汽車動力總成液阻懸置動態(tài)特性的優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車懸置系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種汽車動力總成液阻懸置動態(tài)特性 的優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對于駕乘的舒適性要求也不斷提高，而動力總成 作為汽車的最主要激勵源，其隔振的好壞對于整車振動舒適性至關(guān)重要，而作為現(xiàn)代汽車 動力總成懸置系統(tǒng)的核心部件，液阻懸置的動態(tài)性能表現(xiàn)更是直接決定了懸置系統(tǒng)在整個 頻率范圍，特別是低頻上對振動衰減的好壞。
[0003] -直以來，針對于液阻懸置的結(jié)構(gòu)設(shè)計，各方均傾向于延用以往車型的成熟結(jié)構(gòu)， 尤其是涉及懸置性能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)一一液室與流道一般不做改動，經(jīng)過后期的調(diào)試后如果認(rèn) 為性能不能接受再做結(jié)構(gòu)微調(diào)，這種設(shè)計思路使得液阻懸置的性能完全通過后期調(diào)校來改 善，需要耗費大量時間，由于懸置系統(tǒng)的調(diào)校時間偏后，過晚的結(jié)構(gòu)改動會拖后整車開發(fā)進(jìn) 度，且改動未必是最優(yōu)的。此外在競品車懸置分析中，通常難以獲得反映液阻懸置給定動特 性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)，使所進(jìn)行的懸置分析并不徹底。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種汽車動力總成液阻懸置動態(tài)特性的優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)。以解 決上述液阻懸置在設(shè)計與分析中缺少理論依據(jù)等不能令人滿意的問題，該設(shè)計系統(tǒng)可以用 來進(jìn)行液阻懸置前期設(shè)計和結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)液阻懸置的系統(tǒng)及整車級匹配原則，提供液阻 懸置關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)，使液阻懸置匹配最優(yōu)。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：
[0006] -種汽車動力總成液阻懸置動態(tài)特性的優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，它包括有確定或辨識橡膠 主簧相關(guān)參數(shù)，液室相關(guān)參數(shù)，流道相關(guān)參數(shù)及液壓油相關(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集單元，其特征在 于，所述數(shù)據(jù)采集單元輸出端與數(shù)據(jù)處理單元的輸入端相連接；數(shù)據(jù)處理單元輸出端與模 型建立單元的輸入端相連接，模型建立單元輸出端與優(yōu)化分析單元的輸入端相連接；
[0007] 所述數(shù)據(jù)處理單元是指根據(jù)采集到的參數(shù)進(jìn)行匯總處理得到建立模型所需的液 阻懸置動特性影響關(guān)鍵抽象參數(shù)；所述模型建立單元是指在液阻懸置工作原理的基礎(chǔ)上建 立液阻懸置的力學(xué)模型，建立液阻懸置的振動方程，并推導(dǎo)反映液阻懸置的動剛度和損失 角動態(tài)特性的相關(guān)公式；所述優(yōu)化分析單元是指在建立的模型基礎(chǔ)上使用關(guān)鍵參數(shù)對懸置 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，給出懸置優(yōu)化方案；
[0008] 汽車用液阻懸置結(jié)構(gòu)種類很多，但功能相同，其功能結(jié)構(gòu)可抽象為：液阻懸置結(jié)構(gòu) 包括：在腔體內(nèi)由下至上依次設(shè)置有下液室、液室分隔層及上液室，在液室分隔層中部還設(shè) 置有一流道液柱；在流道液柱上方的上液室內(nèi)還裝有等效活塞；在等效活塞兩側(cè)的上方分 別設(shè)置有與上液室相連通的、容積可變并帶有橡膠彈性體等效彈簧的密閉腔體。
[0009] 運用模型建立單元建立模型，獲得液阻懸置動特性計算公式，并使用Matlab程序 語言實現(xiàn)以上模型，模型建立單元是本發(fā)明的核心內(nèi)容。
[0010] 優(yōu)化設(shè)計單元：使用模型建立單元所建立的模型在程序中改變設(shè)計參數(shù)，包括以 上涉及的流道參數(shù)，液室參數(shù)與橡膠參數(shù)。構(gòu)造生成更適合當(dāng)前車輛動力總成的動特性曲 線。一并得到懸置優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上重新設(shè)計懸置以達(dá)到對動力總成的優(yōu)化匹配。 [0011] 液阻懸置作為現(xiàn)代汽車動力總成懸置系統(tǒng)的核心部件，其功能是為動力總成低頻 大振幅振動提供大阻尼以衰減振動，其動態(tài)性能對系統(tǒng)和整車NVH性能都有明顯影響。由 于低頻振動振幅由阻尼決定，阻尼越大振幅越小，而橡膠懸置在低頻下可提供阻尼很小，故 低頻抗振主要是液壓懸置起作用。本發(fā)明所涉及優(yōu)化系統(tǒng)的懸置模型，可以精確反映不同 結(jié)構(gòu)懸置在動態(tài)性能上的差異，在懸置設(shè)計與分析研究方面都可應(yīng)用。在懸置設(shè)計上，打破 了傳統(tǒng)開發(fā)優(yōu)化多借用現(xiàn)有成熟結(jié)構(gòu)液阻懸置結(jié)構(gòu)并進(jìn)行修改的設(shè)計模式，使前期的性能 設(shè)計更完備，大大減少后期調(diào)校及結(jié)構(gòu)改進(jìn)的工作，縮短了開發(fā)周期，減少了試驗。在懸置 分析上，通過獲得或辨識出懸置的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)，就可以獲得懸置的性能曲線，結(jié)合懸置系 統(tǒng)模型，即可分析現(xiàn)有液阻懸置結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)與整車級別的匹配情況，通過調(diào)整關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參 數(shù)，即可實現(xiàn)在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上優(yōu)化使懸置匹配更好的目的。該優(yōu)化系統(tǒng)較為先進(jìn)，為懸置系統(tǒng) 及整車NVH性能分析優(yōu)化奠定了重要的基礎(chǔ)。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的汽車動力總成液阻懸置動態(tài)特性的優(yōu)化設(shè)計系 統(tǒng)，基于反映懸置工作原理的簡化力學(xué)模型，通過運用振動理論進(jìn)行相關(guān)推導(dǎo)，將實際結(jié)構(gòu) 參數(shù)與懸置的動態(tài)性能表現(xiàn)聯(lián)系起來，形成了由關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)控制的液阻懸置動態(tài)性能數(shù) 學(xué)模型并實現(xiàn)對原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。
[0013] 用本發(fā)明的懸置優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，在懸置設(shè)計上，可以根據(jù)系統(tǒng)及整車匹配要求獲 得理想動態(tài)性能要求，通過本動特性優(yōu)化系統(tǒng)實現(xiàn)性能目標(biāo)向?qū)嶋H結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，將性能要 求最終轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)，并據(jù)此指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計和懸置選型；在懸置性能分析上，通過本 優(yōu)化系統(tǒng)的模型建立單元對性能試驗獲得的動特性曲線的仿真實現(xiàn)和關(guān)鍵參數(shù)辨識，理解 懸置結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新點，及關(guān)鍵性能的實現(xiàn)方式。此外，使用本發(fā)明的優(yōu)化系統(tǒng)，通過D0E， 還可分析影響液阻懸置動特性的關(guān)鍵參數(shù)及其敏感度，并使用優(yōu)化設(shè)計單元對已有結(jié)構(gòu)在 理想性能曲線的指導(dǎo)下進(jìn)行懸置結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使懸置匹配開發(fā)效率明顯提高。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理方框圖；
[0015] 圖2是本發(fā)明液阻懸置簡化模型結(jié)構(gòu)圖；
[0016] 圖3是本發(fā)明實例中懸置動剛度試驗實測曲線與設(shè)計曲線對比示意圖；
[0017] 圖4是本發(fā)明實例中懸置阻尼角試驗實測曲線與設(shè)計曲線對比示意圖。
[0018] 附圖中主要部件說明：1為下液室；2為液室分隔層；3為流道液柱；4為上液室；5 為等效活塞；6為帶橡膠彈性體等效彈簧。
[0019] 下面將結(jié)合附圖通過實例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但下述實例僅僅是本發(fā) 明的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要 求書為準(zhǔn)。
【具體實施方式】
[0020] 實施例1 :
[0021] 由圖1-4所示，某橫置三點式布局發(fā)動機(jī)側(cè)液阻懸置動特性優(yōu)化設(shè)計，最后將在 優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)中生成的優(yōu)化設(shè)計過的動特性曲線與使用優(yōu)化設(shè)計參數(shù)優(yōu)化過的懸置樣件 動態(tài)試驗實測線對比。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明懸置動特性的優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，按照圖1中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖具體實施 方法如下：
[0023] 它包括有確定或辨識橡膠主簧相關(guān)參數(shù)，液室相關(guān)參數(shù)，流道相關(guān)參數(shù)及液壓油 相關(guān)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集單元，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元輸出端與數(shù)據(jù)處理單元的輸入 端相連接；數(shù)據(jù)處理單元輸出端與模型建立單元的輸入端相連接，模型建立單元輸出端與 優(yōu)化分析單元的輸入端相連接；
[0024] 所述數(shù)據(jù)處理單元是指根據(jù)采集到的參數(shù)進(jìn)行匯總處理得到建立模型所需的液 阻懸置動特性影響關(guān)鍵抽象參數(shù)；所述模型建立單元是指在液阻懸置工作原理的基礎(chǔ)上建 立液阻懸置的力學(xué)模型，建立液阻懸置的振動方程，并推導(dǎo)反映液阻懸置的動剛度和損失 角動態(tài)特性的相關(guān)公式；所述優(yōu)化分析單元是指在建立的模型基礎(chǔ)上使用關(guān)鍵參數(shù)對懸置 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，給出懸置優(yōu)化方案；
[0025] 液阻懸置功能結(jié)構(gòu)可抽象為（如圖2所示）：在Y型腔體內(nèi)由下至上依次設(shè)置有 下液室1、液室分隔層2及上液室4,在液室分隔層2中部還設(shè)置有一流道液柱3,該流道液 柱隨懸置頂部施加的周期激勵在流道中運動；在流道液柱3上方的上液室內(nèi)有等效活塞5 ; 在等效活塞5兩側(cè)的上方分別設(shè)置有與上液室4相連通的、容積可變并帶有橡膠彈性體等 效彈簧6的密閉腔體，上液室的彈性體作用可簡化為帶有剛度的可變?nèi)莘e，以左右兩個橡 膠彈性體等效彈簧6示意。
[0026] 所述數(shù)據(jù)采集單元的相關(guān)參數(shù)是指，橡膠主簧參數(shù)包括主簧靜剛度和阻尼；液室 參數(shù)包括液室容積，流道輪廓；流道相關(guān)參數(shù)包括流道長度；液壓油參數(shù)包括液壓油的密 度。
[0027] 所述數(shù)據(jù)處理單元所獲得懸置建模所需抽象參數(shù)，包括等效活塞面積和液室體積 柔度；流道參數(shù)包括流道的過流面積。
[0028] 所述模型建立