发动机半主动液力悬置动特性研究与开发

发动机悬置是隔离发动机振动向驾驶室和基础传递的隔振元件,其设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性.基于流体力学理论,研究发动机液力悬置惯性通道内阻尼力,对液力悬置建立了力学模型和数学模型,进行了动特性仿真,从流体力学的角度分析了液力悬置的结构参数对其动态特性的影响.进行了液力悬置的台架试验,确定了惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律.由此设计开发了通道可调的惯性通道式液力悬置,从而在较宽频带内有效的达到了减振的目的.     

半主动控制液压悬置动特性研究

建立半主动控制液压悬置的力学模型，推导出动刚度、动阻尼和传递率的数学模型，研究惯性通道内阻尼力的表达式，并依次改变悬置的这些主要结构参数，对悬置动特性进行仿真，观察各参数改变对悬置动特性的影响，以便得到较好的隔振效果。     

汽车发动机磁流变悬置动特性及PID控制研究

针对发动机悬置怠速工况下的隔振问题,结合磁流变液体的流变特性,在已有磁流变发动机悬置的基础上改进了悬置结构,设计了带有多个惯性通道的磁流变半主动悬置,建立其力学模型,推导动刚度和阻尼滞后角的表达式,应用软件编制程序对悬置动特性进行仿真,并用试验的方法验证了单惯性通道悬置模型的正确性;建立了考虑悬架等效刚度和等效阻尼的二自由度模型,借助于Matlab/Simulink仿真模块搭建其仿真模型,对该二自由度系统的PID控制进行了仿真分析。研究结果表明,磁流变悬置在PID控制作用下有一定的隔振效果,能够改善车辆平顺性。     

发动机半主动控制液力悬置动态特性分析研究

建立了液力悬置的力学模型和数学模型,进行了动态特性仿真,分析了液力悬置主要参数对其动态特性的影响。为液力悬置的设计改进提供了不可或缺的基础。     

键合图理论在发动机电流变液力悬置中的应用

针对发动机宽频振动的特性,设计开发了一种电流变液力悬置。对键合图理论和电流变液力悬置结构进行了介绍,结合悬置的力学模型,建立了电流变液力悬置的键合图模型,并对模型分析得到状态方程。利用Adams 软件进行仿真分析,比较得出电流变液力悬置比普通液力悬置的隔振性能的优越之处。     

三代液阻悬置非线性动特性的试验研究及其参数识别方法

目前液阻悬置是性能最佳的被动式隔振器,它是汽车动力总成隔振悬置设计开发的首选方案。以第三代液阻悬置为基础,通过对惯性通道的改造以及不同液力机构的组合,系统地研究了惯性通道、解耦膜、节流盘等液力机构以及惯性通道长度及其入口局部损失对液阻悬置动特性的影响规律,揭示了不同液力机构的工作原理以及三代液阻悬置动特性之间的继承和发展关系,为液阻悬置的设计选型提供了直观的依据,并证明了理论分析的正确性。基于动特性试验结果与理论分析结果高度一致的事实,针对液阻悬置动特性的变化特点,提出了识别上液室体积刚度以及橡胶主簧等效泵液活塞面积的新方法,该方法可以有效克服测试误差的影响,原理简单、结果可靠;可以在常规的动特性试验机上进行试验,无需设计复杂的液压试验台。     

基于键合图理论的汽车发动机液压悬置动特性的仿真研究

应用键合图理论,建立了汽车发动机液压悬置的键合图模型并导出数学模型,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对比分析,并应用所建模型分析了橡胶主簧刚度、橡胶主簧等效活塞面积、惯性通道长度和惯性通道横截面积等参数对悬置性能的影响.结果表明,在低频激励条件下的模型仿真结果与实验结果的变化趋势一致,数值基本吻合.液压悬置键合图模型能够较好地分析液压悬置的低频隔振特性.     

液压悬置隔振特性计算分析与实验研究

首先建立了惯性通道－解耦模式液压悬置隔振系统的非线性力学模型和数学模型，然后以Ａｕｄｉ１００轿车动力总成液压悬置为例，对其正向隔振性能进行了仿真计算和实验研究，理论计算结果与实验结果在０－３００Ｈｚ频段吻合良好。深入分析了液压悬置的各参数对其低、高频隔振性能的影响规律，较详细地阐述了惯性通道－解耦膜式液压悬置的参数选择及匹配方法，从而为经类压悬置了提供了更充分的理论依据。     

液阻悬置非线性动特性及其参数识别方法

对通道长度不同的惯性通道式液阻悬置的动特性进行试验研究,首次从试验上揭示出惯性通道式液阻悬置在不同幅值位移激励下的频变动特性所具有的不动点特性.基于工程流体力学的相关理论,建立集总参数与液力机构结构几何相关联的液阻悬置非线性集总参数模型,得到动特性的解析解.首次从理论上揭示出惯性通道式液阻悬置在不同幅值位移激励下其储能动刚度存在的不动点.理论与试验揭示的不动点现象高度一致,从而证明非线性集总参数模型的有效性及其分析结论的正确性.鉴于理论分析与试验结果高度一致的事实,结合储能动刚度的不动点以及高频储能动刚度趋于定值的特性,发展了基于非线性集总参数模型的参数识别的新的理论和方法,其原理简单、结果可靠且经济省时.     

汽车动力总成液阻悬置液-固耦合非线性动力学仿真

液阻悬置是一种先进的隔振元件,广泛应用于汽车动力总成的隔振系统中。目前对液阻悬置动特性的仿真均采用集总参数模型,模型所需的物理参数主要由液阻悬置相应的元件进行试验得到。以惯性通道-解耦盘式液阻悬置为研究对象,建立了其性能分析的液-固耦合有限元模型;利用该模型对其静、动特性进行了仿真,并和试验值进行了对比。计算分析了液阻悬置的-些内部特征参数的变化规律,其结果与液阻悬置的工作机理或试验结果相符合。利用液-固耦合有限元模型对液阻悬置进行仿真时,只需橡胶材料的应力-应变关系、液体的性能参数和液阻悬置的几何参数。应用该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。     

汽车动力总成液压悬置的研究发展

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.     

Simulation Research on Dynamic Characteristics of Hydraulic Mount

At present,research on hydraulic mounts has mainly focused on the prediction of the dynamic stiffness and loss angle.Compared to the traditional finite element analysis method,the programming method can be used to analyze hydraulic mounts for a rapid and accurate understanding of the influence of the different mounting parameters on the dynamic stiffness and loss angle.The aims of this study were to investigate the nonlinear dynamic characteristics of a hydraulic mount,and to identify the parameters that affect the dynamic stiffness and loss angle using MATLAB software programs to obtain the influence curves of the parameters,so as to use suitable parameters as the basis for vibration analysis.A nonlinear mechanical model of a hydraulic mount was established according to the basic principles of fluid dynamics.The dynamic stiffness and loss angle of the dimensionless expression were proposed.A numerical calculation method for the dynamic performance evaluation index of the hydraulic mount was derived.A one-to-one correspondence was established between the structural parameters and peak frequency of the evalua-tion index.The accuracy and applicability of the mechanical model were verified by the test results.The results dem-onstrated the accuracy of the nonlinear mechanical model of the hydraulic mount,and the vehicle driving comfort was greatly improved by the optimization of the structural parameters.     

周期性机械振动主动控制算法

为提高周期性机械装置的隔振性能,减少其对底座(或地面)及周围环境的影响,采用由弹性橡胶和压电堆作动器组成的主动悬置(active control mount, ACM).针对压电堆作动器输出位移较小的情况,设计液压位移放大机构.通过对压电作动器和橡胶主簧性能的分析,建立由主动悬置构成的隔振系统的力学模型.周期性机械振动系统,其周期振动信号可用作控制同步信号,因此控制系统采用基于同步滤波-X LMS(least mean square)算法的自适应控制策略,传递到机座的残余力作为误差信号,实现对周期性机械振动系统的主动控制.计算机仿真实验结果表明,采用这种主动悬置和同步滤波-X LMS算法的主动控制系统,相对于采用普通橡胶悬置的被动系统,明显减少了对底座的力传递,减振效果明显.     

OPTIMUM DESIGN AND NON-LINEAR MODEL OF POWERPLANT HYDRAULIC MOUNT SYSTEM

6-DOF non-linear mechanics model of powerplant hydraulic mount system is established. Optimum design of the powerplant hydraulic mount system is made with the hydraulic mount parameters as variables and with uncoupling of energy, rational disposition of nature frequency and minimum of reactive force at mount's location as objective functions. And based on the optimum design, software named ODPHMS (optimum design of powerplant hydraulic mount system) used in powerplant mount system optimum design is developed.     

空气弹簧液压悬置动特性及隔振特性研究

研究了具有可变刚度阻尼的发动机空气弹簧液压悬置的动特性和隔振特性。针对影响发动机空气弹簧液压悬置动特性的关键参数上液室等效体积刚度,采用理论和试验方法研究了上液室等效体积刚度的等效值,基于该等效值建立了空气弹簧液压悬置的理论模型,对空气腔开闭两种工况进行了空气弹簧液压悬置动特性的仿真和试验研究。搭建了发动机空气弹簧液压悬置系统试验台架,研究了台架各种激励频率下的空气弹簧液压悬置的隔振特性。结果表明:本研究采用的上液室等效体积刚度进行空气弹簧进行建模是正确、可行的,提高了空气弹簧建模效率和准确性;空气弹簧液压悬置在空气腔开启和关闭两种状态下,峰值动刚度增大幅值达78.5%,峰值阻尼角增大幅值达250%。台架试验表明:当台架激励频率小于25Hz时,悬置采用大刚度大阻尼;当台架激励频率大于等于25 Hz时,悬置采用小刚度小阻尼;悬置隔振率提升明显,不同频率下提升幅值达10%～67%。     

基于键合图理论的发动机悬置隔振特性仿真分析

应用键合图理论,结合Simulink仿真程序,对国产某轿车半主动控制液压悬置进行仿真分析,并用实验验证。结果表明,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。     

Identifying the frequency dependent material property of a hydraulic engine mount through an iterative procedure using 3D finite element modeling

Achieving very restricted noise, vibration and harshness targets in modern vehicles, makes using the hydraulic engine mount crucial. Hydraulic engine mounts have both solid and fluid media in their structures that make their dynamic behavior complex to figure out. We present a three-dimensional model of HEM with using finite element method that encompasses elastomeric material’s nonlinearity and fluid-structure-interaction. Dynamic equivalent modulus of elasticity for elastomeric material is identified through iterative model updating procedure. To do model updating, the results (here, namely, natural frequencies and frequency response function graphs) are compared with real hydraulic engine mount behavior that derived from modal tests. The results showed that the dynamic characteristic of elastomeric material is frequency dependent and can be divided into two distinct regions: below 30 Hz (low frequency) and above 30 Hz (high frequency) with different trends.