1引言

发动机前支撑是支撑发动机的重要部件，起到发动机自身运输和整车连接的作用，整车在恶劣路况条件下，上下颠簇，使得发动机前支撑承受循环作用力，其可靠性和疲劳寿命直接影响着发动机的安全连接和整机的安全使用，本文结合实例，对前支撑进行有限元受力分析，对于前支撑的设计具有一定的指导意义。

2模型建立

2.1前支撑分类

按照支撑点个数，前支撑可分三点式支撑和四点式支撑。图1是一个常见的重载发动机支撑示意图，前支撑可位于发动机前端或发动机两侧，后支撑位于飞轮壳或者变速箱上，一般有两个支撑点，因此前支撑支撑点的个数决定了前支撑的分类。前支撑与整车连接时，一般配有弹性材料做的减振垫，起到减振作用。发动机前支撑为一个支撑点时，即前端有一个减振垫时，叫做三点式支撑;若有两个支撑点，即有两个减振垫时，则叫做四点式支撑。有些有辅助的支撑以减小缸体后端支撑点载荷。三个点确定一个平面，三点式支撑受车架变形的影响小，运动顺从性好，抗扭转振动效果好。四点式支撑的稳定性好，能克服较大的扭转反作用力，应用较为广泛。

按照材料，前支撑可分为铝质、铸铁和钢构前支撑。铝质前支撑具有重量轻的优点，当对重量要求较高时，能发挥其优势，但由于材料的硬度较低和疲劳寿命较差的原因，在重载发动机上应用较少。铸铁前支撑的材料一般为球墨铸铁QW5O-10，Q朋00一3等，生产工艺容易控制，批量时具有较大的成本优势，且隔振效果好，是前支撑中应用最为广泛的一种。钢构前支撑一般采用Q235A等材料，钢构前支撑由多个钢板焊接而成，其结构可以根据需求而随意变化，且加工周期短，低产量时具有成本优势，因此多用于发动机试制阶段。

这些前支撑已经成功地在实际工作中应用，每种都能在一定的使用条件下发挥其优势。设计者可根据产量和发动机重量及其使用情况，选择合适的前支撑材料。

2.2三维模型确认

在进行设计之前，应用工程师或者设计工程师与整车厂的沟通十分重要，要求充分地了解整车厂的需求，尽量减少因需求不明确而引起的返工。例如减振垫的外形、个数、位置;前支撑、发动机、整车的连接螺栓的个数和位置等;此外，还需了解整车厂对于前支撑有无特殊要求，例如上面是否需要增加其他的安装孔等，将这些要求作为设计的输入条件。

根据发动机前端系的空间大小及设计的输入条件进行前支撑设计，得到最初的Pro/E模型，之后必须在整车的模型上进行安装，确认其与其他零件无干涉，如果干涉的话，需要调整前支撑尺寸。本实例的前支撑位于发动机前端，是四点式支撑，无辅助支撑。结合实际情况，做出的前支撑三维模型如图2所示，并与整车厂确认，无干涉发生。

2.3模型载荷

发动机、离合器、变速箱、前支撑组成的动力总成通过减振垫安装在整车车架上，在模拟计算过程中，不考虑打火产生的作用力，假设发动机打火产生的力可以被减振垫完全吸收。前支撑上除了连接螺栓的预紧力和自重以外，其受力主要来自于由于路况不同而产生的颠颠，表现为发动机上、下、前、后、左、右六个方向上的振动，该激振力以大小不同的载荷加载在模型上，在FEA模拟计算中这个激振力用加速度来体现。即，在有限元模拟计算时，利用加速度来体现发动机所受载荷。

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