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.     

发动机半主动控制液力悬置动特性仿真研究

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.笔者基于流体力学理论,研究发动机液力悬置惯性通道内阻尼力,对液力悬置建立力学模型和数学模型,进行动特性仿真,从流体力学的角度分析液力悬置的结构参数和液力参数对其动态特性的影响.进行液力悬置的台架试验,确定较可行的惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律,从而在较宽的频带内,达到良好的隔振效果.     

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。     

液压悬置非线性动态特性仿真研究

针对液压悬置复杂的动态特性,运用流体动力学理论及液压原理,建立了某轿车动力总成液压悬置的非线性数学模型,提出了模拟液压悬置动态特性的一种数值分析方法,并对目标液压悬置的动态特性进行了多工况仿真实验对比。研究结果表明所建模型是正确的、实用的,而且其通用性较强,能为下一步更精确的汽车动力总成悬置系统匹配选型、优化分析、隔振特性研究提供基础。     

液阻悬置动态特性实验方法及实测分析

论述了液阻悬置及其主要部件的静态和动态力学特性的实验测试和数据处理方法，探讨了液阻悬置特性的评价参数；对惯性通道一活动解耦盘式、惯性通道式液阻悬置及其橡胶主簧进行了静态和动态力学特性测试，分析了液阻悬置的三向静刚度与其橡胶主簧的三向静刚度的关系，研究了预载荷、激振幅值和激振频率对液阻悬置及其橡胶主簧动态力学特性的影响；对惯性通道-活动解耦盘式和惯性通道式液阻悬置的动态特性进行了比较分析，研究了活动解耦盘对液阻悬置动态特性的影响；在不同的激振工况下，测量了上液室的动态压强和温度。     

节流盘式液阻悬置动特性作用机理的计算与试验分析

为了揭示节流盘式液阻悬置的动力学特性和减振机理,建立了其线性和非线性集总参数模型。在低、高频工况下,节流盘式液阻悬置的动态特性仿真曲线与试验吻合较好,验证了模型的正确性。通过对不同类型液阻悬置的对比试验分析,揭示了节流盘式液阻悬置的作用机理,结果表明节流盘式液阻悬置改善了悬置的高频动态特性。     

含液阻悬置振动系统的时域响应计算与优化方法

给出表征液阻悬置动态特性与激振频率相关性的5参数分数导数模型,模型中的5个参数具有明确的物理意义。以一个含有液阻悬置的2自由度振动系统为研究对象,以被支撑物体的垂直位移和侧倾角的时域响应为优化目标,对液阻悬置的动态特性进行优化。计算和试验结果表明,5参数分数导数模型能较好地表征液阻悬置动态特性的频率相关性,提出的基于控制系统方框图的时域分析方法,可以用于含有液阻悬置振动系统的动态响应分析和对液阻悬置的动态特性进行优化。     

液压悬置动特性实验分析

建立了被动式惯性通道-解耦盘式液压悬置动特性集总参数模型,探讨了悬置动态特性的试验测试方法,建立了相应的测试平台,对相同工况下液压悬置动态特性进行了测试及分析,并运用Matlab/Simulink软件对其动特性进行了仿真计算,仿真结果与台架试验结果基本吻合,验证了该模型适用性和可信性.     

基于特征点法的液阻悬置集总参数模型参数识别

探讨应用动态特性特征点法预测与识别液阻悬置集总参数模型主要参数的分析方法。该方法首先通过实验来得出液阻悬置动态特性特征点,运用傅里叶变换的方法对液压悬置的集总参数模型进行深入推导得到液压悬置的复刚度,然后通过建立的动态特性特征点与集总参数之间的关系求解得出集总参数的值。通过对数值预测结果与实测结果对比分析表明,基于动态特性特征点法的液阻悬置集总参数模型动特性分析技术是可行、有效的,其预测结果精确性满足工程要求。     

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。     

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.     

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%。     

钟板对液压悬置特性的影响

为揭示钟板数量对液压悬置特性影响,首先,根据液压悬置结构搭建解耦膜、节流盘以及新节流盘液压悬置数学模型,同时分析钟板数量对液压悬置动态特性影响;其次,在高低频状态分析钟板数量对惯性通道、解耦膜通道流量以及上腔压力响应的影响;最后,分析节流盘和新节流盘液压悬置在钟板处的流量和压力响应。计算表明:低频时3种液压悬置的动态特性几乎相同,随着钟板数量增加悬置动态刚度和滞后角略有减小;在节流盘液压悬置的基础上增加钟板不影响解耦膜通道流量和上腔压力响应,但影响悬置的刚度和滞后角。     

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.     

Decoupling analysis for a powertrain mounting system with a combination of hydraulic mounts

The existing torque roll axis(TRA) decoupling theories for a powertrain mounting system assume that the stiffness and viscous damping properties are constant. However, real-life mounts exhibit considerable spectrally varying stiffness and damping characteristics, and the influence of the spectrally-varying properties of the hydraulic mounts on the powertrain system cannot be ignored. To overcome the deficiency, an analytical quasi-linear model of the hydraulic mount and the coupled properties of the powertrain and hydraulic mounts system are formulated. The influence of the hydraulic mounts on the TRA decoupling of a powertrain system is analytically examined in terms of eigensolutions, frequency, and impulse responses, and then a new analytical axiom is proposed based on the TRA decoupling indices. With the experimental setup of a fixed decoupler hydraulic mount in the context of non-resonant dynamic stiffness testing procedure, the quasi-linear model of the hydraulic mount is verified by comparing the predictions with the measurement. And the quasi-linear formulation of the coupled system is also verified by comparing the frequency responses with the numerical results obtained by the direct inversion method. Finally, the mounting system with a combination of hydraulic mounts is redesigned in terms of the stiffness, damping and mount locations by satisfying the new axiom. The frequency and time domain results of the redesigned system demonstrate that the torque roll axis of the redesigned powertrain mounting system is indeed decoupled in the presence of hydraulic mounts (given oscillating torque or impulsive torque excitation). The proposed research provides an important basis and method for the research on a powertrain system with spectrally-varying mount properties, especially for the TRA decoupling.     

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.