发动机隔振技术的研究及冷却模块悬置优化设计

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1、摘要在汽车发动机性能日益强化的过程中，人们对汽车舒适性的要求不断提高，汽车的振动噪声平顺性受到了整个行业的高度重视，本文从悬置系统入手优化设计发动机及其冷却模块的振动性能。借助数值仿真方法，对某直列六缸发动机的橡胶悬置系统进行了优化，并分析了安装液压悬置的可行性。首先，以该动力总成的固有频率和解耦率为优化目标，对其橡胶悬置进行优化，并对比优化前后单位外部激励下动力总成的幅频振动响应，发现橡胶悬置的局限性。研究了车用液压悬置的结构及刚度阻尼滞后角特性，并选用五参数分数导数模型表征液压悬置。分别从动力总成振动、悬置动反力响应两个角度，考虑激励特性和悬置特征，进行全局寻优确

2、定液压悬置参数，仿真分析结果证实了该方法的有效性，为液压悬置的设计提供了新思路。试验分析了影响某发动机冷却模块振动的主要因素，对比不同工况及部件参数下冷却模块、方向盘的振动性能，识别激励特征，测试了连接冷却模块与车架的橡胶悬置刚度性能。运用能量解耦理论在Matlab中搭建数值分析模型，计算搭载原橡胶悬置时发动机冷却模块的模态频率、振动能量解耦率，确定优化目标。借助混合遗传算法，以发动机冷却模块在竖直方向和风扇旋转轴向固有频率、解耦率合理匹配为优化目标，考虑生产安装等限制，优化橡胶悬置刚度性能。仿真分析外部激励下，发动机冷却模块悬置优化前后的振动时频响应，并进行装车试验

3、对比。搭建发动机冷却模块悬置分析软件平台和设计流程，指导生产、试验。本文充分利用了试验对比和数值仿真工具，对发动机及其冷却模块悬置进行了系统分析，可指导橡胶悬置、液压悬置的生产试验，提高效率。关键词：发动机，冷却模块，橡胶悬置，液压悬置，分数导数模型，遗传算法ABSTRACTAbstractAstheenginebecomesincreasinglycompactandpowerful，customersgraduallyhavehigherexpectationsforautomobilenoisevibrationandharshnessperformanceth

4、aneverbefore，whichattractstheattentionofwholeindustry．Thisthesisfocusesonthevibrationofengineanditscoolingmoduleandoptimizesthemountingsystem．Withthehelpofnumericalsimulation，themountingsystemofaL6enginewasanalyzed．Theoriginalrubbermountingsystemwasoptimizedwiththeobjectiveofmodalfreque

5、nciesanddecouplingrates．Theamplitude—frequencyresponseunderunitexcitationofpowertrainWasanalyzedbeforeandaReroptimization，whichindicatedthelimitationsofrubbermountingsystem．Thestructure，stiffnessanddampingcharacteristicsofhydraulicenginemount(HEM)werestudied．Thefive-parameterfractionald

6、erivativemodelwaschosentoquantifythedynamicpropertiesofHEMs．TheparametersofHEMsweregloballyoptimizedwiththeobjectivesofpowertraindynamicandmountingforceresponse．ThisdesignmethodWasvalidatedbysimulationresultsandofferedaninnovativesolutionforHEMs．Experimentsweredonetoidentifythefactorsin

7、fluencingthevibrationofenginecoolingmoduleandthestiffnessofrubberisolators．Thevibrationofcoolingmoduleandsteeringwheelweretestedwithdifferentcoolingfansandundervariousworkingconditions．NumericalsimulationmodelWaSbuiltinMatlabtOanalyzemodalfrequenciesanddecouplingratesofengineco