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赛车发动机悬置系统动刚度分析

时间:2021-01-30 19:11:11 电大毕业论文 我要投稿

赛车发动机悬置系统动刚度分析

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赛车发动机悬置系统动刚度分析

  【摘 要】:在设计开发新的汽车过程中,汽车的安全性和舒适性越来越受到重视。发动机主要是通过发动机悬置与车身相连接的,发动机悬置是发动机传递振动和噪声到车身的主要路径。赛车的速度比一般的民用车高,速度越快意味着在发动机振动越明显,越容易引发车架与发动机共振。因此,对发动机悬置动刚度分析可以验证结构的疲劳寿命,保护动力总成。

  回顾汽车动刚度分析的研究现状,使用仿真数据对汽车的刚度进行分析并与目标值进行对比已成为汽车设计工作的一个趋势。本课题将运用有限元数值模拟技术,分析对比不同发动机悬置的刚度性能,选择合适的发动机悬置系统,从而提高发动机悬置系统的动力特性和寿命。这样的研究工作将具有一定的借鉴和参考价值。

  【关键词】:方程式赛车,悬置系统,动刚度,有限元

  1 Formula SAE_China简介

  中国大学生方程式汽车大赛(简称“FSAE”)是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准,在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车,能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。目的是培养学生的设计制造能力、成本控制能力和团队沟通协作能力,使学生能够尽快适应企业需求,为企业挑选优秀适用人才提供平台;同时通过活动创造学术竞争氛围,为院校间的交流提供一个平台,进而推动学科建设的提升。

  在比赛过程中,参赛队员能充分将所学的理论知识运用于实践中。同时,还学习到组织管理、市场营销、物流运输、汽车运动等多方面知识,培养了良好的人际沟通能力和团队合作精神,成为符合社会需求的全面人才。

  2 国内外研究现状

  2.1 赛车悬置系统

  2.1 结构要求

  一般情况下赛车的悬置系统必须满足的要求:

  动力总成的重量尽可能的均匀分配在每个悬置点上;

  承受赛车行驶过程中作用于动力总成上的动态力,例如赛车加速或减速时,在动力总成上会产生的纵向动态力;赛车转向时,动力总成承受的横向动态力;

  承受动力总成产生的往复惯性力及力矩;

  隔离由于发动机激励而引起的车架的振动;

  隔离轮胎经过路肩引起的车身振动传递到动力总成

  2.2 悬置系统研究现状

  赛车的设计向着提高发动机功率和轻量化的方向发展,采用新型高强度轻质材料和轻量化的设计,让赛车的整车质量不断下降。然而发动机的质量的却难以减轻, 导致发动机在整车质量中所占比例有所上升。所以发动机是主要的振源,对赛车的性能有重要的影响。

  结合民用汽车的技术,国内外汽车主采用的几种悬置形式:

  弹性元件式,这种结构的发动机悬置的减振和降噪是通过橡胶元件弹性变形来达到的,结构简单但是橡胶元件的阻尼特性是固定的。

  充液式,冲液的悬置尤如悬架的减振器那样, 带有阻尼节流和压缩,可以吸收和减少发动机传给车身的振动和噪声。

  主动控制式,一种能产生和发动机传来振动相反波长的振动装置,悬置中都装有电子控制模块的振动装置可以主动抵消发动机的振动。

  结合民用汽车的技术,国内外主要采用了以下几种技术:

  改进结构设计,通过合理设计各种结构形式、加大连接区域的`面积、加内衬板、或者加强肋。使悬置系统的动刚度提高。