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1、汽车动力总成悬置系统多体动力学分析 作者：东风汽车技术中心 钱留华 郭静摘要：论述了动力总成悬置系统力学特性的一般原理。以某车型动力总成三点 悬置系统为例，利用多体动力学分析了该动力总成悬置解耦特性及动力总成在 多种工况下质心的位移、悬置位移及支撑处反力进行了计算。文中论述了多体 动力学法分析动力总成解耦计算及位移控制计算对动力总成悬置设计具有一定 的指导意义。关键词：动力总成悬置系统，解耦，位移控制，多体动力学1. 前言 动力总成悬置系统是指动力总成与车架或车身之间的弹性连接系统，包括汽车 动力总和悬置元件，该系统设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性。近年来， 随着汽车的轻量化设计及平衡性较差
2、的四缸发动机的广泛使用，尤其是发动机 前置（横置）前驱动型式在轿车中的广泛应用，动力总成的振动对汽车平顺的 影响越来越突出。至今，有大量对动力总成悬置进行振动分析和优化的研究文 古I、.献。 动力总成悬置系统基本设计中，以下两点为基本设计内容：（1）涉及动力总成 悬置系统的六阶固有频率，以避免悬置系统与汽车的其他零部件系统（如车身 悬架系统）共振；尽可能使悬置系统在六个方向的振动互不耦合，尤其是动力 总成在垂直方向的振动和沿曲线方向的扭转振动和其他方向的振动解耦。（2） 在汽车的各种行驶工况下（东风公司技术中心规定了 20 种工况），动力总成质 心的位移应控制在制定的范围内，悬置在各弹性主轴方
3、向的变形应处于设定的 工作刚度位置。本文利用多体动力学，针对以上两点内容分别进行了分析动力总成悬置解耦分 析及动力总成悬置系统位移及支撑点力在各种工况下受力计算。2. 动力总成悬置系统的力学特性 进行动力总成悬置系统力学分析时，动力总成视为六自由度刚体，由 n 个悬置 支撑在车架、副车架或车身上。悬置简化为三个垂直的弹性主轴方向（u、v和 w 方向）具有刚度和阻尼的元件（如图 1）。图 1 动力总成悬置系统动力学模型 动力总成悬置系统强迫振动方程为： 血毋+医肠+% = )式1H中工肚沟皿空矩阻.K沟刚度幻阵.帰为巫心哑移列向土 )为质右速度列向处.& J庾心加遑巻列向F(t)j外力列向瓦振动
4、系统的固有频率由其自由振动方程的特征值决定，动力总成悬置系统的自 由振动方程为： 魅同+氏险 * llpitchyawKyz-0.313.240.25-1.91-0.774.1和悬？i支撵动反力发动析:側靈速轄侧H (N)Fy(NFz (N1R (N)Fy EFz fN)Fx (N)Fy (N)Fz (N)545.551.&2-133.6-8190.6-40.5414.丹2705 1-11.2S281.034. 结论建立动力总成悬置系统多体动力学模型，分别进行了模态解耦计算及优化和位 移控制计算。计算结果表明利用多体动力学悬置系统分析可很好的设计动力总 成隔振性能，同时能控制动力总成在各种工况下的运动，并为悬置支架的结构 设计提供载荷输入。5. 参考文献1上官文斌, 蒋学峰.发动机悬置系统的优化设计 J .汽车工程, 1992,( 2) :17- 19.2阎红玉, 徐石安.发动机- 悬置系统的能量法解耦及优化设计 J .汽车工程, 1993, ( 2) : 24-26.(end)
汽车动力总成悬置系统多体动力学分析
