发动机本身是一个内在的振动源,同时也受到来自外部的各种振动干扰。引起零部件的损坏和乘坐的不舒适等。所以设置悬置系统,把发动机传递到支承系统的振动减小到最低限度。成功地控制振动,主要取决于悬置系统的结构型式、几何位置及悬置软垫的结构、刚度和阻尼等特性。确定—个合理的悬置系统是一件相当复杂的工作,它要满足—系列静态及动态的性能要求,同时又受到各种条件的约束,这些大大增加了设计的难度。一般来讲对发动机悬置系统有如下要求。
① 能在所有工况下承受动、静载荷,并使发功机总成在所有方向上的位移处于可接受的范围内,不与底盘上的其他零部件发生干涉。同时在发动机大修前,不出现零部件损坏。
② 能充分地隔离由发动机产生的振动向车架及驾驶室的传递,降低振动噪声。
③ 能充分地隔离由于路面不平产生的通过悬置而传向发动机的振动,降低振动噪声。
④ 保证发动机机体与飞轮壳的连接面弯矩不超过发动机厂家的允许值。
3.16.1
悬置系统的激振源
作用于发动机悬置系统的激振源主要如下:
① 发动机起动及熄火停转时的摇动;
② 怠速运转时的抖动;
③ 发动机高速运转时的振动;
④ 路面冲击所引起的车体振动;
⑤ 大转矩时的摇动;
⑥ 汽车起步或变速时转矩变化所引起的冲击;
⑦ 过大错位所引起的干涉和破损。
作用在发动机悬置上的振动频率十分广泛。按着振动频率可以把振动分为高频振动和低频振动。频率低于30Hz的低频振动源如下:
① 发动机低速运转时的转矩波动;
② 在发动机低速运转时由于惯性力及其力偶使动力总成产生的振功;
③ 轮胎旋转时由于轮胎动平衡不好使车身产生的振动;
④ 路面不平使车身产生的振动;
⑤ 由于传动系的联轴器工作不佳产生附加力偶和推力,使动力装置产生的振动。
频率高于30Hz的高频振动源如下:
① 在发动机高速运转时,由于惯性力及其力偶使动力总成产生的振动;
② 变速时产生的振动;
③ 燃烧压力脉动使机体产生的振动;
④ 发动机配气机构产生的振动;
⑤ 曲轴的弯曲振动和扭振;
⑥ 动力总成的弯曲振动和扭振;
⑦ 传动轴不平衡产生的振动。
总之,使发动机总成产生振动的主要振源概括起来有两类:一为内振源,主要是由于燃烧脉动、活塞和连杆的运动产生的不平衡力和力矩。二为外振源,主要来源于不平的道路或传动系。这两种振源几乎总是同时作用,使发动机处于复杂的振动状态。
(1)
燃烧激振频率
这是由发动机气缸内混合气燃烧,曲轴输出脉冲转矩,由于转矩周期性地发生变化,导致发动机上反作用转矩(又称倾覆力矩)的波动。这种波动使发动机产生周期性的扭转振动,其振动频率实际上就是发动机的发火频率,计算公式为: