汽車發(fā)動機液阻懸置動特性與參數(shù)辨識研究.pdf

1、汽車發(fā)動機動力總成懸置系統(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)動機隔振的主要研究方向。
　　 我國在液阻懸置的自主研發(fā)、設計及制造等方面至今尚處于起步階段，大多國內汽車上采用的懸置結構相對簡

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)動機等自平衡性較差的發(fā)動機的廣泛應用，液阻懸置減振機理、新型結構液阻懸置的研發(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，開展該結構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)化等內容的研究。以此揭示該型液阻懸置的減振機理、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)特性的多目標優(yōu)化方法，以期為同行業(yè)產品開發(fā)、結構改進和性能優(yōu)化等工作提供有價值的參考。主要研究內容如下：
　　 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構和工作原理進行分析的基礎上，以動剛度和阻尼系數(shù)作為液阻懸置動態(tài)特性評價的指標，建立液阻懸置在低頻大振幅與高頻小振幅兩種激勵下的集總參數(shù)模型。建立液阻懸置動態(tài)特征點與集總參數(shù)之間的關系。分析懸置內部液體在相關組件內流動的非線性，研究考慮慣性通道

4、和解耦器內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)特性特征點和集總參數(shù)之間關系的基礎上，提出了一種基于液阻懸置動態(tài)特性特征點的集總參數(shù)辨識新方法。該方法首先通過試驗得出液阻懸置動態(tài)特性的特征點，然后通過建立的動態(tài)特性特征點與集總參數(shù)之間的關系求解得出集總參數(shù)的值，該方法試驗過程簡單、計算量小。為檢驗基于液阻懸置動態(tài)特性特征點的參數(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)進行了辨識。利用辨識得到的結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)特性實測曲線的吻合程度。結果表明：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)特性實測曲線，說明該方法辨識

6、得到的結果具有更高的精度。
　　 3、研究液阻懸置動力學特性的特點與規(guī)律。對橡膠懸置和液阻懸置的動態(tài)特性進行試驗，分析比較兩者動態(tài)特性的特點，得出液阻懸置減振特性的優(yōu)越性。設計了分析液阻懸置參數(shù)對其動態(tài)特性影響規(guī)律的試驗方案，并從理論和試驗兩個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、解耦器內液體流動的慣性系數(shù)與阻尼系數(shù)為設計參數(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→∞)時動剛度和阻尼系數(shù)的穩(wěn)定值為優(yōu)化目標，建立了液阻懸置動態(tài)性能多目標參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學模型。采用結合模糊罰函數(shù)的Pareto遺傳算法對液阻懸