汽車發(fā)動機(jī)液阻懸置動特性與參數(shù)辨識研究.pdf

1、汽車發(fā)動機(jī)動力總成懸置系統(tǒng)是汽車動力總成與車架之間的彈性連接裝置，是發(fā)動機(jī)及整車減振降噪的重要組成部分，對整車的振動、噪聲和聲振粗糙度NVH(Noise，Vibration and Harshness)性能有著重要的影響。液阻懸置是目前汽車發(fā)動機(jī)懸置系統(tǒng)中廣泛采用的隔振元件之一，其減振特性的研究是汽車發(fā)動機(jī)隔振的主要研究方向。
　　 我國在液阻懸置的自主研發(fā)、設(shè)計(jì)及制造等方面至今尚處于起步階段，大多國內(nèi)汽車上采用的懸置結(jié)構(gòu)相對簡

2、單，致使其性能也不理想。隨著對汽車舒適性要求的不斷提高、整車輕量化以及直列四缸發(fā)動機(jī)等自平衡性較差的發(fā)動機(jī)的廣泛應(yīng)用，液阻懸置減振機(jī)理、新型結(jié)構(gòu)液阻懸置的研發(fā)、參數(shù)辨識與動態(tài)特性優(yōu)化等方面研究的需求也日益迫切。
　　 本文以慣性通道活動解耦盤式液阻懸置為研究對象，開展該結(jié)構(gòu)液阻懸置振動特性的建模方法、參數(shù)辨識、動態(tài)特性分析與參數(shù)優(yōu)化等內(nèi)容的研究。以此揭示該型液阻懸置的減振機(jī)理、液阻懸置參數(shù)及主要元件對其動態(tài)特性的影響規(guī)律以及液阻

3、懸置動態(tài)特性的多目標(biāo)優(yōu)化方法，以期為同行業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、結(jié)構(gòu)改進(jìn)和性能優(yōu)化等工作提供有價(jià)值的參考。主要研究內(nèi)容如下：
　　 1、研究液阻懸置振動的建模方法。在對慣性通道活動解耦盤式液阻懸置的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，以動剛度和阻尼系數(shù)作為液阻懸置動態(tài)特性評價(jià)的指標(biāo)，建立液阻懸置在低頻大振幅與高頻小振幅兩種激勵(lì)下的集總參數(shù)模型。建立液阻懸置動態(tài)特征點(diǎn)與集總參數(shù)之間的關(guān)系。分析懸置內(nèi)部液體在相關(guān)組件內(nèi)流動的非線性，研究考慮慣性通道

4、和解耦器內(nèi)液體流動非線性的液阻懸置非線性模型。
　　 2、探討液阻懸置集總參數(shù)模型中集總參數(shù)的辨識方法。本文在分析液阻懸置動態(tài)特性特征點(diǎn)和集總參數(shù)之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了一種基于液阻懸置動態(tài)特性特征點(diǎn)的集總參數(shù)辨識新方法。該方法首先通過試驗(yàn)得出液阻懸置動態(tài)特性的特征點(diǎn)，然后通過建立的動態(tài)特性特征點(diǎn)與集總參數(shù)之間的關(guān)系求解得出集總參數(shù)的值，該方法試驗(yàn)過程簡單、計(jì)算量小。為檢驗(yàn)基于液阻懸置動態(tài)特性特征點(diǎn)的參數(shù)辨識方法的有效性，本文還

5、采用基于液固耦合的有限元方法對液阻懸置參數(shù)進(jìn)行了辨識。利用辨識得到的結(jié)果仿真得到液阻懸置的動態(tài)特性曲線，觀察仿真曲線與液阻懸置動態(tài)特性實(shí)測曲線的吻合程度。結(jié)果表明：兩種辨識方法得到的動態(tài)特性仿真曲線均與動態(tài)特性實(shí)測曲線有較好的吻合度，說明所建立的集總參數(shù)模型和提出的集總參數(shù)辨識方法能較好的描述慣性通道活動解耦盤式液阻懸置的動態(tài)特性；基于液阻懸置動態(tài)特性特征點(diǎn)的參數(shù)辨識方法得到的動態(tài)特性仿真曲線能更好的趨近動態(tài)特性實(shí)測曲線，說明該方法辨識

6、得到的結(jié)果具有更高的精度。
　　 3、研究液阻懸置動力學(xué)特性的特點(diǎn)與規(guī)律。對橡膠懸置和液阻懸置的動態(tài)特性進(jìn)行試驗(yàn)，分析比較兩者動態(tài)特性的特點(diǎn)，得出液阻懸置減振特性的優(yōu)越性。設(shè)計(jì)了分析液阻懸置參數(shù)對其動態(tài)特性影響規(guī)律的試驗(yàn)方案，并從理論和試驗(yàn)兩個(gè)方面分析得出了液阻懸置參數(shù)(包括橡膠主簧動剛度和阻尼、橡膠主簧等效活塞面積、上液室體積剛度、慣性通道長度和橫截面積、液體流經(jīng)慣性通道和解耦器的慣性系數(shù)和阻尼系數(shù)、橡膠主簧橡膠材料的硬度以及

7、解耦器節(jié)流孔間隙半寬)對其動態(tài)特性的影響規(guī)律。
　　 4、探討液阻懸置動態(tài)特性的多目標(biāo)優(yōu)化方法。以橡膠主簧動剛度與阻尼、上液室體積剛度、慣性通道長度與橫截面積、解耦器內(nèi)液體流動的慣性系數(shù)與阻尼系數(shù)為設(shè)計(jì)參數(shù)，以液阻懸置動剛度和阻尼系數(shù)的峰值、動剛度和阻尼系數(shù)的峰值頻率以及頻率趨近于無限大(f→∞)時(shí)動剛度和阻尼系數(shù)的穩(wěn)定值為優(yōu)化目標(biāo)，建立了液阻懸置動態(tài)性能多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。采用結(jié)合模糊罰函數(shù)的Pareto遺傳算法對液阻懸