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某型发动机动力总成悬置系统优化设计
| 论文题名： | 某型发动机动力总成悬置系统优化设计 |
| 关键词： | 汽车发动机;动力总成;悬置系统;优化设计;测量计算 |
| 摘要： | 汽车NVH特性是衡量汽车制造质量的一个综合性问题。动力总成悬置系统作为汽车振动系统的重要组成部分，其振动的传递特性对汽车舒适性和NVH性能有着很大的影响。本文针对某型发动机装配车型动力总成悬置系统进行了优化设计。 本文提出了一种将三维扫描仪和三线摆相结合测量质心和惯性参数的方法，并基于这一原理，设计并搭建了动力总成质心位置和惯性参数测量实验台。采用2个标准钢制圆盘对实验台的质量及摆长进行了标定，获取了试验台的测量精度。在此基础上，采用分体测试的方法，分别对发动机及变速箱的质心位置和惯性参数进行测量计算。最终通过对二者参数的整合，得到具备较高精度的动力总成的质心位置和惯性参数。 运用ADAMS软件，建立了动力总成悬置系统的六自由度仿真模型。依据现有的悬置元件参数，对仿真模型进行固有特性分析和能量耦合计算。分析结果发现，现有动力总成悬置系统其一阶固有频率小于路面随机激振频率，存在与路面激振力发生共振的可能性，并且在主要激振力垂直方向（Z轴）上的能量分布率较低，也存在一定的耦合。对该动力总成在振动最为激烈的怠速工况下的动态响应进行仿真，获取其在该工况下的隔振效果。 针对现有悬置系统的不足，以能量分布率最优为目标，以悬置元件三向主轴方向刚度值为设计变量，进行了优化。优化结果表明，优化后各向能量分布百分比均有不同程度的提高，其中Z向的能量分布率提高了27.3％。动态响应表明，质心处的位移、加速度和角位移幅值均有一定的减小，改善了该动力总成的隔振效果。 对某型发动机右悬置支架进行了模态分析和强度校核。模态分析表明，该悬置支架的一阶固有频率为681.13Hz，大于乘用车的设计要求。强度分析表明，该悬置支架的极限工况下的最大应力发生在汽车后撞工况下，但远小于球墨铸铁QT700-2的屈服强度。这说明该悬置支架具有较大的设计裕量。因此，对其进行了拓扑优化。优化后的结果相比于原支架，重量降低了0.33kg，一阶固有频率为696.52Hz，满足乘用车悬置支架的设计要求。 |
| 作者： | 姜晓军 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 杨建国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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