单元中，依据液阻悬置工作原理，建立以流道柱状液体质量为附加 自由度，并以该液柱作为上下液室的分隔的等效模型。
[0029] 所述模型建立单元中，悬置液室内的液体被认为不可压缩，液室的体积柔度仅由 液室侧壁橡胶的软硬程度决定。
[0030] 所述模型建立单元中，根据模型列出振动方程，通过拉式变换，导出隔振力公式， 进一步得到悬置的复刚度，从而给出以动刚度和损失角为表征的液阻悬置的动态性能变 化。所述优化分析单元中，根据模型调整液阻悬置关键参数，获得动态性能得到优化的悬置 结构。
[0031] 数据采集与处理
[0032] 运用数据采集单元与数据处理单元，使用已有的相关技术设备测量，获得以下参 数
[0033] 油液密度乙二醇I. Ie 6kg/mm3,使用MTS试验机测得静刚度ks。为175N/mm，损失角 Λ 3°，依据液室容积获得等效活塞面积A为2400mm2,通过测量流道截面形状获得过流 面积A。为95mm2,测量流道长度300mm，使用有限元软件获得液室橡胶体积柔度约40000mm5/ N，流量系数2. 8。以上数据获得方式皆为行业内广为使用且已多次验证的数据采集与处理 方法。
[0034] 建立模型
[0035] 模型建立单元是本发明的核心内容，将在下面详述原理，对该原理的实现使用了 Matlab编程方法。
[0036] 通过计算，获取力学模型中的流道液柱质量
[0037] Iiic=AcXlcX P..................................................................... (1)
[0038] 其中A。是流道过流面积，1。是流道长度，P是液压油密度。
[0039] 计算液室的刚度，其中下液室刚度由底膜贡献，底膜刚度很低，故认为下液室刚度 等于〇,上液室刚度k hy
[0041] 其中κ为上液室体积柔度，A为上液室等效活塞面积。二参数可由参数辨识或经 有限元方法得到。
[0042] 根据模型，得到液阻悬置的振动方程：
[0044] 其中F是隔振力；1是橡胶主簧刚度，计算液阻悬置刚度阻尼时认为k 3是常数为 ksQ，ds是橡胶主簧阻尼。X是激励位移，ΔΡ是上下液室压强差，A为等效活塞面积。
[0045] 根据流体连续性，得到体积变化方程：
[0047] 其中，Xc是液柱在流道中的位移。
[0048] 以液柱质量建立振动方程：
[0050] 联立⑷（5)并作拉氏变换，得到位移比
[0052] 其中 s = jc〇。
[0053] 动刚度kdvn = $通过（3)振动方程，并结合（6)，获得液阻悬置复刚度表达式
[0055] 其中ω。是流道液柱固有圆频率，ζ。流道阻尼比，k。是流道液柱刚度。
[0056] 注意到流道阻尼比ζ。为随频率变化的变量，且其大小与激励振幅，流道口形式， 流道的过流面积和液压油粘度有关。结合（6)推导其表达式
[0057]
[0058] 其中
为流量系数。
[0059] 根据式（7)获得复刚度实部和虚部
[0062] 可知液阻悬置动刚度
[0064] 液阻悬置损失角
[0066] 同时推导出橡胶主簧的动刚度及损失角
[0069] 其中是橡胶悬置初始损失角，一般为3-8°。
[0070] 二者刚度是串联关系，获得整个悬置的动刚度及损失角
[0073] 模型建立单元应用上述公式建立模型，以便在下一步的优化设计单元中，使用模 型建立单元所建立的模型在程序中改变设计参数，包括以上涉及的流道参数，液室参数与 橡胶参数。构造生成更适合当前车辆动力总成的动特性曲线；一并得到悬置优化结构参数， 在此基础上重新设计悬置以达到对动力总成的优化匹配。
[0074] 悬置结构优化设计
[0075] 使用优化设计单元，在Matlab程序中改变设计参数，优化逼近0-50HZ经过设计的 理想的液阻悬置动特性，使用优化过的参数反馈指导制作样件，使用优化过的样件实测动 刚度，其中本演示实例的动特性的激励振幅设为2mm。使用设计动特性曲线与实测曲线结果 对比，见图3与图4,可见结果较精确，即经过本系统优化设计的悬置可以提供更好的动态 性能。图中虚线为计算曲线。
【主权项】
1. 一种汽车动力总成液阻悬置动态特性的优化设计系统，它包括有确定或辨识橡胶 主簧相关参数，液室相关参数，流道相关参数及液压油相关参数的数据采集单元，其特征在 于，所述数据采集单元输出端与数据处理单元的输入端相连接；数据处理单元输出端与模 型建立单元的输入端相连接，模型建立单元输出端与优化分析单元的输入端相连接； 所述数据处理单元是指根据采集到的参数进行汇总处理得到建立模型所需的液阻悬 置动特性影响关键抽象参数；所述模型建立单元是指在液阻悬置工作原理的基础上建立液 阻悬置的力学模型，建立液阻悬置的振动方程，并推导反映液阻悬置的动刚度和损失角动 态特性的相关公式；所述优化分析单元是指在建立的模型基础上使用关键参数对悬置进行 优化设计，给出悬置优化方案； 液阻悬置结构包括：在腔体内由下至上依次设置有下液室、液室分隔层及上液室，在液 室分隔层中部还设置有一流道液柱；在流道液柱上方的上液室内还装有等效活塞；在等效 活塞两侧的上方分别设置有与上液室相连通的、容积可变并带有橡胶弹性体等效弹簧的密 闭腔体。2. 如权利要求1所述的汽车动力总成液阻悬置动态特性的优化设计系统，其特征在 于：所述数据采集单元的相关参数是指，橡胶主簧参数包括主簧静刚度和阻尼；液室参数 包括液室容积，流道轮廓；流道相关参数包括流道长度；液压油参数包括液压油的密度。3. 如权利要求1所述的汽车动力总成液阻悬置动态特性的优化设计系统，其特征在 于：所述数据处理单元所获得悬置建模所需抽象参数，包括等效活塞面积和液室体积柔度； 流道参数包括流道的过流面积。4. 如权利要求1所述的汽车动力总成液阻悬置动态特性的优化设计系统，其特征在 于：所述模型建立单元中，依据液阻悬置工作原理，建立以流道柱状液体质量为附加自由 度，并以该液柱作为上下液室的分隔的等效模型。5. 如权利要求1所述的汽车动力总成液阻悬置动态特性的优化设计系统，其特征在 于：所述模型建立单元中，悬置液室内的液体被认为不可压缩，液室的体积柔度仅由液室侧 壁橡胶的软硬程度决定。6. 如权利要求1所述的汽车动力总成液阻悬置动态特性的优化设计系统，其特征在 于：所述模型建立单元中，根据模型列出振动方程，通过拉式变换，导出隔振力公式，进一步 得到悬置的复刚度，从而给出以动刚度和损失角为表征的液阻悬置的动态性能变化。7. 如权利要求1所述的汽车动力总成液阻悬置动态特性的优化设计系统，其特征在 于：所述优化分析单元中，根据模型调整液阻悬置关键参数，获得动态性能得到优化的悬置 结构。
【专利摘要】本发明提供了一种汽车动力总成液阻悬置动态特性的优化设计系统，其特征在于：使用力学原理，首先确定液阻悬置相关结构参数，包括橡胶主簧相关参数，上下液室相关参数，流道相关参数及液压油相关参数；其次，通过对液阻悬置实际工作原理的深入理解，构造液阻悬置的力学模型，功能结构可抽象为在腔体内由下至上依次设置有下液室、液室分隔层及上液室，在液室分隔层中部还设置有一流道液柱，该流道液柱随悬置顶部施加的周期激励在流道中运动；在流道液柱上方的上液室，由于橡胶液室的容积可变特性，可将其简化为等效活塞；而上液室的弹性体作用可简化为带有刚度的可变容积，以左右两个弹簧示意。推导表征液阻悬置特性的相关公式，给出参数优化后的液阻悬置动特性，并在此基础上做出优化样件，以得到更优的动态性能。
【IPC分类】F16F9/22
【公开号】CN105351424
【申请号】CN201510793775
【发明人】苗为为, 刘艳华, 刘通, 任爽, 王紫璇, 陈奇, 苗贺
【申请人】华晨汽车集团控股有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月17日