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舒适性是汽车、特别是轿车的主要性能指标。引起汽车振动的振源主要有两个:一是汽车行驶时的路面随机激励;二是发动机工作时的振动激励。一般地讲,路面不平度激励对驾驶员的手、脚以及乘员的舒适性影响较大,但是随着道路条件的改善和轿车悬架系统设计的完善,这方面的影响在一定程度上得到缓解;另一方面,现代轿车的设计强调轻型化,采用了新型高强度轻质材料以图降低整车质量,而发动机的质量却难以降低,从而导致发动机相对车身的振动激励相对增加。以上诸多因素使得发动机振动激励成为轿车的主要振源。而如何有效地隔离发动机的振动向车架的传递,就成为汽车设计中的一个关键问题。汽车发动机悬置系统通常由发动机和几个用来联接到车体的悬置构成。研究结果表明,发动机悬置系统的振动隔离特性对汽车的乘坐舒适性有着很重要的影响,性能良好的发动机悬置系统不仅可以减少振动向车架的传递,降低车内噪声,提高乘坐舒适性,而且还可以更好地保护动力总成。全文共分六章:第一章在阅读大量参考文献的基础上,介绍了发动机悬置系统发展的背景;概括了它的发展历史以及国内外的研究现状;提出了发动机悬置系统的理想性能指标以及评价指标;根据悬置的发展历程阐述了各种类型悬置的结构及其性能特点,并简单概括了各种悬置的优缺点和应用情况。第二章分析了国产某轿车采用的半主动控制液压悬置的结构和工作原理,并据此建立了悬置的液力模型。悬置的工作原理如下:上下液室通过惯性通道和节流孔连接,控制方式的实现是通过控制节流孔的开闭来完成的。节流孔上端始终与上液室相通,下端与下液室之间有一个活动阀相间隔,活动阀的底部,有一个气道与发动机进气歧管相通。发动机正常工作状态下,活动阀在阀体内的弹性元件作用下,将大节流孔关闭,液体只能通过惯性通66<WP=72>吉林大学硕士学位论文道流动,产生较大的阻尼,很好地衰减了振动;怠速时,节流孔打开,液压悬置内的液体在上、下液室之间的流动主要是通过大节流孔完成的。此时悬置阻尼减小,动刚度降低,有利于衰减发动机怠速工况下引起的低频振动。第三章概述了键合图发展的历史和背景;介绍了键合图方法的理论基础及其基本原理;利用作图基本规则建立了半主动控制液压悬置的键合图模型;由键合图模型推导出系统的状态方程,为系统动特性的仿真计算打下基础。第四章详细地介绍了液压悬置静、动特性实验的实验方法、原理、实验内容以及数据处理方法与结果。由实验结果可知,通过对该悬置系统实施半主动控制,即在其工作状态下调节悬置内节流孔的开度,可以有效地改变悬置系统的动态特性。在振动的低频段内,尤其是在发动机怠速运转的激振频率点附近,可以对悬置系统的动特性进行适应性的调节和控制。实施控制后的液压悬置动特性能够满足悬置系统理想动特性的要求,从而可以降低并迅速衰减汽车怠速运转时发动机的振动,提高汽车的舒适性。第五章首先介绍了悬置的隔振性能评价指标;给出了获取悬置各参数的方法、计算公式及程序框图;利用 Matlab/Simulink 仿真工具建立了悬置动特性的仿真计算模型;将仿真结果与实验结果进行了对比分析;并应用所建模型分析了 AP、Li、Ai 对悬置性能的影响。对比分析结果表明,悬置在低频激励条件下的模型仿真计算结果与实验结果的变化趋势基本一致,数值基本吻合。说明利用本文建立的液压悬置键合图模型分析低频动特性是可信的,所建立的模型具有较好的适用性,能够较好地预测液压悬置的低频隔振特性。通过仿真计算分析,可以方便地进行液压悬置结构参数的修改分析和优化。液压悬置高频段内的动刚度仿真结果与实验结果具有一致的变化趋势,数值较为接近;但阻尼滞后角仿真结果存在较大的误差。分析误差产生的原因主要是由于对悬置内液体流动特性的模拟与实际工作过程存在偏差而引起的。如对于惯性通道的模拟主要考虑了惯性通道的集中质量,忽略了液压悬置内部液体与橡胶主簧、橡胶底膜的力学耦和作用,因而在高频动特性模拟过程中不够准确。因此,采用本文所建立的液压悬置非线性模型进行悬置高 67<WP=73>摘要频动特性仿真和预测时存在着一定的局限性。第六章是本文的总结和对课题发展的展望。