DS No 5563
悬置系统设计标准
DESIGN STANDARD FOR ENGINE MOUNT SYSTEM
1悬置系统的功能和要求
2 环境要求
3 边界要求
4布置要求
5 性能要求
6 装配要求
1. 悬置系统的功能和要求
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发动机悬置系统的基本功能是将动力总成安装到车辆上并满足舒适性要求。因此发动机悬置需具备以下功能： 1） 将动力总成定位和支撑在设计的静态位置，在整车寿命其内保持动力总成位置在指定范围内；
2） 降低发动机传到底盘/车身的振动；
3） 控制动力总成的运动满足布置要求和驾乘舒适性要求； 4） 承受动力总成上/来自动力总成的力和扭矩。
除以上功能外，发动机悬置系统还需符合车辆/平台的特殊要求。
图1 功能内容
2. 环境要求 2.1. 耐污染物
1） 悬置部件暴露在以下污染物中不得导致功能下降：水（盐水）、泥土（泥浆）、冷却液、洗涤液。
2） 悬置部件应妥善设计以降低在以下污染物下的暴露：制动液、机油、动转液、变速器油、润滑脂、制冷剂、汽
油、柴油、脱脂剂。
3） 所有的悬置都应妥善设计防止液体、脏物聚集在悬置内。可以设计成开放的形式使液体/赃物不能聚集，也可以设
计排液孔、排液槽排出液体，也可以用护罩阻止液体进入。 2.2. 其他环境要求
其他环境要求详见DS-5566 悬置软垫材料标准。
3. 边界要求
3.1. 悬置子系统——动力总成
悬置系统需适合动力总成提供的安装点，为此要考虑连接可靠、布置约束、支架性能，装配流程。
3.2. 悬置子系统——车身/底盘结构
悬置系统需适合车身/底盘提供的安装点，为此要考虑连接可靠、布置约束、支架性能，装配流程。 3.3. 悬置子系统——其它
悬置系统的支架可能用于固定其他部件，如线束、拉丝、隔热罩。这些要求会在项目后期才提出，设计悬置支架使 应该考虑这些要求。
4. 布置要求 4.1.
术语解释
4.1.1. 主惯性轴（Axis of Minimum Inertia）
动力总成转动惯量最小的轴，成为主惯性轴，当动力总成滚动时，便会绕着主惯性轴滚动。 4.1.2. 扭矩轴（Torque Roll Axis）
动力总成布置在整车上后，发动机点火做功的方向为绕曲轴的方向，而曲轴的方向一般与主惯性轴是不会重合的，有一定的夹角，这时发动机做功振动时，动力总成便会绕着曲轴与主惯性轴之间的一条轴线振动，这条轴线便是主观性轴。扭矩轴与曲轴、主惯性轴的位置关系如图2所示。
图2 扭矩轴与主观性轴、曲轴的位置关系
4.1.3. 弹性轴
当一个动力总成支撑在两个悬置上时，如果左右悬置的刚度相等，那么两个悬置中心的轴线就是弹性轴；如果左右悬置不相等，那么，弹性轴就不在中心的轴线上，计算方式如下：设左悬置、右悬置的刚度分别为K L 、K R ，左悬置、右悬置到弹性轴的距离分别为A 、B ，那么弹性轴位置的计算需满足：
K L ×A= KR ×B
4.1.4. 打击中心理论
打击中心理论主要用来确定前后悬置软垫的位置，当一个软垫上受到一个垂向作用力时，在另外一个软垫上不会引起响应，反之亦然，这样的两个软垫就互为打击中心。这样前后悬置上的垂向冲击力就不会互相影响，这样布置可取得良好的隔振效果。按照打击中心理论，前后悬置安装点的位置需要满足：
M ×L F ×L R = Jy
其中： M——为动力总成的重量。
L F ——为前悬置点离动力总成质心的纵向距离。（整车X 向）
L R ——为后悬置点离动力总成质心的纵向距离。（整车X
向）
J
y
——动力总成绕Y 轴的转动惯量。 4.2. 悬置系统的布置 4.2.1.
三点式与四点式布置
普通乘用车的布置方式主要分为三点式与四点式，三点式一般比四点式少一个前悬置，且后悬置多为拉杆式。三点式
与四点式的布置方式示意图分别如图
3
与图
4所示。
图3 三点式悬置布置 图4 四点式悬置布置
4.2.2. 三点式与四点式的优缺点比较
表1 三点悬置与四点悬置的对比
序号
1
代表 车型 成本 重量
三点悬置 ix35
（1）比四点悬置少了一个悬置与连接支架，成本、重量减少。
（2）因少了前悬置安装点，往往采用整体式副车架，尺寸较小，成本、重量都会减少。 对动力总成扭转方向隔振效果较好，有利于降低怠速时，方向盘、座椅的振动
（1）左、右悬置的连线需过动力总成的质心， （2）左、右悬置的连线与扭矩轴的在XY 平面上投影的夹角需小于5°
对动力总成的输出扭矩，只有后悬置一个点提供反作用力，后悬置处变速箱壳体受力较大，对其强度要求较高
主要是后悬置对输出扭矩提供反作用力 ，因此，所能承受扭矩输出较四点悬置小 生产线装配方式为动力总成与副车架整体装配（1）在装配好左右悬置点后，由于只有后悬置拉杆一个点的限制，副车架有一定的活动余量，装配时较为容易。
（2）尺寸较小，装配容易。
四点悬置 圣达菲（Santa Fe）
（1）比三点悬置多了一个悬置与连接支架，成本、重量增加。
（2）因多了前悬置安装点，往往采用框式副车架，尺寸较大，成本、重量都会增加 对动力总成扭转方向隔振效果一般 左、右悬置的连线与扭矩轴的在XY 平面上
投影的夹角需小于5° 对动力总成的输出扭矩，有前悬置、后悬置两个点提供反作用力，单个悬置的变速器壳体处受力得到分散，对壳体的强度要求较三点悬置小。
前、后悬置都能对输出扭矩提供反作用力，因此，所能承受扭矩输出较三点悬置大
生产线装配方式为动力总成与副车架整体装配。
（1）装配好左右悬置点后，由于
还有前、后悬置两个点的限制，副车架的活动余量较小，
（2）尺寸较大，难于装配。
（1）承受扭矩输出较大，（2）动力总成稳定性较好
（1）成本重量较高；（2）隔振性能一般； （3）装配性稍差； （4）悬置安装点的顺从
2
3 性能 布置 要求 对变 速箱 壳体 影响 悬置 系统 承受 扭矩
4
5
6
7
整车装配性
8
（1）成本重量较少；（2）隔振性能较好； 优
（3）装配性较好； （4）悬置安装点的顺从性较
总点
好
结
缺（1）承受扭矩输出较小，
点 （2）对变速器壳体的强度要求较高
小较差
结论：相比四点悬置，三点悬置在性能及成本上具有很大的优势，因此现在的很多新款车型上都在广泛的采用三点悬置；三点悬置是当今一种趋势，建议我们在今后的横置新车型开发当中，尤其是较小车型，如果没有特殊的原因，都应尽可能的采用三点悬置。 4.2.3. 悬置系统的布置
悬置系统的布置首先应该满足的是扭矩轴与左右悬置连线的夹角关系，布置要求如4.2.2表1的第5条所示。
这在很大程度上决定着左右悬置在整车X 向的位置。
左右悬置的连线与扭矩轴的位置要尽可能的近，这影响着左、右悬置在Z 向的位置。具体计算见4.1.3。 左右悬置一般布置在整车的纵梁上，其在整车Y 向的位置也基本上时是确定的，这样左右悬置的位置就基本可以确定了。
前后悬置安装点首先受制于变速器、副车架等部件，然后再具体布置时需考虑打击中心理论，具体详见4.1.4的打击中心理论计算公式，从而可确定前后悬置点X 向位置。
上述设计仅仅是初步确定了悬置点的位置，还需后续在进行CAE 分析时进行优化调整。
5. 性能要求 5.1. 术语解释
5.1.1. 6自由度刚体模态（6 Degree of Freedom Mode）
悬置系统与动力总成组成的系统有6个自由度，分别是3个平移与3个旋转方向，如图5所示：
图5 悬置系统6个自由度示意图
分别为：纵向（Fore/aft），横向（Lateral），垂直（Vertical），旋转（Roll），俯仰（Pitch），旋转（Yaw）
5.1.2. 解耦（Decoupling ）
若某一振动模态下（或某一广义坐标方向上）的振动输入，导致另一振动模态下（或另一广义坐标方向上）的响应，则称两个振动模态是耦合的，如果使耦合分离即称解耦。 5.1.3. 激振频率
怠速下的激振频率主要是指由发动机气缸的点火燃烧，曲轴输出脉冲扭矩所引起的激振。这种波动使发动机产生周期性的扭摆运动，所以又称扭转振动，其振动频率实际上也是发动机发火频率，计算公司为：
其中：n ——发动机转速，单位为r/min；
i ——发动机缸数，
悬置系统设计标准
——发动机冲程系数，两冲程为1, 4冲程为2。
5.1.4. 扭矩转向
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对于前置前驱型车辆，由于变速箱位置关系，左右两侧驱动轴的长度通常是一长一短，当有较大扭矩从变速箱侧输出到左右两根传动轴时，就会因为力矩不同造成车辆行进方向跑偏，这就是所谓的扭矩转向。 5.2. 隔振要求
以下章节定义了悬置系统需考虑的系统和部件级的隔振要求，包括低振幅（怠速、平坦路面）和高振幅（起伏路面）下的静态、低频、高频要求。这些要求需通过分析（对地刚体模态，支架对动力总成模态频率，支架对地模态频率）和试验（实车模态，悬置刚度和阻尼，怠速、行驶、巡航时的噪音和振动级，平坦路面和起伏路面的晃动）确认。 5.2.1. 系统级要求
系统由一套完整的悬置、悬置支架以及相应的动力总成组成，并对按要求装配的悬置系统的要求如下：（坐标系为整车坐标系）
表1 系统6个自由度刚体模态要求
刚体模态要
求 频率上限 频率下限
X 10 7
Y 10 7
Z 11 9
表2 系统解耦率要求
X
解偶率要求 备注:
1） 动力总成实车固有频率不得处于以下区间：
① 人体敏感的5Hz ～7Hz 之间（此频率范围为经验值）。 ② 前悬架的模态区间12Hz ～14Hz 。 ③ 与点火频率相差小于3Hz 。
2） 频率目标与解耦率目标范围是指导性的, 如果调校不能满足全部要求, 需要特别确认。
3） 为了控制起伏路上的摇动，Z 向模态需要足够的阻尼，系统的阻尼需要从悬置部件的阻尼特性中计算和
合成。
4） 某车型悬置系统各自由度的解耦率示意图如图6所示。
85
Y
70
Z 90
RX 85
RY 90
RZ 70
RX 18 8
RY 12 8
RZ 17 8
图6 某车型悬置系统各自由度解耦率示意图
5.2.2. 部件级要求 5.2.2.1. 刚度特性 5.2.2.1.1.
静刚度特性
悬置的刚度特性（通常由悬置结构、胶料、硬度决定）需考虑以下因素，目的是在不同工作条件下悬置隔振性能的平衡，其中许多特性是互相依赖的，最终的刚度值需要通过悬置系统在整车上的表现来确定。
5.2.2.1.1.1. 静刚度曲线
本要求参考以下静刚度曲线。对每一悬置的每一方向，刚度曲线的第I 段属于刚体模态决定的线性段。在1档、2档和倒档满负荷工况时，悬置的动刚度不超过2000N/mm。刚度曲线的第II 段则具有各工况下最大允许位移决定的最低刚度值。下图显示了各供应商需提供仿真或实测得出的悬置刚度曲线和数值。悬置刚度曲线需是包含压缩和拉伸的完整的曲线，最大测试力需仅低于悬置的破坏力。
图7 悬置静刚度曲线示意图
5.2.2.1.1.1.1. 低负荷工况
此工况下所有悬置在所有方向上都工作在刚度曲线的第I 段，低负荷工况包括： 1） 怠速噪音和振动
① 空档，附件关， ② 驱动档，附件关
③ 空档或驱动档，大灯开，后窗除霜开 ④ 空档或驱动档，大灯开，空调开 2） 行驶噪音
低载荷扫频 3） 巡航噪音
高档巡航扫频 4） 稳定行驶噪音
2500rpm 定转速换挡噪音 5） 光滑路面噪音 6） 光滑路面晃动
5.2.2.1.1.1.2. 高负荷工况
此工况下所有悬置在所有方向上都工作在刚度曲线的第I 段或过渡区，包括： 1） 行驶噪音
满负荷扫频（典型3档） 2） 巡航噪音
满负荷高档低速巡航扫频（仅手动挡） 3） 稳定行驶噪音
满负荷定速换挡噪音 4） 起伏路面晃动
5.2.2.1.1.1.3. 满负荷工况
此工况下所有悬置在所有方向上可工作在刚度曲线的第II 段，包括1档、2档和倒档全负荷工况，此时悬置提供设计的最大动刚度。
5.2.2.1.1.2. 静刚度曲线的设计
静刚度曲线分为线性段与非线性段，在进行设计中需分别进行确认。
1） 曲线线性段设计：需首先测出动力总成的参数，包括质量、质心位置，然后结合悬置软垫的位置，根据
力学原理进行计算各个悬置软垫上的受力。按照5mm ～8mm 的压缩量经验值，初步设定软垫的线性段刚度值。
各悬置软垫受力分析举例说明：
四点悬置中，前悬置是不受力的，所以在计算中不予考虑。设左悬置坐标（X L ，Y L ，Z L ），受力为F L ，右悬置坐标（X R ，Y R ，Z R ），受力为F R ，后悬置坐标 （X Rear ，Y Rear ，Z Rear ），受力为 F Rear ，动力总成的质心坐标（X ，Y ，Z ），重量为M ，则根据力学原理得到如下公司。 F L ×（X L - XRear ）+ FR ×（X R - XRear ）= M×（X- XRear ） F L ×（Y L - YR ） + FRear ×（Y Rear -Y ）= M×（Y- YRear ） F L + FR + FRear =M
上述3个方程式中，各点的坐标值是已知的，可分别求出3个悬置点上的受力，F L 、F R 、 F Rear ；这3个力即为3个悬置上的预载。
三点悬置上，各悬置点的受力比较好计算，三点悬置系统中后悬置是不受力的。只需考虑左右悬置的受力即可。左悬置、右悬置的坐标及受力同上，则计算公式如下。 F L ×（Y L -Y R ）=M×（Y-Y R ） F L + FR +=M
上述个方程式中，各点的坐标值是已知的，可分别求出左右两个悬置点上的受力，F L 、F R 。这两个力即为左右两个悬置上的预载。
2） 曲线非线性段设计：首先，需供应商按照表8中所提供的28中工况，提取各个悬置点的极限受力情
况，然后根据表7所列出的动力总成运动极限值，来确定软垫非线性段的最大值。最后根据悬置的动刚度不超过2000N/mm的要求来绘制悬置软垫的静刚度曲线。
5.2.2.1.1.3. 静刚度与动刚度之间的关系
以下要求适用于橡胶悬置或液压悬置的主簧。 K_dynamic / K_static ≤ 1.5 其中：
K_dynamic：加预载，测试频率为怠速激振频率，一般情况下4缸为25Hz ，6缸为30Hz ，
振幅±0.05mm ；
K_static: 静刚度，由静刚度曲线上预载附近±15% (如预载为0则为 ±150N) 的两点确定，参考刚度 曲线第I 段的第一节。
5.2.2.1.1.4. 高频刚度特性
解耦液压悬置需在结构噪声频率区提供较低的刚度, 在指定频率范围的刚度下降数值应不低于同区域普通悬置平均刚度的30%。
5.2.2.1.2. 动刚度和阻尼规范
阻尼须根据
给定冲程和频率范围内的损耗角峰值来指定。用以下公式来计算阻尼幅度阻尼、复数动刚度K*、阻尼角、频率之间的关系如下:
(备注：一般情况下，此公式用到的比较少，因为阻尼、滞后角、动刚度都是可由供应商通过试验设备测试出来。)
根据以下合适的条件来指定悬置要求；供应商须根据这些同样的条件来证明悬置的性能。
表3 悬置性能条件
载荷条件 低载荷条件 高载荷条件 低载荷条件 低载荷条件
5.2.2.1.3. 悬置动刚度和阻尼特性
此系统中所有的悬置，供应商须提供电子表格数据以及曲线表现的动刚度（K*和K ’）和相关的阻尼。
表4 液压悬置动态和阻尼率
液压悬置特性
频率范围（Hz）
频率增加（Hz）
冲程（mm） ±0.05，±0.25，
阻尼和刚度
1至50
1.0
±0.5&±1.0（0.1，0.5，1.0&2.0 p-p）
刚度至200刚度至400
10.0 10.0
±0.1（0.2 p-p） ±0.05（0.1p-p ）
振幅
±0.05mm （0.1mm p-p）±0.5mm （1mm p-p）
频率范围 1至50Hz 1至50Hz
±0.1mm （0.2mm p-p）至200Hz ±0.05mm （0.1mm p-p）
10至400Hz
表5 橡胶悬置动态和阻尼率
橡胶悬置特性 阻尼和刚度
频率范围
频率增加
冲程（mm ）
±0.05，±0.5（0.1，1.0 p-p） 刚度至60010.0 ±0.05（0.1 p-p）
5.2.2.1.4. 支架的边界动态要求
悬置支架共振不得导致驾驶舱内噪音增加，或声音质量下降。动力总成的噪音要求优先于以下支架的最小频率要求，为满足动力总成的噪音要求可能需要支架最低频率上调或下调以满足特殊的结构噪声路径。
5.2.2.1.4.1. 动力总成侧支架
动力总成侧支架附带附加质量一阶约束模态频率不小于400Hz （4缸）或者600Hz （6缸）。 发动机侧的悬置支架的动刚度在50Hz ～400Hz （600Hz ）范围内不得低于下表所示值。
表6 动力总成支架动刚度要求
悬置支架描述 悬置加载方向
X Y Z
支架动刚度，Kn/mm 50Hz～200Hz
24
18 26
＞200Hz 24 18 26
发动机侧悬置支架
5.2.2.1.4.2. 底盘结构侧支架
螺栓安装的底盘侧支架一阶模态频率不低于400Hz （4缸）或者600Hz （6缸）。底盘安装结构假定为刚性。
5.2.2.1.4.3. 车身结构侧支架
螺栓安装的底盘侧支架一阶模态频率不低于400Hz （4缸）或者600Hz （6缸）。底盘安装结构假定为刚性。
5.2.2.1.4.4. 支架设计举例
对于前面所述的动力总成侧支架、底盘侧支架以及车身侧支架，在设计时，需适当的设计加强筋，以提高支架的刚度，而模态频率与刚度是成正比的，所以设计时提高刚度一般可提高一阶模态频率与动刚度，设计举例如图8与图9所示。
图8 支架设计的刚度强弱对比（1）
悬置系
统设计标准
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图9 支架设计的刚度强弱对比（2）
5.3. 控制动力总成动态位移 5.3.1. 最大平移和旋转
发动机悬置需控制动力总成在发动机自身激励和外部激励下的运动。
初步设计时，从布置上考虑要将动力总成的运动限制在下表范围内，通常不得有偏出。特别情况下，对偏差需要对发动机舱内的布置情况全面检查。位移和旋转运动量用表8中的工况通过ADAMS 分析得出。+-指的是整车坐标系，roll 指 绕X 轴旋转，pitch 指 绕Y 轴，yaw 指 绕Z 轴。
表7 动力总成最大运动极限
动力总成的 自由度方向 纵向（Fore/aft） 横向（Lateral） 垂直（Vertical） 旋转（Roll） 俯仰（Pitch） 旋转（Yaw）
5.3.2. 防止动力总成坠落
悬置系统需在橡胶件失效或断裂时能保持动力总成不坠出发动机舱。该要求可通过设计“硬止动”确保断裂的橡胶元件的运动被限制。
5.3.3. 避免扭矩转向
以下要求基于最小化悬置系统对扭矩转向的影响。需认识到一些悬置系统不能控制的原因也会引起扭矩转向。
与动力总成性能有关，扭矩转向趋势直接与动力总成绕整车X 轴Roll 和Z 轴Yaw 成正比，根据实践，动力总成在1档WOT 时roll 和yaw 要小于0.5°。
5.3.4. 碰撞
动力总成的最大位移或最大旋转角度
+ 15 8 12 1.0 3.5 1.0
- 15 8 12 1.0 3.5 1.0
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悬置支架需恰当设计以尽可能达到碰撞时的动力总成运动要求。这可能是在指定的峰值载荷下使一些支架松动、断裂、变形；或在某些情况下，要求支架在正碰、侧碰、后碰中保持结构完整。碰撞的要求属于碰撞分析工程师，具体要求在仿真和实测后才提出。
5.4. 管理载荷
1） 在供应商选择和系统概念设计阶段，供应商使用下表的工况计算悬置的载荷，并建议悬置类型和调校。
其后，在整车开发阶段，特酷时度设计公司负责以产品为目的的悬置载荷管理。
2） 动力总成的设计位置是安装之后的位置，载荷分析的起点是每一悬置在受动力总成重力下的位置。悬置
系统需进行调教使每一悬置上的载荷在其边界允许的范围内。因此悬置运动控制的方案要使悬置限位在任何边界不产生过大的力。
3） 在初步考虑疲劳强度和极限强度时，应使用先前类似项目的路谱仿真。供应商应使用能支持实时载荷处
理的软件来进行部件的多轴疲劳分析，而避免使用单轴循环算法。
表8 动力总成各种工况
载荷种类编号 1 2 3 4
动力系悬置系统负载分析事
例
静态定位设计（PT 自重） 动发动机最大前转矩 发动机最大倒转矩 发动机最大前进矩&前进加速
动力系负载‘g ’ 动力传动系转矩
常态 常态 常态 常态 常态 常态 常态 常态 常态 常态 常态 常态 常态 载荷类型
5 6 7 8 9
发动机最大前驱矩&左侧倾 发动机最大前驱矩&右侧倾 发动机最大前驱矩和撞击 发动机最大前驱矩和跳动 发动机最大倒转矩和前驱动加速
-1111
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
8KPH 前减（-11g ） 8KPH 后减（+11g） 垂直向上加载 垂直向下加载 左侧面加载 右侧加载 直上和左侧载荷 直上和右侧载荷 直下和左侧载荷 直下和右侧载荷 粗糙路向上
3
-1
21 22 23 24 25
26 27
粗糙路向下 纵向前驱负载 纵向后驱负载
耐久前驱/急离合矩注1 耐久后驱/急离合矩 1‘g ’的动力系静载 局部前驱转矩矩（5/8的W OT ）
28
局部后驱转矩
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备注：除26以外所有工况，需给出质心的和悬置相对工况1的位移。
5.5. 定位和支撑动力总成
悬置系统应能在整车寿命内将动力总成支撑和保持在指定静态位置。由于橡胶在外界因素，如预载，工作载荷，温度下会产生蠕变，所以承载悬置的设计要考虑压缩量以及蠕变量，并预先确定。 5.5.1. 初始蠕变 5.5.1.1. 初始蠕变定义
初始蠕变定义为23℃环境下悬置在预载作用下72小时内增加的变形量。计算公式为： 初始承载高度=自由高度-预载/静刚度 初始蠕变=初始承载高度-72小时后承载高度 承载高度=初始承载高度-初始蠕变
承载高度用于设计悬置支撑动力总成在目标位置。
5.5.1.2. 设计失败案例分享 5.5.1.2.1. 案例背景
某车型的右悬置总成由悬置软垫与止动块组成，止动块在右悬置的上方，与发动机侧支架装配；止动块的作用为当车辆静置或普通工况行驶时，对车辆没有任何影响，当遇到恶劣的颠簸路时，动力总成大幅度运动，使得止动块一起向下运动，并与右悬置上软垫限位垫接触，从而限制动力总成位移的进一步增大。
5.5.1.2.2. 失败案例 5.5.1.2.2.1. 市场故障反馈
某车型上市后，市场普遍反应怠速抖动较大，更换新悬置后，抖动有所改善，但时间不长再次抖动。市场反馈故障部件照片如图10所示。
图10 市场故障反馈车辆的右悬置照片
5.5.1.2.2.2. 原因分析
经对照数模分析，查明止动块的下表面距离软垫限位垫上表面，设计值为2.5mm ，但是对于橡胶软垫，都会有蠕变变形，设计要求都小于3mm ，所以，一旦软垫蠕变变形后，2.5mm 的设计间隙会变小，甚至会发生
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止动块在整车静置状态下直接贴上软垫限位垫，发动机的振动会通过软垫限位垫传至整车，而软垫限位垫的隔振能力较差，并将发动机振动传递至车身。
5.5.1.2.2.3. 解决措施
修改止动块面差，增大软垫限位垫与止动块之间的间隙，修改后间隙值设计值为7mm 。修改后，该车型没有再出现该故障反馈。
5.5.2. 全寿命蠕变
全寿命蠕变定义为承载高度和全寿命后承载高度之差。 全寿命蠕变 = 承载高度–耐久性后的承载高度
协调承载悬置之间的蠕变涉及到动力总成方位的保持，并影响扭矩转向。同时控制蠕变可以确保悬置的动态特性保持在可接受的公差范围内。系统内的全部承载悬置的蠕变要求如下：
表9 承载悬置要求
全寿命极限蠕变量
全寿命悬置蠕变量极限偏差
5.5.2.1. 全寿命蠕变的确定
按确定初始承载高度的方法确定耐久性后的承载高度，耐久性后的承载高度与初始高度之差就是全寿命蠕变。完成多轴耐久性试验后的悬置都要测量全寿命蠕变。
6. 装配要求 6.1. 系统维护
1） 系统部件容易调整或更换，不需拆卸无关的部件； 2） 系统部件允许动力总成晃动以便维修其他部件；
3） 悬置系统能承受一个可接受的侧向加载（同发动机支撑架一起）如当变速器悬置维修时。 4） 悬置部件有定位功能以便重新装配； 5） 悬置和支架总成能分开维修；
6） 悬置可以在不拆卸发动机或变速器的情况下进行更换； 7） 悬置可以在不拆卸排气管的情况下进行更换；
8） 悬置或支架可以在不拆其他主要部件（如转向、排气、空调）的情况下进行更换。 6.2. 装配制造流程要求
悬置系统应设计时应考虑底盘和动力总成的安装流程。 6.3. 防错
悬置部件的制造流程由供应商设计并经特酷时度设计公司认可。所有的悬置部件都将包含一个装配防错方案。通常对于相同形状但不同刚度的悬置采用不同的颜色标识防错，用标签或箭头指示装配方向，用定位孔和大孔组合以及 FMEA 等可以保证防错要求。 6.4. 不满足装配要求的设计失败案例 6.4.1. 案例1
6.4.1.1. 问题描述
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某车型在数模设计完成后，进行整车装配时，支架沿Z 向上下拆装时，与其它部件发生干涉，如图11所示。
图11 装配干涉位置示意图
6.4.1.2. 原因分析
数模设计完后，只做了静止状态干涉检查，没有做运动检查、装配检查。
6.4.1.3. 解决措施
在数模设计阶段，不但要检查数模静态位置的间隙，还要检查实物装配与拆卸时的空间要求。 6.4.2. 案例2 6.4.2.1. 问题描述
某车型在生产线装配动力总成时，发现发动机侧带的支架与右悬置侧的支架装配困难，右支架上有3个孔，发动机侧支架上带一个螺柱，该螺柱对应的右支架上的孔位为3个孔中间的那个孔，示意如图11。 在装配好所发动机侧所带螺柱孔位后，其余的两个孔位一般还是没有对齐的，由于动力总成较重，再次进行调整比较困难。而且当右支架的厚度较厚时，两个螺栓的装配均比较困难。
6.4.2.2. 解决措施
在发动机侧支架再增加一个螺柱，使得发动机侧支架带有两个支架，就像图11中所示的那样。这样在动力总成往整车装配时，可一次性对齐两个孔位，只需要在装配一个孔位的螺栓即可；而且由于两个孔位已经预装好，余下的那个孔位也只需要微调即可对齐，装配的方便性有了很大的提高。
DS No 5563
悬置系统设计标准
DESIGN STANDARD FOR ENGINE MOUNT SYSTEM
1悬置系统的功能和要求
2 环境要求
3 边界要求
4布置要求
5 性能要求
6 装配要求
1. 悬置系统的功能和要求
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发动机悬置系统的基本功能是将动力总成安装到车辆上并满足舒适性要求。因此发动机悬置需具备以下功能： 1） 将动力总成定位和支撑在设计的静态位置，在整车寿命其内保持动力总成位置在指定范围内；
2） 降低发动机传到底盘/车身的振动；
3） 控制动力总成的运动满足布置要求和驾乘舒适性要求； 4） 承受动力总成上/来自动力总成的力和扭矩。
除以上功能外，发动机悬置系统还需符合车辆/平台的特殊要求。
图1 功能内容
2. 环境要求 2.1. 耐污染物
1） 悬置部件暴露在以下污染物中不得导致功能下降：水（盐水）、泥土（泥浆）、冷却液、洗涤液。
2） 悬置部件应妥善设计以降低在以下污染物下的暴露：制动液、机油、动转液、变速器油、润滑脂、制冷剂、汽
油、柴油、脱脂剂。
3） 所有的悬置都应妥善设计防止液体、脏物聚集在悬置内。可以设计成开放的形式使液体/赃物不能聚集，也可以设
计排液孔、排液槽排出液体，也可以用护罩阻止液体进入。 2.2. 其他环境要求
其他环境要求详见DS-5566 悬置软垫材料标准。
3. 边界要求
3.1. 悬置子系统——动力总成
悬置系统需适合动力总成提供的安装点，为此要考虑连接可靠、布置约束、支架性能，装配流程。
3.2. 悬置子系统——车身/底盘结构
悬置系统需适合车身/底盘提供的安装点，为此要考虑连接可靠、布置约束、支架性能，装配流程。 3.3. 悬置子系统——其它
悬置系统的支架可能用于固定其他部件，如线束、拉丝、隔热罩。这些要求会在项目后期才提出，设计悬置支架使 应该考虑这些要求。
4. 布置要求 4.1.
术语解释
4.1.1. 主惯性轴（Axis of Minimum Inertia）
动力总成转动惯量最小的轴，成为主惯性轴，当动力总成滚动时，便会绕着主惯性轴滚动。 4.1.2. 扭矩轴（Torque Roll Axis）
动力总成布置在整车上后，发动机点火做功的方向为绕曲轴的方向，而曲轴的方向一般与主惯性轴是不会重合的，有一定的夹角，这时发动机做功振动时，动力总成便会绕着曲轴与主惯性轴之间的一条轴线振动，这条轴线便是主观性轴。扭矩轴与曲轴、主惯性轴的位置关系如图2所示。
图2 扭矩轴与主观性轴、曲轴的位置关系
4.1.3. 弹性轴
当一个动力总成支撑在两个悬置上时，如果左右悬置的刚度相等，那么两个悬置中心的轴线就是弹性轴；如果左右悬置不相等，那么，弹性轴就不在中心的轴线上，计算方式如下：设左悬置、右悬置的刚度分别为K L 、K R ，左悬置、右悬置到弹性轴的距离分别为A 、B ，那么弹性轴位置的计算需满足：
K L ×A= KR ×B
4.1.4. 打击中心理论
打击中心理论主要用来确定前后悬置软垫的位置，当一个软垫上受到一个垂向作用力时，在另外一个软垫上不会引起响应，反之亦然，这样的两个软垫就互为打击中心。这样前后悬置上的垂向冲击力就不会互相影响，这样布置可取得良好的隔振效果。按照打击中心理论，前后悬置安装点的位置需要满足：
M ×L F ×L R = Jy
其中： M——为动力总成的重量。
L F ——为前悬置点离动力总成质心的纵向距离。（整车X 向）
L R ——为后悬置点离动力总成质心的纵向距离。（整车X
向）
J
y
——动力总成绕Y 轴的转动惯量。 4.2. 悬置系统的布置 4.2.1.
三点式与四点式布置
普通乘用车的布置方式主要分为三点式与四点式，三点式一般比四点式少一个前悬置，且后悬置多为拉杆式。三点式
与四点式的布置方式示意图分别如图
3
与图
4所示。
图3 三点式悬置布置 图4 四点式悬置布置
4.2.2. 三点式与四点式的优缺点比较
表1 三点悬置与四点悬置的对比
序号
1
代表 车型 成本 重量
三点悬置 ix35
（1）比四点悬置少了一个悬置与连接支架，成本、重量减少。
（2）因少了前悬置安装点，往往采用整体式副车架，尺寸较小，成本、重量都会减少。 对动力总成扭转方向隔振效果较好，有利于降低怠速时，方向盘、座椅的振动
（1）左、右悬置的连线需过动力总成的质心， （2）左、右悬置的连线与扭矩轴的在XY 平面上投影的夹角需小于5°
对动力总成的输出扭矩，只有后悬置一个点提供反作用力，后悬置处变速箱壳体受力较大，对其强度要求较高
主要是后悬置对输出扭矩提供反作用力 ，因此，所能承受扭矩输出较四点悬置小 生产线装配方式为动力总成与副车架整体装配（1）在装配好左右悬置点后，由于只有后悬置拉杆一个点的限制，副车架有一定的活动余量，装配时较为容易。
（2）尺寸较小，装配容易。
四点悬置 圣达菲（Santa Fe）
（1）比三点悬置多了一个悬置与连接支架，成本、重量增加。
（2）因多了前悬置安装点，往往采用框式副车架，尺寸较大，成本、重量都会增加 对动力总成扭转方向隔振效果一般 左、右悬置的连线与扭矩轴的在XY 平面上
投影的夹角需小于5° 对动力总成的输出扭矩，有前悬置、后悬置两个点提供反作用力，单个悬置的变速器壳体处受力得到分散，对壳体的强度要求较三点悬置小。
前、后悬置都能对输出扭矩提供反作用力，因此，所能承受扭矩输出较三点悬置大
生产线装配方式为动力总成与副车架整体装配。
（1）装配好左右悬置点后，由于
还有前、后悬置两个点的限制，副车架的活动余量较小，
（2）尺寸较大，难于装配。
（1）承受扭矩输出较大，（2）动力总成稳定性较好
（1）成本重量较高；（2）隔振性能一般； （3）装配性稍差； （4）悬置安装点的顺从
2
3 性能 布置 要求 对变 速箱 壳体 影响 悬置 系统 承受 扭矩
4
5
6
7
整车装配性
8
（1）成本重量较少；（2）隔振性能较好； 优
（3）装配性较好； （4）悬置安装点的顺从性较
总点
好
结
缺（1）承受扭矩输出较小，
点 （2）对变速器壳体的强度要求较高
小较差
结论：相比四点悬置，三点悬置在性能及成本上具有很大的优势，因此现在的很多新款车型上都在广泛的采用三点悬置；三点悬置是当今一种趋势，建议我们在今后的横置新车型开发当中，尤其是较小车型，如果没有特殊的原因，都应尽可能的采用三点悬置。 4.2.3. 悬置系统的布置
悬置系统的布置首先应该满足的是扭矩轴与左右悬置连线的夹角关系，布置要求如4.2.2表1的第5条所示。
这在很大程度上决定着左右悬置在整车X 向的位置。
左右悬置的连线与扭矩轴的位置要尽可能的近，这影响着左、右悬置在Z 向的位置。具体计算见4.1.3。 左右悬置一般布置在整车的纵梁上，其在整车Y 向的位置也基本上时是确定的，这样左右悬置的位置就基本可以确定了。
前后悬置安装点首先受制于变速器、副车架等部件，然后再具体布置时需考虑打击中心理论，具体详见4.1.4的打击中心理论计算公式，从而可确定前后悬置点X 向位置。
上述设计仅仅是初步确定了悬置点的位置，还需后续在进行CAE 分析时进行优化调整。
5. 性能要求 5.1. 术语解释
5.1.1. 6自由度刚体模态（6 Degree of Freedom Mode）
悬置系统与动力总成组成的系统有6个自由度，分别是3个平移与3个旋转方向，如图5所示：
图5 悬置系统6个自由度示意图
分别为：纵向（Fore/aft），横向（Lateral），垂直（Vertical），旋转（Roll），俯仰（Pitch），旋转（Yaw）
5.1.2. 解耦（Decoupling ）
若某一振动模态下（或某一广义坐标方向上）的振动输入，导致另一振动模态下（或另一广义坐标方向上）的响应，则称两个振动模态是耦合的，如果使耦合分离即称解耦。 5.1.3. 激振频率
怠速下的激振频率主要是指由发动机气缸的点火燃烧，曲轴输出脉冲扭矩所引起的激振。这种波动使发动机产生周期性的扭摆运动，所以又称扭转振动，其振动频率实际上也是发动机发火频率，计算公司为：
其中：n ——发动机转速，单位为r/min；
i ——发动机缸数，
悬置系统设计标准
——发动机冲程系数，两冲程为1, 4冲程为2。
5.1.4. 扭矩转向
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对于前置前驱型车辆，由于变速箱位置关系，左右两侧驱动轴的长度通常是一长一短，当有较大扭矩从变速箱侧输出到左右两根传动轴时，就会因为力矩不同造成车辆行进方向跑偏，这就是所谓的扭矩转向。 5.2. 隔振要求
以下章节定义了悬置系统需考虑的系统和部件级的隔振要求，包括低振幅（怠速、平坦路面）和高振幅（起伏路面）下的静态、低频、高频要求。这些要求需通过分析（对地刚体模态，支架对动力总成模态频率，支架对地模态频率）和试验（实车模态，悬置刚度和阻尼，怠速、行驶、巡航时的噪音和振动级，平坦路面和起伏路面的晃动）确认。 5.2.1. 系统级要求
系统由一套完整的悬置、悬置支架以及相应的动力总成组成，并对按要求装配的悬置系统的要求如下：（坐标系为整车坐标系）
表1 系统6个自由度刚体模态要求
刚体模态要
求 频率上限 频率下限
X 10 7
Y 10 7
Z 11 9
表2 系统解耦率要求
X
解偶率要求 备注:
1） 动力总成实车固有频率不得处于以下区间：
① 人体敏感的5Hz ～7Hz 之间（此频率范围为经验值）。 ② 前悬架的模态区间12Hz ～14Hz 。 ③ 与点火频率相差小于3Hz 。
2） 频率目标与解耦率目标范围是指导性的, 如果调校不能满足全部要求, 需要特别确认。
3） 为了控制起伏路上的摇动，Z 向模态需要足够的阻尼，系统的阻尼需要从悬置部件的阻尼特性中计算和
合成。
4） 某车型悬置系统各自由度的解耦率示意图如图6所示。
85
Y
70
Z 90
RX 85
RY 90
RZ 70
RX 18 8
RY 12 8
RZ 17 8
图6 某车型悬置系统各自由度解耦率示意图
5.2.2. 部件级要求 5.2.2.1. 刚度特性 5.2.2.1.1.
静刚度特性
悬置的刚度特性（通常由悬置结构、胶料、硬度决定）需考虑以下因素，目的是在不同工作条件下悬置隔振性能的平衡，其中许多特性是互相依赖的，最终的刚度值需要通过悬置系统在整车上的表现来确定。
5.2.2.1.1.1. 静刚度曲线
本要求参考以下静刚度曲线。对每一悬置的每一方向，刚度曲线的第I 段属于刚体模态决定的线性段。在1档、2档和倒档满负荷工况时，悬置的动刚度不超过2000N/mm。刚度曲线的第II 段则具有各工况下最大允许位移决定的最低刚度值。下图显示了各供应商需提供仿真或实测得出的悬置刚度曲线和数值。悬置刚度曲线需是包含压缩和拉伸的完整的曲线，最大测试力需仅低于悬置的破坏力。
图7 悬置静刚度曲线示意图
5.2.2.1.1.1.1. 低负荷工况
此工况下所有悬置在所有方向上都工作在刚度曲线的第I 段，低负荷工况包括： 1） 怠速噪音和振动
① 空档，附件关， ② 驱动档，附件关
③ 空档或驱动档，大灯开，后窗除霜开 ④ 空档或驱动档，大灯开，空调开 2） 行驶噪音
低载荷扫频 3） 巡航噪音
高档巡航扫频 4） 稳定行驶噪音
2500rpm 定转速换挡噪音 5） 光滑路面噪音 6） 光滑路面晃动
5.2.2.1.1.1.2. 高负荷工况
此工况下所有悬置在所有方向上都工作在刚度曲线的第I 段或过渡区，包括： 1） 行驶噪音
满负荷扫频（典型3档） 2） 巡航噪音
满负荷高档低速巡航扫频（仅手动挡） 3） 稳定行驶噪音
满负荷定速换挡噪音 4） 起伏路面晃动
5.2.2.1.1.1.3. 满负荷工况
此工况下所有悬置在所有方向上可工作在刚度曲线的第II 段，包括1档、2档和倒档全负荷工况，此时悬置提供设计的最大动刚度。
5.2.2.1.1.2. 静刚度曲线的设计
静刚度曲线分为线性段与非线性段，在进行设计中需分别进行确认。
1） 曲线线性段设计：需首先测出动力总成的参数，包括质量、质心位置，然后结合悬置软垫的位置，根据
力学原理进行计算各个悬置软垫上的受力。按照5mm ～8mm 的压缩量经验值，初步设定软垫的线性段刚度值。
各悬置软垫受力分析举例说明：
四点悬置中，前悬置是不受力的，所以在计算中不予考虑。设左悬置坐标（X L ，Y L ，Z L ），受力为F L ，右悬置坐标（X R ，Y R ，Z R ），受力为F R ，后悬置坐标 （X Rear ，Y Rear ，Z Rear ），受力为 F Rear ，动力总成的质心坐标（X ，Y ，Z ），重量为M ，则根据力学原理得到如下公司。 F L ×（X L - XRear ）+ FR ×（X R - XRear ）= M×（X- XRear ） F L ×（Y L - YR ） + FRear ×（Y Rear -Y ）= M×（Y- YRear ） F L + FR + FRear =M
上述3个方程式中，各点的坐标值是已知的，可分别求出3个悬置点上的受力，F L 、F R 、 F Rear ；这3个力即为3个悬置上的预载。
三点悬置上，各悬置点的受力比较好计算，三点悬置系统中后悬置是不受力的。只需考虑左右悬置的受力即可。左悬置、右悬置的坐标及受力同上，则计算公式如下。 F L ×（Y L -Y R ）=M×（Y-Y R ） F L + FR +=M
上述个方程式中，各点的坐标值是已知的，可分别求出左右两个悬置点上的受力，F L 、F R 。这两个力即为左右两个悬置上的预载。
2） 曲线非线性段设计：首先，需供应商按照表8中所提供的28中工况，提取各个悬置点的极限受力情
况，然后根据表7所列出的动力总成运动极限值，来确定软垫非线性段的最大值。最后根据悬置的动刚度不超过2000N/mm的要求来绘制悬置软垫的静刚度曲线。
5.2.2.1.1.3. 静刚度与动刚度之间的关系
以下要求适用于橡胶悬置或液压悬置的主簧。 K_dynamic / K_static ≤ 1.5 其中：
K_dynamic：加预载，测试频率为怠速激振频率，一般情况下4缸为25Hz ，6缸为30Hz ，
振幅±0.05mm ；
K_static: 静刚度，由静刚度曲线上预载附近±15% (如预载为0则为 ±150N) 的两点确定，参考刚度 曲线第I 段的第一节。
5.2.2.1.1.4. 高频刚度特性
解耦液压悬置需在结构噪声频率区提供较低的刚度, 在指定频率范围的刚度下降数值应不低于同区域普通悬置平均刚度的30%。
5.2.2.1.2. 动刚度和阻尼规范
阻尼须根据
给定冲程和频率范围内的损耗角峰值来指定。用以下公式来计算阻尼幅度阻尼、复数动刚度K*、阻尼角、频率之间的关系如下:
(备注：一般情况下，此公式用到的比较少，因为阻尼、滞后角、动刚度都是可由供应商通过试验设备测试出来。)
根据以下合适的条件来指定悬置要求；供应商须根据这些同样的条件来证明悬置的性能。
表3 悬置性能条件
载荷条件 低载荷条件 高载荷条件 低载荷条件 低载荷条件
5.2.2.1.3. 悬置动刚度和阻尼特性
此系统中所有的悬置，供应商须提供电子表格数据以及曲线表现的动刚度（K*和K ’）和相关的阻尼。
表4 液压悬置动态和阻尼率
液压悬置特性
频率范围（Hz）
频率增加（Hz）
冲程（mm） ±0.05，±0.25，
阻尼和刚度
1至50
1.0
±0.5&±1.0（0.1，0.5，1.0&2.0 p-p）
刚度至200刚度至400
10.0 10.0
±0.1（0.2 p-p） ±0.05（0.1p-p ）
振幅
±0.05mm （0.1mm p-p）±0.5mm （1mm p-p）
频率范围 1至50Hz 1至50Hz
±0.1mm （0.2mm p-p）至200Hz ±0.05mm （0.1mm p-p）
10至400Hz
表5 橡胶悬置动态和阻尼率
橡胶悬置特性 阻尼和刚度
频率范围
频率增加
冲程（mm ）
±0.05，±0.5（0.1，1.0 p-p） 刚度至60010.0 ±0.05（0.1 p-p）
5.2.2.1.4. 支架的边界动态要求
悬置支架共振不得导致驾驶舱内噪音增加，或声音质量下降。动力总成的噪音要求优先于以下支架的最小频率要求，为满足动力总成的噪音要求可能需要支架最低频率上调或下调以满足特殊的结构噪声路径。
5.2.2.1.4.1. 动力总成侧支架
动力总成侧支架附带附加质量一阶约束模态频率不小于400Hz （4缸）或者600Hz （6缸）。 发动机侧的悬置支架的动刚度在50Hz ～400Hz （600Hz ）范围内不得低于下表所示值。
表6 动力总成支架动刚度要求
悬置支架描述 悬置加载方向
X Y Z
支架动刚度，Kn/mm 50Hz～200Hz
24
18 26
＞200Hz 24 18 26
发动机侧悬置支架
5.2.2.1.4.2. 底盘结构侧支架
螺栓安装的底盘侧支架一阶模态频率不低于400Hz （4缸）或者600Hz （6缸）。底盘安装结构假定为刚性。
5.2.2.1.4.3. 车身结构侧支架
螺栓安装的底盘侧支架一阶模态频率不低于400Hz （4缸）或者600Hz （6缸）。底盘安装结构假定为刚性。
5.2.2.1.4.4. 支架设计举例
对于前面所述的动力总成侧支架、底盘侧支架以及车身侧支架，在设计时，需适当的设计加强筋，以提高支架的刚度，而模态频率与刚度是成正比的，所以设计时提高刚度一般可提高一阶模态频率与动刚度，设计举例如图8与图9所示。
图8 支架设计的刚度强弱对比（1）
悬置系
统设计标准
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图9 支架设计的刚度强弱对比（2）
5.3. 控制动力总成动态位移 5.3.1. 最大平移和旋转
发动机悬置需控制动力总成在发动机自身激励和外部激励下的运动。
初步设计时，从布置上考虑要将动力总成的运动限制在下表范围内，通常不得有偏出。特别情况下，对偏差需要对发动机舱内的布置情况全面检查。位移和旋转运动量用表8中的工况通过ADAMS 分析得出。+-指的是整车坐标系，roll 指 绕X 轴旋转，pitch 指 绕Y 轴，yaw 指 绕Z 轴。
表7 动力总成最大运动极限
动力总成的 自由度方向 纵向（Fore/aft） 横向（Lateral） 垂直（Vertical） 旋转（Roll） 俯仰（Pitch） 旋转（Yaw）
5.3.2. 防止动力总成坠落
悬置系统需在橡胶件失效或断裂时能保持动力总成不坠出发动机舱。该要求可通过设计“硬止动”确保断裂的橡胶元件的运动被限制。
5.3.3. 避免扭矩转向
以下要求基于最小化悬置系统对扭矩转向的影响。需认识到一些悬置系统不能控制的原因也会引起扭矩转向。
与动力总成性能有关，扭矩转向趋势直接与动力总成绕整车X 轴Roll 和Z 轴Yaw 成正比，根据实践，动力总成在1档WOT 时roll 和yaw 要小于0.5°。
5.3.4. 碰撞
动力总成的最大位移或最大旋转角度
+ 15 8 12 1.0 3.5 1.0
- 15 8 12 1.0 3.5 1.0
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悬置支架需恰当设计以尽可能达到碰撞时的动力总成运动要求。这可能是在指定的峰值载荷下使一些支架松动、断裂、变形；或在某些情况下，要求支架在正碰、侧碰、后碰中保持结构完整。碰撞的要求属于碰撞分析工程师，具体要求在仿真和实测后才提出。
5.4. 管理载荷
1） 在供应商选择和系统概念设计阶段，供应商使用下表的工况计算悬置的载荷，并建议悬置类型和调校。
其后，在整车开发阶段，特酷时度设计公司负责以产品为目的的悬置载荷管理。
2） 动力总成的设计位置是安装之后的位置，载荷分析的起点是每一悬置在受动力总成重力下的位置。悬置
系统需进行调教使每一悬置上的载荷在其边界允许的范围内。因此悬置运动控制的方案要使悬置限位在任何边界不产生过大的力。
3） 在初步考虑疲劳强度和极限强度时，应使用先前类似项目的路谱仿真。供应商应使用能支持实时载荷处
理的软件来进行部件的多轴疲劳分析，而避免使用单轴循环算法。
表8 动力总成各种工况
载荷种类编号 1 2 3 4
动力系悬置系统负载分析事
例
静态定位设计（PT 自重） 动发动机最大前转矩 发动机最大倒转矩 发动机最大前进矩&前进加速
动力系负载‘g ’ 动力传动系转矩
常态 常态 常态 常态 常态 常态 常态 常态 常态 常态 常态 常态 常态 载荷类型
5 6 7 8 9
发动机最大前驱矩&左侧倾 发动机最大前驱矩&右侧倾 发动机最大前驱矩和撞击 发动机最大前驱矩和跳动 发动机最大倒转矩和前驱动加速
-1111
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
8KPH 前减（-11g ） 8KPH 后减（+11g） 垂直向上加载 垂直向下加载 左侧面加载 右侧加载 直上和左侧载荷 直上和右侧载荷 直下和左侧载荷 直下和右侧载荷 粗糙路向上
3
-1
21 22 23 24 25
26 27
粗糙路向下 纵向前驱负载 纵向后驱负载
耐久前驱/急离合矩注1 耐久后驱/急离合矩 1‘g ’的动力系静载 局部前驱转矩矩（5/8的W OT ）
28
局部后驱转矩
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备注：除26以外所有工况，需给出质心的和悬置相对工况1的位移。
5.5. 定位和支撑动力总成
悬置系统应能在整车寿命内将动力总成支撑和保持在指定静态位置。由于橡胶在外界因素，如预载，工作载荷，温度下会产生蠕变，所以承载悬置的设计要考虑压缩量以及蠕变量，并预先确定。 5.5.1. 初始蠕变 5.5.1.1. 初始蠕变定义
初始蠕变定义为23℃环境下悬置在预载作用下72小时内增加的变形量。计算公式为： 初始承载高度=自由高度-预载/静刚度 初始蠕变=初始承载高度-72小时后承载高度 承载高度=初始承载高度-初始蠕变
承载高度用于设计悬置支撑动力总成在目标位置。
5.5.1.2. 设计失败案例分享 5.5.1.2.1. 案例背景
某车型的右悬置总成由悬置软垫与止动块组成，止动块在右悬置的上方，与发动机侧支架装配；止动块的作用为当车辆静置或普通工况行驶时，对车辆没有任何影响，当遇到恶劣的颠簸路时，动力总成大幅度运动，使得止动块一起向下运动，并与右悬置上软垫限位垫接触，从而限制动力总成位移的进一步增大。
5.5.1.2.2. 失败案例 5.5.1.2.2.1. 市场故障反馈
某车型上市后，市场普遍反应怠速抖动较大，更换新悬置后，抖动有所改善，但时间不长再次抖动。市场反馈故障部件照片如图10所示。
图10 市场故障反馈车辆的右悬置照片
5.5.1.2.2.2. 原因分析
经对照数模分析，查明止动块的下表面距离软垫限位垫上表面，设计值为2.5mm ，但是对于橡胶软垫，都会有蠕变变形，设计要求都小于3mm ，所以，一旦软垫蠕变变形后，2.5mm 的设计间隙会变小，甚至会发生
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止动块在整车静置状态下直接贴上软垫限位垫，发动机的振动会通过软垫限位垫传至整车，而软垫限位垫的隔振能力较差，并将发动机振动传递至车身。
5.5.1.2.2.3. 解决措施
修改止动块面差，增大软垫限位垫与止动块之间的间隙，修改后间隙值设计值为7mm 。修改后，该车型没有再出现该故障反馈。
5.5.2. 全寿命蠕变
全寿命蠕变定义为承载高度和全寿命后承载高度之差。 全寿命蠕变 = 承载高度–耐久性后的承载高度
协调承载悬置之间的蠕变涉及到动力总成方位的保持，并影响扭矩转向。同时控制蠕变可以确保悬置的动态特性保持在可接受的公差范围内。系统内的全部承载悬置的蠕变要求如下：
表9 承载悬置要求
全寿命极限蠕变量
全寿命悬置蠕变量极限偏差
5.5.2.1. 全寿命蠕变的确定
按确定初始承载高度的方法确定耐久性后的承载高度，耐久性后的承载高度与初始高度之差就是全寿命蠕变。完成多轴耐久性试验后的悬置都要测量全寿命蠕变。
6. 装配要求 6.1. 系统维护
1） 系统部件容易调整或更换，不需拆卸无关的部件； 2） 系统部件允许动力总成晃动以便维修其他部件；
3） 悬置系统能承受一个可接受的侧向加载（同发动机支撑架一起）如当变速器悬置维修时。 4） 悬置部件有定位功能以便重新装配； 5） 悬置和支架总成能分开维修；
6） 悬置可以在不拆卸发动机或变速器的情况下进行更换； 7） 悬置可以在不拆卸排气管的情况下进行更换；
8） 悬置或支架可以在不拆其他主要部件（如转向、排气、空调）的情况下进行更换。 6.2. 装配制造流程要求
悬置系统应设计时应考虑底盘和动力总成的安装流程。 6.3. 防错
悬置部件的制造流程由供应商设计并经特酷时度设计公司认可。所有的悬置部件都将包含一个装配防错方案。通常对于相同形状但不同刚度的悬置采用不同的颜色标识防错，用标签或箭头指示装配方向，用定位孔和大孔组合以及 FMEA 等可以保证防错要求。 6.4. 不满足装配要求的设计失败案例 6.4.1. 案例1
6.4.1.1. 问题描述
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某车型在数模设计完成后，进行整车装配时，支架沿Z 向上下拆装时，与其它部件发生干涉，如图11所示。
图11 装配干涉位置示意图
6.4.1.2. 原因分析
数模设计完后，只做了静止状态干涉检查，没有做运动检查、装配检查。
6.4.1.3. 解决措施
在数模设计阶段，不但要检查数模静态位置的间隙，还要检查实物装配与拆卸时的空间要求。 6.4.2. 案例2 6.4.2.1. 问题描述
某车型在生产线装配动力总成时，发现发动机侧带的支架与右悬置侧的支架装配困难，右支架上有3个孔，发动机侧支架上带一个螺柱，该螺柱对应的右支架上的孔位为3个孔中间的那个孔，示意如图11。 在装配好所发动机侧所带螺柱孔位后，其余的两个孔位一般还是没有对齐的，由于动力总成较重，再次进行调整比较困难。而且当右支架的厚度较厚时，两个螺栓的装配均比较困难。
6.4.2.2. 解决措施
在发动机侧支架再增加一个螺柱，使得发动机侧支架带有两个支架，就像图11中所示的那样。这样在动力总成往整车装配时，可一次性对齐两个孔位，只需要在装配一个孔位的螺栓即可；而且由于两个孔位已经预装好，余下的那个孔位也只需要微调即可对齐，装配的方便性有了很大的提高。