然恶化，但在其上的高频区域传达力大幅度降低。弹性体：２重防振如果作为弹性体处置井字flame的话，主要共振到５００Ｈｚ的约有１０位。最低次的共振决定防振特性，虽与刚体系的2重防振效果一样表示倾向，但其他共振增幅，也有时用防振橡胶垫通过没有支撑的螺栓结合增幅。表示发动机上1的外力加振时的车体传达的振动输入用螺栓与井字框架结合时，橡胶垫弹性支持的情况。关于这类振动，如图ｂＶＰ例。Ａ：低次的跳动、Ｂ：左右的侧梁弯曲（逆相）、Ｃ：左右的侧梁弯曲（同相）、Ｄ：侧梁左右弯曲２节（逆相）、Ｅ：发动机支架支撑弯曲因此、应该好好注意井字框架的弯曲刚性、重量等。井字框架的防振特性虽然必须注意井字框架自身的振动特性，但是振动输出如图ｃ所示，在超过井字框架的１００Ｈｚ以上的频率区域有效。而且，在车体的音响特性上也同样与频率一起减少的倾向，输出减低效果大。前后井字flame防振和弯曲振动图b发动机上下单位振动输入相对的车体振动传达力（计算总和）BASE车；音响灵敏度左Mt后Mt井字框架车；音响灵敏度图c发动机mount单位输入加振相对的前席音（F41实验值）仅powerplant6概要就发动机的扭矩（全曲轴次数）变动减低机构扭矩平衡器进行说明。机理靠将powerplant承受的扭矩的反力回转到和曲轴～flywheeel的回转反方向的惯性，用内力打消的方法。（机构性：变形或共振系不存在的领域）powerplant是１θ．＝（ｒ１＋ｒ２）Ｎ－Ｐ曲轴是１１θ．１．＝－ｒ１Ｎ＋Ｐ副flywheel是１２θ．２．＝－ｒ２Ｎ齿轮比ρ＝０２/０１＝ｒ１/ｒ２から、（１１＋ρ２１２）θ１．．＝ｐ１θ．＝－ｐ（１１－ρ１２）/（１１＋ρ２１２）因此，曲轴的等价惯性力矩是１１＋ρ２１2powerplant的回振为零是１１＝ρ１２时。构造通过逆转flywheel可以减少发动机的扭矩变动。方法（１）经由ROLL轴使flywheel逆转。（２）在交流发电机上添加惯性力矩，靠带两齿的齿形皮带使之逆转等各种手段。进一步，设计Ａ／Ｃ压缩机样的离合器机构，超过某个转速就切断副flywheel，谋求转速区域的动力性能、低燃费也成为可能。效果效果由设计值决定，通过曲轴系的等价惯性力矩的减低和∣１－ρ∣２的比决定。而且，必须注意皮带的共振引起的效率下降。图ｂ表示layout，图ｃ表示效果。扭矩平衡器Powerplant倾斜角副flywheel曲柄轴图力矩的关系发动机副flywheel交流发电机逆转交流发电机图b扭矩平衡器的layout发动机转速rpm——有扭矩平衡器——无扭矩平衡器图c扭矩平衡器的效果6A12MIVEC-MD(F车-T试)坐席升降器发动机倾斜角上下振动G振动G7概要驱动系扭转方向的振动减低方法之一，Hydrostaticflywheel。这里就其减低结构进行讨论。振动减低机理通常的驱动系扭转系虽然在～１００Ｈｚ有扭振１次（flywheel、齿轮的惯量驱动轴扭转刚性）扭振2次（轮胎的扭振）扭振3次（齿轮传动轴的惯量离合器和驱动轴扭转刚性），但如图ａ所示，1次和2次之间追加－自由度的振动，减低之后的振动（与双重防振相同的想法）。Hydrostaticflywheel靠扭簧力和衰减力吸收发动机扭矩扭簧的动作发动机侧：扭簧用驱动板固定在flywheel1上Ｔ／Ｍ侧：从动板用细齿花键结合在flywheel2上构造上与离合器片相同。粘性衰减机构在驱动板和滑动限位块中充填润滑油。限位块部设阻尼孔。从动板的外周部突起推动从动板外周部的滑动限位块，发生衰减力。效果如图ｃ所示，发动机扭矩变动相对的嗡嗡声大幅度减低。Hydrostaticflywheel振动传达率驱动板flywheel1扭簧图bHydrostaticflywheel（Q）conventionalHydrostaticflywheelFlywheel2粘性衰减发生器阻尼孔（润滑油）限位块从动板图cHydrostaticflywheel的效果差速器前端上下——Hydrostaticflywheel——conventionalflywheel主轴扭矩Countergear音压水平轴扭矩kg转速8概要提高Ｍ／Ｔ车加速时的音响，减低离合器踏板振动，提高高转速时的离合器切断特性。构造靠flywheel结合曲柄轴和flywheel机理如图ｂ所示，靠flexible板设低曲柄轴的弯曲共振频率，以下性能提高。１)脱离powerplantcase的共振频率，使振动水平、车室内噪声减低。２)由曲轴～flywheel的翻滚振动发生的回转次数成分（6缸的情况、Ｃ３、Ｃ６是主要成分，Ｃ３±１、Ｃ６±１的Ｃ４、Ｃ５、Ｃ７成分）消除flywheel的摇摆振动，减低车室内的噪声。（图ｃ）。３)通过减低flexibleflywheel的摇摆振动，提高离合器踏板的振动、离合器的切断特性。（图ｄ、ｅ、ｆ）Flexibleflywheel噪音水平dB-A发动机转速rpm(6A12D42WD5M/T)F41PMIVEC图C提高加速时的音质图b振动特性accelerdBFlexibleF/WConventionalF/WFlexible板曲柄轴隔板振动水平m/s2Flywheel的振动量图d离合器踏板的振动发动机转速×1000rpmConventionalF/WFlexibleF/W发动机转速×1000rpm图cflywheel振动量（外周）发动机转速×1000rpm图f离合器分离点变化量ConventionalF/WFlexibleF/WConventionalF/WFlexibleF/W9222cｋ222cｋ概要充填流体（不冻液）的发动机mount利用频率・变位依赖性，可以根据振动现象分开使用弹簧常数和衰减特性。下面就该特性进行说明。mount特性的表现悬架上产生的力Ｆ有弹力ｋｘ和衰减力。如果ｘ＝ａsinωｔ，Ｆ＝ｋｘ＋ｃｘ＝ｋａsinωｔ＋ｃωａcosωｔ＝ｋ：变化弹簧常数，：绝对弹簧常数，ｃω：损失弹簧常数，tanδ：损耗系数流体mount的构造流体mount的弹力和衰减力是因相对动作发生的。利用这种相对动作的方式，有单动型和双动型。承受负荷的mount虽然单动型就行，但是使用靠近中间的mount还是双动型好。双动型mount虽然构造复杂，但容易产生生大的衰减力。而且，相对怠速振动一样的微小振动，靠可动板等，有办法不让阻尼孔引起的衰减力产生。流体mount的特性通过阻尼孔的流体，随频率的改变改变流向。低频区域基本上是与相对动作相同的流向，但在共振频率范围内，阻尼孔流量最大，衰减力取最大。在比它更高的频率下，流体象被锁住一样不通过阻尼孔，衰减力减少，动弹簧常数变高。损耗系数的控制损耗系数由阻尼孔的构造和流体的粘性决定。通过阻尼孔的流体的阻力越大，越容易在低频产生大的衰减。虽然根据用途设定各mount的特性，但需要考虑发动机振动、加减速・变速冲击、怠速振动时的主要频率。因为衰减力是动弹簧常数和损耗系数的积，如果只重视损耗系数，有时得不到必要的衰减力。流体mountI（单体特性）)tsin(ckF22Powerplant侧阻尼孔Powerplant侧单动型双动型图a流体mount的构造实例阻尼孔长大阻尼孔径大加振频率Hz图c损耗系数和阻尼孔径，长度损耗系数10概要流体mount在某个频率范围内有衰减系数大增的特点。通过衰减引起的加减速或变速等的急剧的扭矩变动的吸收，减低发动机摆动共振高峰的振动或某个mount的衰减力引起的相位的变更，来减低怠速振动。下面就此进行概要说明。发动机振动如图ａ所示，考虑簧上、簧下以及powerplant3自由度。一看该振动系，powerplant相对簧上变成动力阻尼器。考虑消除簧上的振动，没有衰减的下式ｘｂ／ｆ。ｘｂ振幅是０时，我们知道是powerplant单体共振时的ωｐ。因此，如果增加powerplant悬架的衰减，ωｐ自身的反共振水平增加，但左右的共振水平降低。ｘｂ／ｆ＝（－ｍｐω２＋ｋｐ）ｋｃ／△△是ｄｅｔ右式ωｐ＝ｋｐ／ｍｐ时的反共振３自由度方程式－mpω2＋kp÷jcpω－kp－jcpω０xp0－kp－jcpω－mbω２＋kp＋jcpω＋kc＋jccω－kc－jcc