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三缸机悬置系统设计的挑战

2024-02-06 11:28:42·  来源：汽车NVH云讲堂  
　

近年来，随着汽车行业的快速发展，越来越多的汽车制造商开始关注环保和节能，三缸发动机因其小巧、高效的特点备受青睐。然而，与传统的四缸发动机相比，三缸发动机在悬置系统设计上面临着诸多挑战，本文将就三缸机悬置系统设计中所面临的挑战和解决方案展开探讨。


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挑战1：多方向、多阶次的输出激励


相对于四缸机，不带平衡轴的三缸机的输出激励增加了Rx、Rz方向，同时除基频1.5阶外增加了1阶和3阶激励频率，具有多方向、多阶次的特征。这意味着悬置系统需要关注的系统模态更多，而激励频率的丰富也增加了与系统模态频率耦合的可能性。为了应对这一挑战，工程师们需要从系统级进行设计，采用多方位、多阶次的模态分析和优化设计，以确保系统稳定性和性能。


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挑战2：激励频率与刚体模态频率接近


不带平衡轴的三缸机的1阶Rx、Rz怠速激励频率与动力总成刚体模态频率接近，这意味着隔振效果不佳。传统的隔振技术难以有效解决这一问题，因此需要寻求新的解决方案。


例如：可以通过调整悬置系统的结构和参数，采用主动隔振控制技术，或者结合其他隔振手段来提高隔振效果，确保车辆在怠速时的舒适性和稳定性。


例如：Rx、Rz的模态频率大于隔振频率，此方向激励处于放大区• Ry模态频率可以设计在隔振区内。此时模态频率有两个选择区间，两两组合，四个选择模态，但存在以下问题需要解决：


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频率偏上，悬置设计刚度偏大，可能存在的问题 1. 结构上不易实现 2. 悬置刚度偏大，隔振性能不易满足20dB的要求。 

模态频率偏下，悬置设计刚度偏小，可能存在的问题 1. 刚度偏小，耐久性能变差 2. 刚度偏小，启动熄火抖动问题。


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挑战3：左右悬置提供更好的隔振效果


从实测怠速NVH数据来看，三缸机左右悬置X、Z向相比四缸机有着明显的差异，三缸机需要左右悬置提供更好的隔振效果。这意味着在悬置系统设计中需要特别关注左右悬置结构的优化，以确保车辆在运行过程中的舒适性和稳定性。


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 综上所述，三缸机悬置系统设计面临诸多挑战，但也存在着各种解决方案。

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