浅谈大客车引擎隔振垫优化设计与分析

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1、淺談大客車引擎隔振墊優化設計與分析車輛中心技術服務處陳奕安大家都有搭乘公車或遊覽車出遊的經驗，除了希望能安全便捷的抵達目的地之外，當然還希望搭乘的過程能夠備感舒適，而”振動”便是乘坐者最能直接感受舒適與否的重要指標。較大的車身振動不僅讓人感覺不適容易疲倦，車上零組件的壽命也會容易減損，因此，一般公車或遊覽車業者在選購大客車時，都會將車輛的”振動”性能列為重要的考量項目之一。引起大客車振動的主要激振有兩大來源，一為車輛行駛於凹凸不平的路面時產生的反作用力，經由輪胎與懸吊系統傳遞至車身，而造成車身的振動，這可以透過設計適當

2、的懸吊避震系統如輪胎、懸吊彈簧與阻尼器的特性參數值，來消除由路面所引發的部分；另一個主要的激振源是由引擎內燃機汽缸內部油氣燃燒爆炸所產生的不平衡激振力，經由引擎與車身接合的懸掛裝置傳遞至車身所造成車身的振動，其中引擎懸掛裝置的隔振墊(RubberMount)對此振動有相當大的影響，除了需考量隔振墊的數量與位置，還有隔振墊的剛性(Stiffness)也必須適當，若為支撐引擎重量以及限制車輛加減速時的引擎晃動，隔振墊的剛性值設定最好能大一些，但若為隔振的效果，隔振墊的剛性值就最好能設定小一些。那該如何設定各個引擎隔振墊的適

3、當剛性值呢?建議您可運用電腦輔助工程分析(ComputerAidedEngineering；CAE)技術來處理，首先將圖1的引擎質量、慣性矩、質心位置座標值與激振力大小與方向，以及圖2的各個隔振墊位置座標值與各方向初始剛性值輸入電腦，建立如圖3的電腦模擬CAE分析模型，接著再以結構優化模擬分析軟體，設定隔振墊的隔振率最大與系統各自然振型解耦(Decouple)為優化目標，以引擎質心最大位移限制值與隔振系統最高自然頻率值為束制條件，再以各個隔振墊各方向剛性值上下範圍為設計變數，經由多次的迭代分析計算後，即可找出如表1的較

4、優隔震墊剛性值以及如表2、表3與圖4的較優隔振分析結果。透過CAE分析優化工具手法，可以於產品開發的各個階段，藉由建立CAE分析模型進行優化分析的方式，在大客車引擎隔振系統的開發流程上，有效協助對應隔振設計所遇到的各種問題，同時也可以作為完成車診斷更換隔振墊之參考。若需要進一步瞭解相關內容細節，歡迎洽詢車輛中心技術服務處工程分析中心陳奕安電話：04-7811222分機3131e-mail：lostsky93@artc.org.tw圖1引擎主體模組圖2壓縮型(左)與複合型(右)隔振墊隔振系統-RL端振動傳遞對比70060

5、0原況測試-主動端500原況測試-被動端(mm/s^2)400改良模擬-被動端300200ACCELERATION100005101520253035404550556065707580859095100FREQUENCY(Hz)圖3隔振系統電腦模擬CAE分析模型圖4左後隔振墊隔振效果表1優化後的隔振墊剛性值表2優化後系統能量分佈隔振墊剛性值k11k12k13K21K22K2317171713881016354靜剛性值(動剛性值/1.2)14.1614.16142.5323.33846.67424.8表3引擎怠速25H

6、z時隔振系統隔振率比較引擎怠速25Hz時隔振系統隔振率(%)左前右前左後右後隔振墊FLFRRLRR原況43%55%43%79%測試優化90%91%80%82%分析