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从发动机悬置对乘适性的影响,窥测新能源汽车的崛起

观察汽车(稿源) 2022-8-24 10:09 No.2031


“避其锋芒、另辟蹊径”

发动机是汽车重要的动力来源,同时也是汽车一个重要的激振来源。本篇文章就为大家分享一下发动机悬置对汽车乘坐舒适性的影响。

从发动机悬置对乘适性的影响,窥测新能源汽车的崛起

发动机通常都是往复活塞式,通过4个冲程的循环过程产生动力,所以发动机输出的扭矩是由单个气缸每个工作冲程的一系列脉冲组合。

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发动机悬置


发动机悬置,由含有橡胶的弹性支架构成。有时为了减振,发动机侧的悬置内部有液阻流道,该系统将在六个方向振动(X、Y、Z的移动方向和转动方向)。下图是常见的横置前驱的动力总成坐标系。该图也标明了现在这种布置形式常见的三点式悬置形式。

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在所有的运动方向中,振动激励最显著的是发动机侧倾方向(绕发动机曲轴方向),它们是由驱动扭矩波动所产生的激励。将这些激励与车身隔振的关键是设计一套悬置系统,其侧倾轴发动机惯性侧倾轴一直线,并使绕此轴共振频率低于点火频率。这个做法使发生在共振频率以上的扭矩变化得以衰减。

四缸发动机的惯性主轴(悬置设计时通常称为TRA,Torque Roll Axis,即扭矩轴)通常沿着变速器向下倾斜,这是变速器质量的影响。因此,悬置系统在变速器末端要低,而在发动机端要高。对于V型排列的发动机(6缸或8缸),因其允许支撑系统与曲轴更接近一条直线,故其惯性轴前端较低。

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通过悬置系统的合理设计,动力总成的质量可以作为衰减车辆产生的其他振动的减振器。最常见的是用来控制由车轮激励所引起的垂直抖动。为了这个目的,悬置系统设计成具有接近前轮垂直跳动频率(12-15Hz)的垂直共振频率,于是对于车辆振动的这个模态,发动机可以作为一个消振器。

新能源汽车


对于当今越来越火热的电动汽车来说,由电机和减速器组成的动力总成系统的振动激励情况要比发动机和变速器组成的动力总成系统简单太多。

电机+减速器没有发动机最难控制的怠速工况的隔振,这个一般需要液压悬置来实现隔振,结构复杂、成本高;也没有变速器那样有5-9挡的换挡冲击,需要悬置弹性件刚度的有效匹配。

从发动机悬置对乘适性的影响,窥测新能源汽车的崛起

所以,电机悬置都采用纯橡胶就可以满足要求。这也就从技术方面反映了国家发展电动车的战略意图,毕竟传统发动机的汽车西方已经发展了近100年,在舒适性隔振这方面有了大量的技术积累,也突破了无数个瓶颈,我们在这一领域基本只能望其项背。

所以国家选择了电动车这一方向,只要突破电机和电池技术基本就可以和西方各国处于同一技术水平。所以,国家这一避其锋芒、另辟蹊径的发展战略是经过深思熟虑的。

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