汽车发动机动力总成悬置系统分析与优化研究

摘要

发动机是汽车的主要振动激励源之一，对汽车的乘坐舒适性有很大的影响。设计合理的汽车动力总成悬置系统可以明显地降低汽车动力总成和车体的振动。这样不但可以改善汽车的乘坐舒适性，而且还可以延长发动机与其它部件的使用寿命。 本文利用MATLAB和动力学分析软件ADAMS对某款汽车的发动机动力总成悬置系统做了分析与优化。主要做了如下的工作： 1.通过查找和阅读大量的相关文献，分析了国内外对研究动力总成悬置元件、悬置系统优化设计状况。同时分析了汽车发动机动力总成悬置系统设计的理论与方法。 2.根据所确定的研究对象，收集分析了该发动机及其悬置系统相关的实验数据和技术资料，为之后的分析做准备。 3.根据发动机动力总成悬置系统的设计原理和悬置系统优化设计理论，本文利用MATLAB编写该悬置系统的设计计算程序，即M文件，从而为进一步的优化设计做好准备。并且利用MATLAB的M文件，初步分析了发动机悬置位置的改变对发动机固有频率的影响。 4.根据动力总成的测试参数，在ADAMS里面建立了该发动机动力总成悬置系统的六自由度虚拟样机模型。此模型计算结果与MATLAB程序的计算结果的一致性，说明两个模型的正确性。并且利用这两个模型详细地分析了整个动力总成悬置系统的隔振性能。 5.利用在ADAMS里建立的模型对此发动机悬置系统进行了优化，并从多方面说明优化结果的正确性和可信性。

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论文说明：图表目录

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致谢

第一章绪论

1.1本文研究目的与意义

1.2国内外研究现状的分析

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3本课题研究的主要内容

第二章动力总成悬置的基本理论

2.1动力总成隔振基本理论

2.1.1发动机隔振理论概述

2.1.2发动机隔振设计的要求

2.1.3作用在发动机动力总成上的激励力

2.1.4发动机悬置的隔振原理分析

2.2动力总成悬置系统动力学模型的建立

2.2.1发动机总成动力学模型

2.2.2悬置软垫的动力学模型

2.2.3悬置软垫的布置

2.2.4动力总成悬置系统动力学模型的建立

2.2.5 动力总成悬置系统运动微分方程的建立

2.3发动机悬置系统解耦理论

2.3.1弹性中心法

2.3.2刚度矩阵解耦法

2.3.3能量法解耦

2.4本章小结

第三章发动机系统实验参数的测量

3.1发动机总成参数测试

3.1.1质量测试

3.1.2质心测量

3.1.3转动惯量及惯性积的测试

3.2悬置参数的测量

3.2.1橡胶特性概述

3.2.2橡胶垫参数测量

3.5本章小结

第四章动力总成虚拟样机建立与分析

4.1动力总成数学模型

4.2 MATLAB计算结果

4.2.1动力总成固有特性计算

4.2.2动力总成悬置系统的响应特性计算

4.3动力总成虚拟样机模型的建立

4.4动力总成虚拟样机仿真结果

4.4.1动力总成刚体模态仿真

4.4.2动力总成悬置系统的响应特性仿真

4.5悬置元件位置对动力总成悬置系统隔振性能的影响

4.6本章小结

第五章动力总成悬置系统优化设计与分析

5.1 ADAMS优化理论

5.2动力总成悬置系统的优化模型

5.2.1设计变量

5.2.2约束条件

5.2.3优化目标

5.3优化结果

5.3.1动力总成固有特性优化结果

5.3.2怠速工况下动力总成悬置系统响应优化仿真结果

5.3.3非怠速工况下动力总成悬置系统响应优化仿真结果

5.4优化前后的传递率变化

5.5本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

附录一

攻读硕士学位期间发表的论文