关于发动机节流盘液阻悬置的研究

侯建伟

【摘 要】 节流盘液阻悬置动力总成是动力总成与车身或者车架间的主要减振动装置，对有效降低整车的振动及噪声，改善汽车的乘坐舒适性起到关键性的作用。本文利用力—位移试验法在MTS810弹性体电液振动试验台上对其进行了静、动特性试验，解释节流盘液阻悬置的减振机理。

【关键词】 动力总成 液阻悬置 动刚度 滞后角

1 液阻悬置静、动特性试验

（1）试验方法：通过“力—位移试验法”对弹性隔振元件动特性进行测量，根据力传感器布置方式不同又可分为原点动特性法和跨点动特性法。在相同的试验条件下，两种方法的试验测试值无太大差别。本次试验采用跨点动特性法进行测试。

（2）弦信号由测试系统主控制柜发出。系统采集力传感器信号，信号经处理后，即可获得测试元件的变形滞后回线，实验所得数据与图形经计算分析处理后即可得到测试元件的动刚度和滞后角。

（3）液阻悬置静特性测试：在静特性试验前，要在节流盘液阻悬置重复进行三次预加、卸载试验，载荷范围从0～1000N，悬置元件的变形应均匀，其速度不大于10mm/min。1）在垂直方向给试件从0～1000N试加、卸载三次；2）正式试验开始，当加载至700N、800N、900N、1000N、1100N、1200N、1300N、1400N、1500N、1600N所产生的位移量分别为3.00 mm、4.50 mm、4.50 mm、5.50 mm、6.30 mm、6.60 mm、7.00 mm、7.40 mm、7.54 mm、7.63 mm。

（4）液阻悬置动特性测试：首先要确保液阻悬置机构施加的激励频率相当于发动机怠速运转时的激振频率，才能在试验过程中通过调节控制装置模拟其实际工作状态，才能得到较为真实的动特性指标。发动机振动及隔振分析研究表明，机构的运动往复性和周期性循环是发动机工作过程的显著特点，由于往复和旋转运动不平衡质量产生的扰动力和力矩而引起发动机的振动。且二阶往复惯性力是激发振动的主要原因，对于四冲程发动机，激励主频是其曲轴转动频率的二倍，即公式成立：f=ni/2×60，i——发动机的缸数；n——发动机曲轴转速；f——激励主频率。目前国产轿车发动机的怠速转速一般在700rpm左右，由公式计算得，其怠速时振动激励主频为 23.3Hz。这是试验过程中激发控制装置作用的频率特征点。

动特性试验测试前，在悬置元件垂直方向上施加预载350N、频率10Hz的正弦激励进行激振。然后按照表1-1所示步骤进行以下试验：

静特性结果分析：由静特性试验结果可知，液阻悬置在垂直方向700～1400N范围内的静刚度成线性，变化不大，可以对发动机起到支撑作用，表明：此时节流盘和液体阻尼机构的存在，对静态特性基本没有影响。然而，当压力大于1400N时，节流盘液阻悬置的静刚度明显增加。表明：当压力到达一定数值后，液体阻尼机构的存在使得其表现出静刚度明显增加的非线性特性。分析原因可能是节流盘液阻悬置受到压力过大而造成内部结构柔性接触。

（5）动特性数据处理及结果分析：节流盘液阻悬置力与位移循环形成的迟滞回线，迟滞回线所围图形面积表示悬置内部液体阻尼所消耗的功，即节流盘液阻悬置一周内消耗的能量。计算公式如下：

（1-1）

（1-2）

（1-3）

（1-4）

式中，——动刚度；——同向动刚度；——正交动刚度；φ——阻尼滞后角。

试验曲线如图1-2为预载350N、振幅0.5mm、激励频率以5Hz正弦激励下液阻悬置的动特性试验分析结果。由图1-2液阻悬置的低频滞后环和高频滞后环，可以拟合出低、高频的动刚度与滞后角曲线。

2 结语

本文章阐述了发动机液阻悬置静、动特性的试验方法和试验原理，同时对轿车使用的节流盘式液阻悬置的高低频段静、动特性进行了试验测试，并深入分析了试验结果，为了解并验证了节流盘式悬置的工作原理及其静、动特性，为液阻悬置的开发研究提供了试验依据。

参考文献：

[1]王利荣，魏部炳.汽车动力总成液阻型橡胶隔振器的研究发展[J].汽车工程，2001，23（5）：121-126.

[2]梁天也，史文库，唐明祥.发动机悬置研究综述[J].噪声与振动控制，2007（1）：6-9.endprint

【摘 要】 节流盘液阻悬置动力总成是动力总成与车身或者车架间的主要减振动装置，对有效降低整车的振动及噪声，改善汽车的乘坐舒适性起到关键性的作用。本文利用力—位移试验法在MTS810弹性体电液振动试验台上对其进行了静、动特性试验，解释节流盘液阻悬置的减振机理。

【关键词】 动力总成 液阻悬置 动刚度 滞后角

1 液阻悬置静、动特性试验

（1）试验方法：通过“力—位移试验法”对弹性隔振元件动特性进行测量，根据力传感器布置方式不同又可分为原点动特性法和跨点动特性法。在相同的试验条件下，两种方法的试验测试值无太大差别。本次试验采用跨点动特性法进行测试。

（2）弦信号由测试系统主控制柜发出。系统采集力传感器信号，信号经处理后，即可获得测试元件的变形滞后回线，实验所得数据与图形经计算分析处理后即可得到测试元件的动刚度和滞后角。

（3）液阻悬置静特性测试：在静特性试验前，要在节流盘液阻悬置重复进行三次预加、卸载试验，载荷范围从0～1000N，悬置元件的变形应均匀，其速度不大于10mm/min。1）在垂直方向给试件从0～1000N试加、卸载三次；2）正式试验开始，当加载至700N、800N、900N、1000N、1100N、1200N、1300N、1400N、1500N、1600N所产生的位移量分别为3.00 mm、4.50 mm、4.50 mm、5.50 mm、6.30 mm、6.60 mm、7.00 mm、7.40 mm、7.54 mm、7.63 mm。

（4）液阻悬置动特性测试：首先要确保液阻悬置机构施加的激励频率相当于发动机怠速运转时的激振频率，才能在试验过程中通过调节控制装置模拟其实际工作状态，才能得到较为真实的动特性指标。发动机振动及隔振分析研究表明，机构的运动往复性和周期性循环是发动机工作过程的显著特点，由于往复和旋转运动不平衡质量产生的扰动力和力矩而引起发动机的振动。且二阶往复惯性力是激发振动的主要原因，对于四冲程发动机，激励主频是其曲轴转动频率的二倍，即公式成立：f=ni/2×60，i——发动机的缸数；n——发动机曲轴转速；f——激励主频率。目前国产轿车发动机的怠速转速一般在700rpm左右，由公式计算得，其怠速时振动激励主频为 23.3Hz。这是试验过程中激发控制装置作用的频率特征点。

动特性试验测试前，在悬置元件垂直方向上施加预载350N、频率10Hz的正弦激励进行激振。然后按照表1-1所示步骤进行以下试验：

静特性结果分析：由静特性试验结果可知，液阻悬置在垂直方向700～1400N范围内的静刚度成线性，变化不大，可以对发动机起到支撑作用，表明：此时节流盘和液体阻尼机构的存在，对静态特性基本没有影响。然而，当压力大于1400N时，节流盘液阻悬置的静刚度明显增加。表明：当压力到达一定数值后，液体阻尼机构的存在使得其表现出静刚度明显增加的非线性特性。分析原因可能是节流盘液阻悬置受到压力过大而造成内部结构柔性接触。

（5）动特性数据处理及结果分析：节流盘液阻悬置力与位移循环形成的迟滞回线，迟滞回线所围图形面积表示悬置内部液体阻尼所消耗的功，即节流盘液阻悬置一周内消耗的能量。计算公式如下：

（1-1）

（1-2）

（1-3）

（1-4）

式中，——动刚度；——同向动刚度；——正交动刚度；φ——阻尼滞后角。

试验曲线如图1-2为预载350N、振幅0.5mm、激励频率以5Hz正弦激励下液阻悬置的动特性试验分析结果。由图1-2液阻悬置的低频滞后环和高频滞后环，可以拟合出低、高频的动刚度与滞后角曲线。

2 结语

本文章阐述了发动机液阻悬置静、动特性的试验方法和试验原理，同时对轿车使用的节流盘式液阻悬置的高低频段静、动特性进行了试验测试，并深入分析了试验结果，为了解并验证了节流盘式悬置的工作原理及其静、动特性，为液阻悬置的开发研究提供了试验依据。

参考文献：

[1]王利荣，魏部炳.汽车动力总成液阻型橡胶隔振器的研究发展[J].汽车工程，2001，23（5）：121-126.

[2]梁天也，史文库，唐明祥.发动机悬置研究综述[J].噪声与振动控制，2007（1）：6-9.endprint

【摘 要】 节流盘液阻悬置动力总成是动力总成与车身或者车架间的主要减振动装置，对有效降低整车的振动及噪声，改善汽车的乘坐舒适性起到关键性的作用。本文利用力—位移试验法在MTS810弹性体电液振动试验台上对其进行了静、动特性试验，解释节流盘液阻悬置的减振机理。

【关键词】 动力总成 液阻悬置 动刚度 滞后角

1 液阻悬置静、动特性试验

（1）试验方法：通过“力—位移试验法”对弹性隔振元件动特性进行测量，根据力传感器布置方式不同又可分为原点动特性法和跨点动特性法。在相同的试验条件下，两种方法的试验测试值无太大差别。本次试验采用跨点动特性法进行测试。

（2）弦信号由测试系统主控制柜发出。系统采集力传感器信号，信号经处理后，即可获得测试元件的变形滞后回线，实验所得数据与图形经计算分析处理后即可得到测试元件的动刚度和滞后角。

（3）液阻悬置静特性测试：在静特性试验前，要在节流盘液阻悬置重复进行三次预加、卸载试验，载荷范围从0～1000N，悬置元件的变形应均匀，其速度不大于10mm/min。1）在垂直方向给试件从0～1000N试加、卸载三次；2）正式试验开始，当加载至700N、800N、900N、1000N、1100N、1200N、1300N、1400N、1500N、1600N所产生的位移量分别为3.00 mm、4.50 mm、4.50 mm、5.50 mm、6.30 mm、6.60 mm、7.00 mm、7.40 mm、7.54 mm、7.63 mm。

（4）液阻悬置动特性测试：首先要确保液阻悬置机构施加的激励频率相当于发动机怠速运转时的激振频率，才能在试验过程中通过调节控制装置模拟其实际工作状态，才能得到较为真实的动特性指标。发动机振动及隔振分析研究表明，机构的运动往复性和周期性循环是发动机工作过程的显著特点，由于往复和旋转运动不平衡质量产生的扰动力和力矩而引起发动机的振动。且二阶往复惯性力是激发振动的主要原因，对于四冲程发动机，激励主频是其曲轴转动频率的二倍，即公式成立：f=ni/2×60，i——发动机的缸数；n——发动机曲轴转速；f——激励主频率。目前国产轿车发动机的怠速转速一般在700rpm左右，由公式计算得，其怠速时振动激励主频为 23.3Hz。这是试验过程中激发控制装置作用的频率特征点。

动特性试验测试前，在悬置元件垂直方向上施加预载350N、频率10Hz的正弦激励进行激振。然后按照表1-1所示步骤进行以下试验：

静特性结果分析：由静特性试验结果可知，液阻悬置在垂直方向700～1400N范围内的静刚度成线性，变化不大，可以对发动机起到支撑作用，表明：此时节流盘和液体阻尼机构的存在，对静态特性基本没有影响。然而，当压力大于1400N时，节流盘液阻悬置的静刚度明显增加。表明：当压力到达一定数值后，液体阻尼机构的存在使得其表现出静刚度明显增加的非线性特性。分析原因可能是节流盘液阻悬置受到压力过大而造成内部结构柔性接触。

（5）动特性数据处理及结果分析：节流盘液阻悬置力与位移循环形成的迟滞回线，迟滞回线所围图形面积表示悬置内部液体阻尼所消耗的功，即节流盘液阻悬置一周内消耗的能量。计算公式如下：

（1-1）

（1-2）

（1-3）

（1-4）

式中，——动刚度；——同向动刚度；——正交动刚度；φ——阻尼滞后角。

试验曲线如图1-2为预载350N、振幅0.5mm、激励频率以5Hz正弦激励下液阻悬置的动特性试验分析结果。由图1-2液阻悬置的低频滞后环和高频滞后环，可以拟合出低、高频的动刚度与滞后角曲线。

2 结语

本文章阐述了发动机液阻悬置静、动特性的试验方法和试验原理，同时对轿车使用的节流盘式液阻悬置的高低频段静、动特性进行了试验测试，并深入分析了试验结果，为了解并验证了节流盘式悬置的工作原理及其静、动特性，为液阻悬置的开发研究提供了试验依据。

参考文献：

[1]王利荣，魏部炳.汽车动力总成液阻型橡胶隔振器的研究发展[J].汽车工程，2001，23（5）：121-126.

[2]梁天也，史文库，唐明祥.发动机悬置研究综述[J].噪声与振动控制，2007（1）：6-9.endprint