NA01JS1011001悬置系统设计计算书1111.docx

NA01JS1011001悬置系统设计计算书1111.docx

《NA01JS1011001悬置系统设计计算书1111.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《NA01JS1011001悬置系统设计计算书1111.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

NA01JS1011001悬置系统设计计算书1111

编号：

NA01JS1011001

版本号：

A.1

悬置系统设计计算书

项目名称：

NA01系列乘用车设计开发

编制：

校对：

审查：

会审：

标准化：

审核：

批准：

海马（郑州）汽车有限公司

2010年11月

目录

1概述…………………………………………………………………………………1

2设计说明………………………………………………………………………………1

3结论……………………………………………………………………………………8

1概述

悬置系统的功能主要是是成功的控制振动，把发动机传递到支撑系统的振动减到最小程度。

合理的匹配悬置系统主要取决于悬置系统的结构形式、几何位置、及悬置软垫的结构、刚度和阻尼等特性，一般来讲对发动机的悬置有如下要求：

a）能在所有工况下承受动、静载荷，并使发动机在所有方向上的位移处于可接受的范围内，不与其他零部件产生干涉。

同时在发动机大修前，不出现零部件损坏；

b）能充分地隔离由发动机产生的振动向车架及驾驶室的传递，降低振动噪声；

c）能充分的隔离由于路面不平产生的通过悬置传向发动机的振动，降低振动噪声；

d）保证发动机与飞轮壳的连接面弯矩不超过发动机厂家的允许值。

2设计说明

2.1动力总成基本参数，见表1

表1

发动机型号：

HM474Q（1.5L）

气缸数、冲程

4×4

怠速转速

750±50r/min

最大功率

77kw/6000r/min

最大扭矩

140N·m/4000r/min

变速箱型号

CVT

变速比

D

R

0.442-2.432

2.138

主减速比

5.389

动力总成布置方式

横置

动力总成安装角度

后仰15°

发动机原点

（整车坐标系）

X=-187.49mm

Y=-57mm

Z=139.737mm

动力总成质量

156.07kg

动力总成质心

（发动机坐标系）

X=67.08mm

Y=5.26mm

Z=71.06mm

动力总成转动惯量

（动力总成坐标系）

Jxx（kg.m²）

Jyy（kg.m²）

Jzz（kg.m²）

Jxy（kg.m²）

Jyz（kg.m²）

Jzx（kg.m²）

4.33

10.73

10.01

1.17

0.2

1.42

悬置点坐标（整车坐标系），见表2

表2单位：

mm

悬置名称

X

Y

Z

左悬置

-153.774

-433.994

265.869

右悬置

-179.564

449.77

372

后悬置

140

-79

-27

2.2各参考坐标系说明如下

a）整车坐标系：

各轴指向遵循右手定则，见图1。

b）发动机坐标系：

以发动机缸体后端面与曲轴中心线的交点为原点，沿曲轴指向发动机前端（正时轮系侧）为X轴正向；以气缸中心线指向缸盖为Z轴正方向；按照右手定则确定Y方向,见图2。

c）动力总成质心坐标系：

以动力总成质心为坐标原点，各轴指向与发动机坐标系对应平行，见图3。

d）悬置系统布置见图4。

NA01车型悬置系统采用3点式布置方案，动力总成的重量主要由左、右悬置承担，后悬置承担部分载荷。

根据3点式悬置系统布置原则：

动力总成的重心在3个悬置点包围的三角形内；另由于机舱实际布置条件的限制，悬置点进行适当调整，其与动力总成质心位置关系如图4所示。

悬置安装角度（整车坐标系），见表3

表3单位：

°

名称

u-X

u-Y

u-Z

v-X

v-Y

v-Z

w-X

w-Y

w-Z

左悬置

0

90

90

90

0

90

90

90

0

右悬置

0

90

90

90

0

90

90

90

0

后悬置

0

90

90

90

0

90

90

90

0

各悬置的动静刚度由供应商提供，见表4（动静比按照1.4来计算）

悬置名称

静刚度

动刚度

X

Y

Z

X

Y

Z

左悬置

160

36

120

224

50.4

168

右悬置

140

140

160

196

196

224

后悬置

163

20

20

228.2

28

28

表4单位：

N/mm

2.3悬置系统匹配

a）悬置厂家利用matlab自编程序，获得固有频率和能量解耦率，见表5（参考整车坐标系）

表5

Mode

Freq.（Hz）

Lateral（X）

Force/aft（Y）

Bounce（Z）

Pitch（RX）

Roll（RY）

Yaw（RZ）

1

6.4939

0.0092

97.7794

0.5977

1.4029

0.054

0.1569

2

8.0416

0.0629

0.8298

94.7918

0.6467

3.7116

-0.0429

3

10.0159

92.4882

0.0308

0.3716

0.0512

4.6896

2.3687

4

11.1682

4.3443

0.0014

2.9878

1.052

91.8735

-0.2589

5

14.1673

0.0892

1.3391

1.2343

93.889

0.1074

3.341

6

15.0161

3.0063

0.0196

0.0168

2.9582

-0.436

94.4352

b）利用nastran软件，获得固有频率和能量解耦率，见表6（参考整车坐标系）

表6

Mode

Freq.（Hz）

Lateral（X）

Force/aft（Y）

Bounce（Z）

Pitch（RX）

Roll（RY）

Yaw（RZ）

1

6.494

97.78

0.09

0.52

0.05

1.56

0

2

8.042

0.83

5.19

89.67

3.71

0.65

-0.05

3

10.02

0.03

89.25

3.61

4.69

0.39

2.03

4

11.17

0

2.45

4.88

91.88

-0.09

0.89

5

14.17

1.34

0.33

0.99

0.11

96.77

0.46

6

15.02

0.02

2.69

0.33

-0.44

0.72

96.67

对比分析结果：

固有频率间隔基本都能达到1Hz以上（只有5、6阶间隔在0.8Hz）;

能量解耦率Z向计算上存在着争议（前期设定目标为90以上）:

中鼎结果94.7918，CAE结果为89.67；考虑到不更改悬置点位置及主要零部件主体结构，此优化结果已较为合理，建议采用此方案。

2.4悬置支架模态分析

各悬置支架在参考现有成熟结构的基础上，根据实际情况重新设计，通过初步分析计算出左右悬置支架前四阶固有频率见表7：

表7单位：

Hz

固有频率

发动机左悬置骨架

发动机左悬置支架

发动机右悬置骨架

发动机右悬置支架

发动机后悬置骨架

一阶

1105

1956

1778

2692

846.5

二阶

1931

4589

3183

4067

1042

三阶

2794

6347

3845

7937

1814

四阶

3708

6854

4459

9797

2085

发动机左悬置骨架

发动机左悬置支架

发动机右悬置骨架

发动机右悬置支架

发动机后悬置骨架

3结论

综上所述，在满足造型、布置的情况下，悬置系统在固有频率比例分配上已经较为合理，具体减振性能需要配合整车的NVH性能试验进行主观评价，路面不平度激励频率一般在0-25Hz范围内，悬置支架的一阶固有频率均在450Hz以上，不存在振动耦合情况，前期分析基本满足要求，待样件进行固有频率测量检测。