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发动机隔振技术研究及冷却模块悬置优化设计

杨骥  
【摘要】:在汽车发动机性能日益强化的过程中,人们对汽车舒适性的要求不断提高,汽车的振动噪声平顺性受到了整个行业的高度重视,本文从悬置系统入手优化设计发动机及其冷却模块的振动性能。 借助数值仿真方法,对某直列六缸发动机的橡胶悬置系统进行了优化,并分析了安装液压悬置的可行性。首先,以该动力总成的固有频率和解耦率为优化目标,对其橡胶悬置进行优化,并对比优化前后单位外部激励下动力总成的幅频振动响应,发现橡胶悬置的局限性。研究了车用液压悬置的结构及刚度阻尼滞后角特性,并选用五参数分数导数模型表征液压悬置。分别从动力总成振动、悬置动反力响应两个角度,考虑激励特性和悬置特征,进行全局寻优确定液压悬置参数,仿真分析结果证实了该方法的有效性,为液压悬置的设计提供了新思路。 试验分析了影响某发动机冷却模块振动的主要因素,对比不同工况及部件参数下冷却模块、方向盘的振动性能,识别激励特征,测试了连接冷却模块与车架的橡胶悬置刚度性能。运用能量解耦理论在Matlab中搭建数值分析模型,计算搭载原橡胶悬置时发动机冷却模块的模态频率、振动能量解耦率,确定优化目标。借助混合遗传算法,以发动机冷却模块在竖直方向和风扇旋转轴向固有频率、解耦率合理匹配为优化目标,考虑生产安装等限制,优化橡胶悬置刚度性能。仿真分析外部激励下,发动机冷却模块悬置优化前后的振动时频响应,并进行装车试验对比。搭建发动机冷却模块悬置分析软件平台和设计流程,指导生产、试验。 本文充分利用了试验对比和数值仿真工具,对发动机及其冷却模块悬置进行了系统分析,可指导橡胶悬置、液压悬置的生产试验,提高效率。


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