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55车辆工程技术车辆技术
基于传递特性的汽车动力总成悬置性能优化研究
贺景环,喻涛
（江铃汽车股份有限公司,南昌330200）
摘要：作为一个运动系统，汽车的共振现象是不可避免的，从机理上分析共振问题的原因是非常困难的。随着CAE技术的发展，非线性多自
由度振动分析已成为一种常用的方法。本文以一个具体的设计案例为例，介绍了Adams在共振分析和其它典型车辆系统动力学分析中的应用。
特殊车辆停放时，发动机空转时，前轴左右轮胎振动明显。发动机以850转/分怠速运转。当怠速调整到900±50转/分时，前轴左右轮胎抖
动消失，但保险杠两端和护栏上两端仍有明显振动。
关键词：传递特性；汽车动力；总成悬置；性能优化
1固有频率计算动力总成采用四点式悬置，前两点式悬置（EngR，EngL）连接车身
和发动机，后两点式悬置（diffR，diffL）连接车身和变速箱。在该
1.1发动机固有频率
模型中，采用衬套来模拟悬置。由于衬套有三个相互垂直的刚度和阻
根据底盘关键结构模态试验，测得动力总成系统的固有频率在
尼，以及围绕这三个方向的扭转刚度和阻尼，只要衬套的扭转刚度和
23.6～33.6Hz之间。
阻尼值设置为零，就可以认为是三个相互垂直的弹簧，所以它具有悬
发动机的激振频率实际上就是发动机的点火频率其计，算公式为：
置的机械特性。四个悬置垂直安装，只有垂直悬置是自由的。
2.2参数优化
其中：n-发动机转速，转/分钟；i-发动机缸数；τ冲-程系数，（1）变速器悬置对车身振动的影响。减振块选用发动机悬置，
两冲程为1，四冲程为2。邵氏硬度值70，变速器悬置刚度3333N/mm，可变范围在±40范围
该车辆采用直列4缸、四冲程发动机，因此当发动机转速为内计算（计算步数设为10步）。
870rpm时，发动机的激振频率为29Hz。分析结果表明，悬置刚度对车身振动的影响是非线性的，当悬置
1.2悬置系统固有频率刚度为2815.1N/mm时，振动响应最小。
把动力总成看作是空间弹性支撑的刚体。橡胶悬置简化为沿着空（2）发动机悬置对机体振动的影响。发动机悬置为2020N/
间三个正交轴线具有弹性的弹簧，这三个轴线称为主弹性轴，即橡胶mm，可变范围在±40以内（计算步骤设为10）。安装刚度对车身振
悬置软垫的U、V、W轴线。动的影响是非线性的，刚度为1616-1705.8N/mm时，振动响应最小。
为方便采用计算机计算，这里对于无阻尼自由振动系统，利用其求解前、后悬置均为变量，发动机悬置为2020N/mm，计算变量
微分方程的矩阵表达形式：范围为±40，变速器悬置刚度为3333N/mm，计算变量范围为±40，
计算步数为88步的优化结果。由于计算结果较多，故不再图示。分
上式中：M为动力总成的惯性矩阵，K为悬置的刚度矩阵。其中，析结果表明，当变速器悬置和发动机悬置刚度分别为3111.4N/mm和
。因此，只要知道振动系统的惯性矩16
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