汽车动力总成液阻型橡胶隔振器的研究发展

汽车动力总成液阻型橡胶隔振器的研究发展

作者：王利荣， 吕振华

作者单位：清华大学,

刊名：

汽车工程

英文刊名：AUTOMOTIVE ENGINEERING

年，卷(期)：2001，23(5)

被引用次数：19次

参考文献(11条)

1.Muzechuk Richard A Hydraulic Mounts-Improved Engine Isolation.SAE

2.Flower Wallace C Understanding Hydraulic Mounts for Improved Vehicle Noise

3.Sugino Tmasaru.Abe Eiichi Optimum Aplication for Hydroelastic Engine Mount

4.Gau Steve J.Cooton Jeffry D Experimental Study and Modling of Hydraulic Mount and Engine System

5.Suresh N.Shankar S.Manohar N Optimum Design of Engine and Body Mounts at Total System Level Using UnconstraionedMinimization

6.Singh R.Kim G.Ravindra P V Linear Analysis of Automotive Hydro-mechanical Mount with Emphasis on Decoupler Characteristics 1992

7.Kim G.Sigh Rajendra Nonlinear Analysis of Automotive Hydraulic Engine Mount 1993(09)

8.Kim G.Singh R A Study of Passive and Adaptive Hydraulic Engine Mount Systems with Emphasis On Non-linear Characteristics 1995(03)

9.Corcoran Patrick E.Ticks Gerd Heinz Hydraulic Engine Mount Characteristics

10.Muller Michael.Eckel Hans Gerd Reduction of Noise and Vibration in Vehicles by an Appropriate Engine Mount System and Active Absorbers

11.Muller Michael.Heidrich Mathias.Bernhard Ulrich Die Auslegung von Motorlagerungssystemen Beenchmarking 1997(02)

相似文献(10条)

1.期刊论文上官文斌.吕振华汽车动力总成液阻悬置液-固耦合非线性动力学仿真-机械工程学报2004,40(8)

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一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.

2.学位论文张云侠液阻悬置动态特性仿真与试验研究2007

动力总成悬置系统是动力总成与车架或车身之间的弹性连接装置，是发动机及整车减振降噪的重要组成部分。悬置系统的作用可归纳为动力总成支撑和双向隔振：既要保证在低频大振幅激励下有效降低由路面传递给发动机的振动，又要成功隔离发动机运转引起传递到车身的振动。液阻悬置是目前悬置系统中广泛采用的隔振元件之一，其动特性是汽车发动机隔振的主要研究方向。随着液阻悬置结构不断的改进，其性能也不断提高，使整车振动、噪声控制不断得以改善。

我国在液阻悬置的自主研发、设计及制造等方面至今尚处于起步阶段，这种隔振技术在国产汽车上的应用仍未普及。大多国内汽车上采用的液阻悬置结构相对简单，致使其性能也不理想。随着对汽车舒适性要求的不断提高、整车轻量化及直列四缸发动机等自平衡性较差的发动机的广泛应用，新型结构的液阻悬置研究及对其结构分析、参数辨识等方面研究需求也日益迫切。

本文结合国家“863”重大专项“高速磁浮交通技术国产化与创新”子项目“上海磁浮轨检车研制”(编号：2001AA505000-114)和国家自然科学基金“填充橡胶材料结构与流体耦合机械系统的动力学特性研究”(编号：50575073)，展开了对新型结构液阻悬置建模方法、参数辨识、特性分析以及试验验证等内容的研究；以此揭示新型液阻悬置隔振的机理、分析结构参数及元件对减振性能的影响，为同行业产品开发、结构改进和性能优化等工作提供颇有价值的参考。

以动刚度、滞后角作为液阻悬置的动态特性评价指标，结合键合图方法，建立了直接节流盘式悬置的集总参数模型。在建立液阻悬置的集总参数模型时，试图找到一种普遍适用于多种结构液阻悬置系统简单而有效的建模方法，并将这一方法推广到阻尼孔式液阻悬置、惯性通道式液阻悬置、解耦盘式液阻悬置以及节流盘式液阻悬置。本文采用的键合图法建立液阻悬置的集总参数模型为键合图与液阻悬置集总参数的联合应用提供了实例，简化了复杂橡胶和流体耦合的机械-液压系统的建模方法。

通过试验与有限元相结合的方法识别了直接节流盘式液阻悬置集总参数模型中的部分参数。识别的参数包括节流盘液室体积柔度、橡胶主簧动态刚度、节流盘及其附连液体的质量惯性系数、液体对节流盘的阻力系数、惯性通道内液体的质量惯性系数及惯性通道对流体流动的阻力系数。通过对参数辨识，建立了物理系统和集总参数模型之间的对应关系，提高了数值仿真的准确性，总结出主要物理参数对集总参数模型的影响。

工况下液阻悬置的静、动态性能，从而揭示了液阻悬置的中节流盘结构的对悬置动态特性的影响，为液阻悬置的结构设计、性能优化提供依据。

利用建立的集总参数模型和识别的物理参数对直接节流盘式液阻悬置进行数值仿真，与试验结果基本一致。这表明建立的数学模型及辨识的物理参数正确性，该理论可应用于性能分析和参数优化等研究工作。对比带有节流盘和不带节流盘液阻悬置动态性能，表明节流盘调节了悬置的高频动态特性；对比了惯性通道式、解耦盘惯性通道式、节流盘解耦盘惯性通道式悬置动态特性，从液阻悬置内部压力和液柱的运动的频响特性分析液阻悬置在低频和高频的减振机理。

利用有限元模型对液阻悬置静态和动态特性进行分析，分析主要侧重于建立液阻悬置的有限元液固耦合模型，通过耦合模型来计算液室内压力分布，对比分析了阻尼孔式液阻悬置、节流盘阻尼孔式液阻悬置的动态特性和液室内部压力特性，阐述了节流盘在悬置中作用，突出地显示了节流盘在悬置中的改善高频性能的作用。

不同结构液阻悬置的减振机理研究是液阻悬置设计的重要依据，为设计和制造出具有更好隔振性能的液阻悬置奠定基础，对汽车减振降噪方向的研究具有实际意义。本文提出的节流盘相关参数辨识方法及节流盘在液阻悬置中动特性试验验证方案可为类似研究提供参考。

3.期刊论文上官文斌.黄天平.徐驰.顾彦.SHANGGUAN Wen-bin.HUANG Tian-ping.XU Chi.GU Yan汽车动力总成悬

置系统振动控制设计计算方法研究-振动工程学报2007,20(6)

建立了含有液阻悬置的动力总成悬置系统振动控制分析模型,当动力总成在路面激励和绕曲轴扭转方向激励下,给出了动力总成质心位移和悬置支承点动反力频响特性的计算公式;计算了一轿车动力总成质心位移和悬置支承点动反力的幅频响应,由此阐述了动力总成悬置系统中液阻悬置滞后角峰值频率和滞后角峰值大小设计的方法.计算结果表明,利用该方法设计的液阻悬置的动态特性,可以有效地控制动力总成在垂直方向的振动和绕曲轴方向扭转振动,减小悬置支承点动反力的幅值,从而减小车身的振动和降低车内噪声.

4.期刊论文范让林.吕振华.FAN Ranglin.L(U) Zhenhua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

-机械工程学报2006,42(5)

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.

5.期刊论文万里翔.吴杰.上官文斌液阻悬置动特性建模及汽车动力总成悬置系统振动控制优化-振动与冲击

2008,27(7)

给出了表征液阻悬置动态特性与激振频率相关性的五参数分数导数模型,模型中的五个参数具有明确的物理意义.建立了含有液阻悬置的六自由度动力总成悬置系统振动分析模型,在路面垂直位移激励下,给出了动力总成质心位移和悬置支承点动反力频响特性的计算公式.为降低动力总成质心位移和悬置支承点动反力的振动幅值,给出了基于遗传算法和序列二次规划算法的优化设计方法,对一轿车动力总成中含有的两个液阻悬置的动态特性进行了优化设计.优化结果表明,利用该优化方法得到的液阻悬置的动态特性,可以有效地降低动力总成在垂直方向振动以及悬置支承点动反力的振动幅值.

6.期刊论文杨剑虹.王学军.张丽辉液阻悬置的特性及在汽车上的应用-科协论坛（下半月）2009(6)

随着汽车设计、制造水平的提高,人们对汽车噪声振动的隔振要求越来越高,当前车辆的振动噪声水平已经成为评价车辆性能好坏的重要指标.众所周知发动机为整车的振源,因此隔离发动机传向整车的振动是当前控制汽车噪声振动的重要手段之一.动力总成悬置是隔离发动机振动的主要元件,本文介绍了液阻悬置的特性及其在汽车应用上的优点、布置与选用.

7.期刊论文上官文斌.SHANG GUAN Wen-bin液阻悬置惯性通道阻尼特性的实验与计算分析-振动工程学报

2006,19(3)

以一轿车动力总成惯性通道型液阻悬置为研究对象,讨论了线性与非线性集总参数模型和模型中物理参数的特点及应用范围;应用流体力学有限元分析的方法,计算得到了惯性通道两端压力差与其中液体流动流量的关系,设计并制作了实验台,对计算结果进行了验证.利用惯性通道中液体流动的动量方程和惯性通道两端的压力差与其流量的关系,采用最小二乘方法,得到了惯性通道中液体流动的阻尼参数.该方法得到的阻尼参数,在较大激振频率和激振振幅范围内反应了惯性通道的阻尼特性.利用非线性的集总参数模型和本文方法得到的惯性通道阻尼特性参数,对一液阻悬置的动态特性进行了计算分析,计算结果和实验结果具有较好的一致性.

8.学位论文黄天平汽车动力总成悬置系统设计方法的研究2009

良好的平顺性和低噪声是现代汽车的重要标志。汽车动力总成振动是汽车振动的主要激振源之一，对汽车的舒适性和NVH特性有很大的影响。如何通过设计合理的动力总成悬置系统，降低动力总成振动及其向车身的传递，从而提高汽车的NVH性能，已经成为一个重要的研究课题。

本文首先对各种液阻悬置进行了实验，研究了预载、激振振幅、激振频率对各种液阻悬置及其橡胶主簧动态特性的影响；分析了惯性通道、解耦盘和节流盘元件对液阻悬置动态特性的影响，为悬置动特性的理论分析及含液阻悬置的动力总成悬置系统振动控制特性的研究提供了实验基础。

其次，分析了动力总成悬置系统的激励源、动力学方程、解耦优化方法等理论基础；建立了动力总成悬置系统六自由度的ADAMS模型，在符合工程实际的情况下，对该动力总成悬置系统进行解耦优化设计，降低了动力总成悬置系统的振动耦合。

最后，建立了含有液阻悬置的动力总成悬置系统振动控制分析模型，推导了在路面激励和绕曲轴扭转方向激励下，动力总成质心位移和悬置支承点动反力频响特性的计算公式：提出了液阻悬置动态特性的设计方法，并以某动力总成悬置系统为研究对象，运用该设计计算方法研究了其振动特性，取得了良好的振动控制效果。

9.期刊论文范让林.吕振华.FAN Ranglin.L(U) Zhenhua液阻悬置非线性动特性及其参数识别方法-机械工程学报

2007,43(7)

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.

10.期刊论文上官文斌.吕振华汽车动力总成橡胶隔振器弹性特性的有限元分析-内燃机工程2003,24(6)

本文以汽车动力总成液阻悬置的橡胶主簧为研究对象,探讨了橡胶隔振器弹性特性的有限元分析方法.文中介绍了橡胶有限元分析的基本理论,论述了建立橡胶超弹性特性本构关系时试验数据的获取方法,并对由不同橡胶本构模型拟合试验数据的结果进行了分析.对一轿车发动机液阻悬置的橡胶主簧在三个垂直方向的力-位移特性进行了有限元分析,并和实测结果进行了对比分析,计算了橡胶主簧的静、动态应力,结果可用于其强度的分析,讨论了橡胶主簧静态弹性特性有限元分析计算结果与单元特性的关系.文中所述的方法也可用于其它橡胶产品的分析.

引证文献(19条)

1.黄鼎友.孔祥华对橡胶悬架装置动特性的改进探讨[期刊论文]-拖拉机与农用运输车 2006(2)

2.范让林.吕振华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[期刊论文]-机械工程学报 2006(5)

3.谢少东汽车动力总成液压悬置的隔振性能研究[学位论文]硕士 2006

4.张晨彬发动机橡胶悬置的研究与优化[学位论文]硕士 2006

5.陶维钧燃料电池轿车动力总成悬置系统隔振性能分析与优化设计[学位论文]硕士 2006

6.吕振华.范让林动力总成--悬置系统振动解耦设计方法[期刊论文]-机械工程学报 2005(4)

7.王凌云汽车动力总成液压悬置隔振降噪特性研究[学位论文]硕士 2005

8.吉向东汽车动力总成液压悬置系统的隔振性能研究[学位论文]硕士 2005

9.叶向好汽车发动机动力总成悬置系统隔振性能的优化设计研究[学位论文]硕士 2005

10.程亮轻型载货车动力总成悬置系统优化研究[学位论文]硕士 2005

11.孙登兴汽车发动机悬置技术研究[学位论文]硕士 2005

12.吕振华.上官文斌.梁伟.罗捷液阻悬置动态特性实验方法及实测分析[期刊论文]-中国机械工程 2004(2)

13.孙景工.牛福李.若新隔振器在汽车工程中的应用与展望[期刊论文]-振动工程学报 2004(z2)

14.季晓刚.章应雄.唐新蓬汽车动力总成悬置研究的发展[期刊论文]-汽车科技 2004(1)

15.闵海涛汽车动力总成悬置系统的动特性仿真与主动控制理论研究[学位论文]博士 2004

16.季晓刚EQ3242G重型车动力总成悬置的研究与应用[学位论文]硕士 2004

17.沈彤汽车发动机液压悬置动特性分析和建模方法研究[学位论文]硕士 2004

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19.夏宇宏.姜洪源.敖宏瑞.李瑰贤.А М Уланов汽车用环形金属橡胶弹性元件的性能研究[期刊论文]-机械设计 2002(11)

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