硕士论文-汽车动力总成液压悬置特性分析与研究

江苏大学硕士学位论文汽车动力总成液压悬置特性分析与研究姓名：童树波申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：夏长高20030607汽车动力总成液压悬置特性分析与研究作者：童树波学位授予单位：江苏大学相似文献(10条)1.学位论文赵艳杰汽车动力总成液压悬置性能研究2009汽车动力总成振动是汽车振动的主要激励源之一，对汽车NVH特性产生很大影响。设计合理的动力总成悬置系统可以减少振动传递，提高乘坐舒适性。液压悬置是目前悬置系统中广泛采用的隔振元件之一，其动特性是汽车发动机隔振的主要研究方向。随着液压悬置结构不断的改进，其性能也不断提高，使得整车的振动与噪声控制不断得以改善。本文围绕着动力总成悬置系统的隔振与减振，对动力总成悬置的振动特性、悬置设计原则，悬置系统的优化进行了深入的分析。建立了六自由度动力总成悬置系统力学模型，运用拉格朗日定理，推导出动力总成悬置系统微分方程，通过对悬置系统的微分方程求解，建立了悬置系统的惯性和刚度矩阵。并开发了悬置系统的振动特性优化程序——MountSystem。该程序对于悬置系统的初期设计起到了方便快捷作用。由于动力总成悬置系统模态振型存在严重的耦合现象，故本文利用能量法模态解耦理论，采用序列二次规划优化算法，借助Matlab工具箱中优化工具fgoalattain函数对悬置系统进行解耦优化设计，并将优化程序集成在悬置系统的振动优化程序——MountSystem程序之中。根据典型液压悬置机构，建立了典型液压悬置的模型，通过对液压悬置物理模型的分析，利用机械和流体理论推导出液压悬置的数学模型。并对悬置参数的获取进行了详细的分析。根据此分析，设计并制作了两组液压悬置。根据对液压悬置所建立的数学模型，借助MATLAB/Simulink仿真工具建立了液压悬置动特性的仿真计算模型，在液压悬置1-30Hz低频范围内进行了仿真计算研究。在液压悬置仿真计算中，仿真了液压悬置动特性，并对液压悬置动特性进行了必要的分析。影响液压悬置动特性因素很多：如悬置主簧刚度，惯性通道截面积，惯性通道长度，及上腔室体积柔度等。下腔室体积柔度，液体粘度系数等因素对液压悬置的低频动特性影响不大，基本可以忽略。为验证建立的数学模型及仿真结果，对液压悬置元件进行了试验研究。结果表明悬置试验动特性曲线与仿真动特性曲线基本吻合，验证了数学模型及仿真模型的正确性和适用性。本文对动力总成液压悬置的研究，将对改善发动机的振动与噪声起到重要作用。2.期刊论文黄鼎友.武玉臣.HUANGDing-you.WUYu-chen汽车动力总成液压悬置建模与仿真研究-拖拉机与农用运输车2007,34(4)介绍功率键合图在动态系统特性分析中的特点和优势,以此为理论基础建立汽车动力总成液压悬置的数学模型,并结合MATLAB进行仿真,为液压悬置的研究提供了一种高效的建模仿真方法.应用这种方法,可以在液阻悬置的设计开发阶段较精确地预测产品的性能和进行优化设计,有利于提高产品设计质量、缩短开发周期.3.期刊论文秦民.林逸.马铁利.朱启昕汽车液压悬置系统动态特性研究-汽车工程2001,23(6)液压悬置是一种先进的减振系统,其动态特性对汽车的乘坐舒适性和NVH性能有很大影响.但是液压悬置的动态特性非常复杂,既具有频变特性,又具有非线性特性.本文基于系统辨识及数值分析理论,提出了模拟液压悬置动态特性的一种数值拟合方法.4.学位论文吉向东汽车动力总成液压悬置系统的隔振性能研究2005随着人们对汽车乘坐舒适性要求的提高，液压悬置逐渐取代传统橡胶悬置在中高档轿车上普及，甚至开始尝试运用到客车领域，但是这方面的研究较少。本文以全顺轻型客车动力总成悬置系统为研究对象，从仿真和试验两方面对悬置和动力总成悬置系统进行隔振研究，旨在分析液压悬置运用到客车上出现的新问题。首先，通过对液压悬置的结构、工作原理和理想动特性的分析，并结合全顺客车所使用液压悬置动特性的试验实测结果，对该种液压悬置的隔振性能作出了初步评价。然后，通过对全顺客车柴油发动机主要激振力(矩)的试验测定，确定了该发动机的主要激励特点。根据全顺客车动力总成-液压悬置系统的试验模态分析，指出了在各阶模态频率和模态阻尼等模态参数影响之下的系统隔振特点，并提出了改进意见。在对全顺客车动力总成悬置系统建立的六自由度力学和数学模型的基础上，运用Matlab/Simulink进行多工况振动响应仿真分析，比较了动力总成-液压悬置和动力总成-橡胶悬置两种系统的隔振效果差别，并揭示了悬置的动态参数和空间布置形式对系统振动响应的影响规律。最后，通过对全顺客车动力总成悬置系统隔振性能的多工况实车试验研究，进一步对动力总成-液压悬置和动力总成-橡胶悬置两种系统的隔振性能进行了试验分析，并且对启动工况下的振动响应进行了频谱分析，深入研究了全顺客车动力总成悬置系统的隔振特点，并提出了系统优化的具体建议。5.期刊论文吴岳.樊文欣.WuYue.FanWenxin汽车动力总成液压悬置的研究发展-机械管理开发2006,(2)动力总成液压悬置是非线性很强的隔振元件,其动特性随发动机的激励频率和振幅的改变而改变.重点介绍了液压悬置主要是被动液压悬置的基本结构,以及研究液压悬置的方法及近年国内外研究工作者的研究成果,并简要介绍了液压悬置设计的一些概念.6.学位论文谢元凯半主动控制液压悬置的动特性仿真与实验研究2004舒适性是汽车、特别是轿车的主要性能指标。引起汽车振动的振源主要有两个：一是汽车行驶时的路面随机激励；二是发动机工作时的振动激励。一般地讲，路面不平度激励对驾驶员的手、脚以及乘员的舒适性影响较大，但是随着道路条件的改善和轿车悬架系统设计的完善，这方面的影响在一定程度上得到缓解；另一方面，现代轿车的设计强调轻型化，采用了新型高强度轻质材料以图降低整车质量，而发动机的质量却难以降低，从而导致发动机相对车身的振动激励相对增加。以上诸多因素使得发动机振动激励成为轿车的主要振源。而如何有效地隔离发动机的振动向车架的传递，就成为汽车设计中的一个关键问题。汽车发动机悬置系统通常由发动机和几个用来联接到车体的悬置构成。研究结果表明，发动机悬置系统的振动隔离特性对汽车的乘坐舒适性有着很重要的影响，性能良好的发动机悬置系统不仅可以减少振动向车架的传递，降低车内噪声，提高乘坐舒适性，而且还可以更好地保护动力总成。全文共分六章：第一章在阅读大量参考文献的基础上，介绍了发动机悬置系统发展的背景；概括了它的发展历史以及国内外的研究现状；提出了发动机悬置系统的理想性能指标以及评价指标；根据悬置的发展历程阐述了各种类型悬置的结构及其性能特点，并简单概括了各种悬置的优缺点和应用情况。第二章分析了国产某轿车采用的半主动控制液压悬置的结构和工作原理，并据此建立了悬置的液力模型。悬置的工作原理如下：上下液室通过惯性通道和节流孔连接，控制方式的实现是通过控制节流孔的开闭来完成的。节流孔上端始终与上液室相通，下端与下液室之间有一个活动阀相间隔，活动阀的底部，有一个气道与发动机进气歧管相通。发动机正常工作状态下，活动阀在阀体内的弹性元件作用下，将大节流孔关闭，液体只能通过惯性通道流动，产生较大的阻尼，很好地衰减了振动；怠速时，节流孔打开，液压悬置内的液体在上、下液室之间的流动主要是通过大节流孔完成的。此时悬置阻尼减小，动刚度降低，有利于衰减发动机怠速工况下引起的低频振动。第三章概述了键合图发展的历史和背景；介绍了键合图方法的理论基础及其基本原理；利用作图基本规则建立了半主动控制液压悬置的键合图模型；由键合图模型推导出系统的状态方程，为系统动特性的仿真计算打下基础。第四章详细地介绍了液压悬置静、动特性实验的实验方法、原理、实验内容以及数据处理方法与结果。由实验结果可知，通过对该悬置系统实施半主动控制，即在其工作状态下调节悬置内节流孔的开度，可以有效地改变悬置系统的动态特性。在振动的低频段内，尤其是在发动机怠速运转的激振频率点附近，可以对悬置系统的动特性进行适应性的调节和控制。实施控制后的液压悬置动特性能够满足悬置系统理想动特性的要求，从而可以降低并迅速衰减汽车怠速运转时发动机的振动，提高汽车的舒适性。第五章首先介绍了悬置的隔振性能评价指标；给出了获取悬置各参数的方法、计算公式及程序框图；利用Matlab/Simulink仿真工具建立了悬置动特性的仿真计算模型；将仿真结果与实验结果进行了对比分析；并应用所建模型分析了AP、Li、Ai对悬置性能的影响。对比分析结果表明，悬置在低频激励条件下的模型仿真计算结果与实验结果的变化趋势基本一致，数值基本吻合。说明利用本文建立的液压悬置键合图模型分析低频动特性是可信的，所建立的模型具有较好的适用性，能够较好地预测液压悬置的低频隔振特性。通过仿真计算分析，可以方便地进行液压悬置结构参数的修改分析和优化。液压悬置高频段内的动刚度仿真结果与实验结果具有一致的变化趋势，数值较为接近；但阻尼滞后角仿真结果存在较大的误差。分析误差产生的原因主要是由于对悬置内液体流动特性的模拟与实际工作过程存在偏差而引起的。如对于惯性通道的模拟主要考虑了惯性通道的集中质量，忽略了液压悬置内部液体与橡胶主簧、橡胶底膜的力学耦和作用，因而在高频动特性模拟过程中不够准确。因此，采用本文所建立的液压悬置非线性模型进行悬置高频动特性仿真和预测时存在着一定的局限性。第六章是本文的总结和对课题发展的展望。7.期刊论文王芳.WANGFang汽车动力总成液压悬置的研究发展-农业装备与车辆工程2006,(12)在阐述汽车动力总成悬置系统的理想动特性的基础上,对被动液压悬置、半主动和主动控制式悬置结构及工作原理进行了总结,综述了三类悬置的研究发展现状,最后对各类悬置的性能特点进行了对比分析,并总结了各类悬置的进一步研究方向.8.学位论文张成松惯性通道—解耦膜式液压悬置特性研究及优化设计2009动力总成悬置系统是连接动力总成和车体的桥梁，是动力总成和车体之间振动传递的路径，适当选择动力总成悬置系统的参数可降低汽车整车的振动和噪声水平，改善汽车的舒适性。同时，还可以保证动力总成工作安全可靠，避免动力总成零部件及其附件的过早损坏。汽车动力总成悬置系统的好坏直接影响着汽车的平顺性和降噪水平。本文以国产某轻型客车所用的惯性通道—解耦膜式液压悬置为研究对象，主要研究工作有：1．给出了国产某轻型客车用的液压悬置的结构图，分析了悬置的结构、工作原理，并建立了液力模型。2．阐述了本项研究的理论研究基础—键合图方法的发展过程、基本原理和特点，利用键合图理论研究方法，建立了液压悬置的键合图模型并导出数学模型，为应用键合图方法进行汽车动力总成悬置系统动态特性的理论研究和仿真分析奠定了研究基础。3．应用仿真工具(Simulink)，结合由键合图方法推导的状态方程，对液压悬置元件的动特性进行了仿真计算，将仿真结果与实验结果对比，验证了键合图模型和仿真方法的正确性和适用性。4．分析了悬置各参数对悬置性能的影响，为悬置参数的优化提供理论基础。5．阐述了转动坐标轴直接搜索可行方向法(DSFD)的发展、特点及基本步骤，利用DSFD优化方法对液压悬置系统进行了优化，并与优化前的数据进行对比，验证了方法的适用性。9.期刊论文童树波.夏长高汽车动力总成液压悬置元件特性研究-农机化研究2003,(4)液压悬置具有低频大阻尼、高刚度等特点,可以有效隔离和衰减发动机的怠速振动,降低车内噪声,提高乘坐舒适性.为此,应用流体-结构耦合理论的方法建立了某车动力总成悬置系统的动力学分析模型,并运用Adams软件对其动特性进行了仿真.仿真结果与已知实验数据基本吻合,从而证明了该模型建立的正确性.10.学位论文王凌云汽车动力总成液压悬置隔振降噪特性研究2005车辆的内部噪声一直是影响乘坐舒适性的关键问题，其中又以低频噪声为甚。低频噪声的来源主要是由发动机振动，悬架系统振动所引起的车身板件振动产生的辐射噪声。液压悬置是汽车车架或车身与发动机间的主要隔振元件，其特性决定了发动机和车架之间能量传递，从而影响到由发动机振动所引起的车内噪声。本文以某汽车为研究对象。首先，在液压悬