发动机悬置系统的优化方法探讨

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1、发动机悬置系统的优化方法探讨摘要发动机悬置系统优化尤为重要，探究其作用及发展历程，分析发动机动力总成解藕存在的问题并就此提出优化方法，具有一定的现实意义。关键词发动机悬置系统优化中图分类号：U461.2文献标识码：A发动机作为一个主要激励源和噪声源，其振动传递途径是由动力总成经悬置系统传递至车身，引起车身的振动并通过其辐射到车厢内，引起空腔内部空气共振产生噪声，来自发动机的振动可能引起汽车地板和车身的剧烈振动，车内噪声较高，严重影响其行驶安全性和乘坐舒适性。所以，作为振动传递途径重要元件的动力总成的悬置

2、系统，最大限度地减小发动机产生的振动向车身传递是一个不可忽视的环节。1发动机悬置系统概述4减少发动机振动向车体的传递及降低车内噪声从而改善整车舒适性是设计性能良好的发动机悬置系统的出发点，是研究、控制汽车振动和噪声，进行汽车自主开发设计的重要环节，也是一直以来汽车研究者和设计师关心的问题。设计性能良好的发动机悬置，控制发动机工作时激振力向底盘的传递，可以提高汽车的耐久性和乘坐舒适性，减少发动机悬置系统传递给车身的力以及由此激发的车身饭金件和底盘相关零部件的振动噪声，降低发动机和车辆的振动。2发动机动力总

3、成解藕存在的问题在各种约束条件下解决动力总成的6个刚体振动模态的频率配置问题和运动藕合问题是汽车动力总成悬置系统布置设计的基本任务。如果系统的固有振动模态存在运动藕合，在某一自由度方向上的振动会激起其它自由度方向的振动，使可能激起共振响应的频带宽度增加，对系统的隔振控制不利，尤其在发动机怠速工况下，发动机倾覆力矩主谐量的频率与发动机的刚体振动模态频率（几赫兹到二十几赫兹）较为接近，模态藕合会使隔振性能恶化。如果频率配置不合理，将会使动力总成在工作过程中出现共振，严重影响隔振性能，甚至导致动力总成的破坏，

4、对整车的安全性造成威胁。振动藕合的解除不仅可以减小可能激起共振响应的频带宽度，而且便于合理配置其固有振动频率，使激励频率远离共振频率，从而获得良好的整体隔振效果。3发动机悬置系统的优化方法4发动机悬置系统的优化是在多目标优化设计中包含有多个目标函数。这些目标函数通常都是相互冲突的，一个目标性能的改善常伴随着另一个目标性能的下降。因此，不存在一个优化解同时使所有目标函数达到最优，但存在能同时较好地满足各个目标函数的解，即Pareto最优解（也称有效解）。Pareto多目标优化设计主要有两个分析步骤：（1）

5、找出所有的Pareto最优解，其Pareto最优解集的完整性决定了设计工作的成败，而具有平行性的优化算法能够很好地解决这个问题；（2）在所有的Pa-reto最优解中找到最符合设计要求的一组Pareto最优解，其解决方法很多，如排序法、列表法和加权法等。因此，随着优化算法的不断发展，对多目标优化问题的处理从最初的加权多目标优化设计发展到Pareto多目标优化设计，其确定性优化设计模型为minF（X）=（f1（X），f2（X），…，fn（X））X∈{S（9）式中：f1（X）～fn（X）为须进行优化的n个目标

6、函数；（f1（X），f2（X），…，fn（X））为优化目标函数向量；S为优化设计空间；X为优化设计变量，以找到既满足各目标函数要求又满足稳健性要求的解。所建立的多目标稳健优化模型为maxF（K）=（f1（K），…，f6（K），f7（K），fr7（K））Kmin≤K≤K{max式中：K为设计变量，即悬置刚度，共9个；Kmax与Kmin分别为悬置刚度取值的上下限；f1（K）～f6（K）为悬置系统在6个自由度方向上的解耦率，由式（4）计算得到；f7（K）为悬置系统在怠速工况下动反力的倒数，由上式计算得到；fr

7、7（K）为动反力的稳健性函数，其表达式为fr7（K）=�ef7/�lf7式中：�ef7与�4lf7分别为动反力的均值和方差，其比值反映出悬置刚度的不确定性对动反力不确定性的影响，通过拉丁超立方抽样得到其值。悬置系统多目标稳健优化设计流程见图：由上可知，在建立悬置系统多目标稳健优化模型后，找到一组既优化又稳健的设计解主要包含两个步骤：（1）在不考虑稳健性函数的多目标模型中应用遗传算法找到所有的Pareto最优解，这些解都能满足解耦率和动反力的要求；（2）对每一组Pareto最优解进行拉丁超立方抽样，以评价

8、每一组Pareto最优解动反力的稳健性，并在所有的Pareto最优解中找到稳健性好的设计解，最终得到既优化又稳健的解。参考文献[1]张武，陈剑，夏海.基于灵敏度分析的发动机悬置系统稳健优化设计[J].汽车工程，2009（08）.[2]周冠南，蒋伟康，吴海军，基于总传递力最小的发动机悬置系统优化设计[J].振动与冲击，2008（08）.4