CN101315114B - 一种汽车副车架上的减振吸能装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车副车架的减振吸能方法：1、对副车架进行有限元分析模拟，获得副车架的质量、一阶弯曲模态及对应最大位移处；2、在对应最大位移处设置一个带弹性阻尼系统的质量块来减振吸能；3、对改进后的副车架结构进行模态分析和试验验证，修正弹性阻尼系统和质量块参数。本发明在不改变副车架现有结构的基础上，通过在副车架的特定位置设置一个带弹性阻尼系统的质量块，利用共振吸能的原理，减小副车架的振动幅值，从而减少振动向车身的传递。并可以通过调节质量块的质量和弹性阻尼系统的垂向刚度的比值来调节减振吸能装置的频率。不明显增加重量和成本、结构简单、能够最大程度地衰减振动向车身的传递。
Description
技术领域
本发明涉及一种减振吸能装置及其方法，尤其是涉及一种汽车悬架系统中副车架上的减振吸能装置及其方法。
背景技术
汽车车内的振动越来越受到人们的关注，其振动来源主要有两个方面：一、发动机引起的振动，经过副车架传递到车身；二、路面激励引起的振动，经过控制臂和副车架传递到车身。副车架作为两种传递途径中的重要环节，其性能好坏直接影响了汽车的NVH性能。副车架将悬挂系统和车身连接在一起，能够有效衰减由地面不平、路面冲击等因素传递到车身上的振动。因此，轿车一般都采用副车架这样的结构，有些高级轿车，前后悬架都使用副车架。但是，副车架本身的模态和刚度影响着车辆的NVH性能。设计过程中，由于诸多因素的影响，副车架的结构形式受到很大的限制，从而导致其自身频率过低，共振时振幅很大。中国专利95192605.5公开了一种谐振质量减振器，一用于减振在主结构中的动态响应的装置，它包括一辅助质量和一根弹簧和一粘弹性构件，该弹簧和粘弹性构件插入主结构和辅助质量之间。该装置可包括一用于辅助质量、弹簧和粘弹性构件的壳体，可将弹簧，粘弹性构件或弹簧和粘弹性构件一同插入辅助质量和壳体之间。同时公开了一种在主结构中减振动态响应的方法。该专利是涉及当结构经受暂态力作用于结构上引起振动运动时，也即地震时。中国专利等公开文献也公开了一些汽车减振技术方案。但很少涉及汽车悬架系统中副车架上的减振吸能装置及其方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，为了弥补现有汽车副车架的减振吸能的不足之处，而提供一种充分减振和吸能，且简单实用的汽车副车架的减振吸能方法。
本发明另一个目的是提供一种简单实用的汽车副车架上的减振吸能装置。
本发明为解决上述技术问题而采用如下的技术方案：一种汽车副车架的减振吸能方法：
1、对副车架进行有限元分析模拟，获得副车架的质量、一阶弯曲模态及对应最大位移处；
2、在对应最大位移处设置一个带弹性阻尼系统的质量块来减振吸能；
3、对改进后的副车架结构进行模态分析和试验验证，修正弹性阻尼系统和质量块参数。
实现上述方法的一种汽车副车架上的减振吸能装置，包括由副车架下体和副车架上体通过焊接而成的副车架，副车架联接发动机及车身，其特征在于：在副车架下体的刚度最薄弱处(对应最大位移处)设置一个带弹性阻尼系统的质量块。
所述的弹性阻尼系统是橡胶，也可以是弹簧。
本发明在不改变副车架现有结构的基础上，通过在副车架的特定位置设置一个带弹性阻尼系统的质量块，利用共振吸能的原理，减小副车架的振动幅值，从而减少振动向车身的传递。可以通过调节质量块的质量和弹性阻尼系统的垂向刚度的比值来调节减振吸能装置的频率。
本发明的积极效果是：1.采用有限元模拟的方法，比较有效的获得设计减振吸能装置的重要参数。2.在设计完成后用模拟的方法进行验证，证明这种装置的有效性。3.可以方便的对减震吸能装置的各项参数进行优化改进，使减振的效果趋于最优化。根据有限元分析和试验的验证，该装置能够吸收副车架一半的能量，并避开发动机的共振频率，减振效果较好。4.不改变现有的几何结构，不明显增加重量和成本，结构简单，能够最大程度地衰减振动向车身的传递。
下面结合实施例和附图来进一步说明本发明。
附图说明
图1为一种汽车副车架上的减振吸能装置构造示意图。
图中：1.质量块、2.弹性体、3.副车架下体、4.副车架上体、5.左侧车身连接点。
具体实施方式
实施例1如图1所示，一种汽车副车架上的减振吸能装置，包括由副车架下体3和副车架上体4通过焊接而成的副车架，副车架联接发动机及车身，其特征在于：在副车架下体的刚度最薄弱处(对应最大位移处)设置一个带弹性阻尼的弹性体2并联接质量块1。弹性体2是橡胶，也可以是弹簧。
如何设计汽车副车架的减振吸能，要按如下方法步骤：
1、对副车架进行有限元分析模拟，获得副车架的质量、一阶弯曲模态及对应最大位移处；
2、在对应最大位移处设置一个带弹性阻尼系统的质量块来减振吸能；
3、对改进后的副车架结构进行模态分析和试验验证，修正弹性阻尼系统和质量块参数。
具体的选择市售的奇瑞公司S11型汽车的前副车架，重量为5kg，利用有限元方法计算副车架的固有频率和固有振型。获得该副车架的一阶固有频率为95Hz和在该频率下副车架的最大振动位置。根据副车架的固有频率选取吸能块的质量，其质量选择尽量与副车架本身的重量相差一个数量级，设计减振吸能装置的固有频率与副车架的固有频率相同，从而确定橡胶块垂直方向的刚度，测定到车架位移响应，其结果如表1所示。可以看出，选取第一组参数，匹配减振吸能装置，将其放置于副车架横梁下板在一阶弯曲模态下振型最大位置处，位于左侧车身连接点5处380mm。试验结果表明当吸能块质量为副车架质量的1/10时，吸能效果最佳。
表1位移响应表
| 质量(Kg) | 橡胶刚度(Nmm) | 位移响应(mm/N) |
| 0.5 | 180 | 0.0127 |
| 1 | 356 | 0.013 |
| 1.5 | 534 | 0.015 |
Claims (1)
1.一种汽车副车架的减振吸能方法：
1)对副车架进行有限元分析模拟，获得副车架的质量、一阶弯曲模态及对应最大位移处；
2)在对应最大位移处设置一个带弹性阻尼系统的质量块来减振吸能；
3)对改进后的副车架结构进行模态分析和试验验证，修正弹性阻尼系统和质量块参数。
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