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哈弗SUV发动机震动大,罪魁祸首是它?

我在车城(稿源) 2022-8-25 14:51 No.15062


哈弗SUV发动机震动大,罪魁祸首是它?

►上一篇哈弗新H6 1.5T的试驾,新车君由于看发动机舱内结构时的草率,没找到发动机与车身连接的衬套,并在试驾报告中对此提出了质疑。今天新车君又找到实车仔细的研究了一遍,找到了衬套位置,并拍下了这张照片。

哈弗SUV发动机震动大,罪魁祸首是它?

在此给读者朋友们道个歉,并明确下新H6 1.5T车型确实有衬套。正好借这个机会,也和大家聊聊我们常说的这个衬套有什么来头。

发动机和车身连接的衬套是我们的俗称,指的是把发动机“挂在”车身上的连接零件,学名叫发动机悬置(Engine Mount)。

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一百年前的汽车是没有发动机悬置的,直接计算好位置,把发动机放在底盘上,用螺栓固定起来就OK,简单又轻便,还节约成本。但慢慢的,人们意识到这种方法不靠谱。

我们知道,活塞在发动机内做直线的往复运动,曲轴做旋转运动,连杆的运动更复杂,连杆小头随着活塞上下移动而连杆大头却推动曲轴做旋转运动,这就会导致发动机内部处于不平衡状态,尤其是三缸机(一二阶力矩不平衡)和四缸机(二阶力不平衡)。再加上汽缸内部燃烧压力、动力总成传递的动态力等,发动机会产生粗暴的震动。

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如果震动是只影响舒适性那也还能将就,可问题是这些震动常常会把固定螺栓或是发动机/车身的连接点撕裂(俗称的裂纹或崩开),这就是大麻烦了,万一失去动力的车抛锚在前不着村后不着店、野兽坏人出没的路上怎么办…….

于是,在30年代,工程师们开始着手解决这个问题。“既然震动大,那就加点海绵吧?”“海绵太软,还是加橡胶吧”。就这样,工程师们把硫化橡胶块作为发动机与车身连接的桥梁,试图通过橡胶的柔韧性来避免二者硬碰硬,搞的两败俱伤。

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这就是应用最广、到今天还在广泛使用的橡胶发动机悬置。不光在发动机,大多数非承载式车身的越野车、卡车等车厢与车架相连处也有橡胶衬套。

所以,橡胶发动机悬置其实就是一个减震器,任凭发动机一直咣咣咣的震动,通过自己的柔韧性(实际上是橡胶分子及橡胶与填充剂之间的内摩擦),吸收掉震动的能量并通过热量消耗到环境中。如此一来,不仅发动机和车身的连接变得可靠,由发动机激励引起的车身振动也得到了避免,对NVH大有裨益,比从前的车坐着舒服太多了。

但橡胶块不是万能的,撇开耐老化性、耐腐蚀性、耐低温性、耐高温性等要求不说。一方面,橡胶块本身特性会受多重因素影响从而不表现出不同的性格,另一方面,发动机带来的振动也不是一成不变的。

在不同转速、不同负荷、不同工况下,发动机的震动是不一样的,橡胶块并不能对所有的震动都能有效的化解。(用教科书上的话说,橡胶悬置的刚度和阻尼滞后角与频率基本上是线性变化关系, 并且阻尼滞后角很小, 橡胶悬置无法满足汽车多工况下宽频带上的减振降噪的要求)

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所以,工程师们又发明了液压悬置。和橡胶悬置相比,液压悬置有很明显的优点,它利用液压阻尼可以增加低频的刚度和阻尼,能更好地改善怠速时发动机传来的抖动,就像赶走了抖腿的前排同学一样。

液压悬置固然把橡胶悬置的减震水平提升了一大步,但是在面对复杂的震动时仍会力不从心。比如不同震动源产生的震动波叠加在一起时,液压悬置也会一脸懵逼,毕竟液压悬置也是“被动挨打”的角色,都靠自身“以不变应万变”。

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但这是不可能的,一个人不可能面面俱到,一个机器也不能成为万能钥匙。要更好地隔离发动机震动,就要分门别类地处理不同的震动,或者说面对不同的震动时,把自己调节为最适合的状态,于是就有了半主动悬置主动悬置。

汽车悬架中,有磁流变减震器、空气弹簧等能够根据冲击的不同来改变自身阻尼和刚度。半主动悬置和主动悬置也是同样的道理,区别在于,半主动悬置的核心是调节自身阻尼,比如起步、加速刹车等(低频率、大振幅)时,悬置增加阻尼以减小震动,而巡航等正常行驶(高频率、小振幅)时,悬置可以降低阻尼以减小高频噪音。

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离我们已经逐渐远去的老车——三菱戈蓝,就采用了半主动式发动机悬置。

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而主动悬置是通过执行器,主动产生动态力,以便和发动机的震动相抵消,就像现在不少车型上采用的主动降噪系统那样。很明显,主动悬置更加高级,更能连续的变化,更能应付复杂的震动。当然,价格自然也越来越贵了。能用得上的车显然不是普通车型,比如著名的保时捷911 GT3、奥迪S8、雷克萨斯部分车型等等。

哈弗SUV发动机震动大,罪魁祸首是它?

总之,发动机悬置这个看似不起眼的“小装置”其实名堂很多,作用也很大,和我们关注的NVH舒适度有纽带一样的关系,这也是为什么新车君对这个小装置如此看重。

通过此文也不难看出,这个小装置同样复杂得很,且不说主动发动机悬置,相对简单的橡胶悬置,也会因为材料、工艺、成本及安装位置、角度的差异产生不小的差别,而其涉及到的材料、结构、电气自动化等领域也都很深奥。

从这里也不难看出,我们心心念念的国货,要学习和追赶的方面不只是表面上那一点点吧?


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