功能性橡膠在汽車底盤上的應用

1、2022-4-26第2頁2022-4-26 發(fā)動機點火激勵引起的振動 發(fā)動機工作過程中其自身產(chǎn)生的往復不平衡慣性力 冷卻系統(tǒng)、進排氣系統(tǒng)等引起的振動 路面不平引起的振動 其他運動部件引起的振動第3頁2022-4-26第4頁2022-4-26主要內容主要內容第5頁2022-4-26將廢氣從發(fā)動機排出。空氣的流動將激勵整個動力排氣系統(tǒng)，導致噪聲;排氣系統(tǒng)與作為振動源的發(fā)動機以及作為振動接受體的車身相連;排氣系統(tǒng)須使從發(fā)動機傳遞到車身的振動最小化；排氣系統(tǒng)吊耳用以減少傳遞到車身的振動；波紋管可以控制從發(fā)動機傳遞到排氣系統(tǒng)的冷端的振動 支架車身發(fā)動機排氣歧管熱端波紋管冷端排氣管吊耳第6頁2022-4-

2、26連接支架限制位移連接支架剛性支架提高結構剛度橡膠主簧第7頁2022-4-262022-4-267Arvinmeritor GermanyArvinmeritor NAArvinmeritor第8頁2022-4-26第9頁2022-4-26 包含質量塊和橡膠主簧； 固有頻率與被吸振系統(tǒng)的固有頻率相近； 橡膠主簧一般使用SBR或者EPDM，低價，對溫度不敏感，耐熱老化； 路面不平引起的振動 其他運動部件引起的振動第10頁2022-4-26Exhaust DampersSteering Wheel DampersGear Rattle Damper第11頁2022-4-26 動力總成懸置系統(tǒng)設計

3、目標 前驅橫置動力總成懸置系統(tǒng)常見布局形式 懸置的結構特點、性能與發(fā)展 懸置系統(tǒng)設計過程第12頁2022-4-26 懸置功能懸置功能： 安裝動力總成 降低動力總成振動向車身的傳遞 衰減由于路面激勵引起的動力總成振動 控制發(fā)動機位移和轉角 分配載荷第13頁2022-4-26 盡可能多的隔離振動 盡可能多的實現(xiàn)各自由度間的解耦 懸置系統(tǒng)在系統(tǒng)共振頻帶內應有較大的阻尼值 動力總成在特殊工況下位移值不能超過允許取值第14頁2022-4-26 懸置系統(tǒng)的最高階固有振動頻率應小于發(fā)動機工作中的最小激振頻率的0.707倍 在隔振區(qū)，阻尼越小，隔振效果越好 在共振區(qū)，阻尼越大，可以衰減振動 第15頁2022-

4、4-262)(11nd/ff-傳遞率百分比如不考慮阻尼在內，其傳遞率的百分比可以表示為： e.g. 如果懸置位置和剛度確定并在9Hz時對俯仰運動進行解耦，怠速的干擾頻率是20Hz，經(jīng)計算僅有25.4%的激振力通過懸置系統(tǒng)進行傳遞。L4: 30602NN激振頻率V6: 20603NN激振頻率二階三階第16頁2022-4-26 盡可能多的實現(xiàn)各自由度間的解耦；第17頁2022-4-26 懸置系統(tǒng)在系統(tǒng)共振頻帶內應有較大的阻尼值；第18頁2022-4-26 動力總成在諸如汽車起步、制動、轉向的特殊工況下位移值不能超過允許取值；第19頁2022-4-26 三點支承加扭轉支撐桿 優(yōu)點：懸置布置方便，便于

5、安裝優(yōu)點：懸置布置方便，便于安裝 缺點：跳動與發(fā)動機扭矩有關，縱搖與跳動相關，懸置載荷變缺點：跳動與發(fā)動機扭矩有關，縱搖與跳動相關，懸置載荷變 化較大，對副車架的共振和沖擊振動敏感化較大，對副車架的共振和沖擊振動敏感第20頁2022-4-26 低扭矩軸系統(tǒng) 優(yōu)點：懸置布置方便，便于安裝，跳動與縱搖及扭矩分離良好優(yōu)點：懸置布置方便，便于安裝，跳動與縱搖及扭矩分離良好 缺點：縱搖模態(tài)和發(fā)動機轉動較難平衡，對副車架共振和沖擊缺點：縱搖模態(tài)和發(fā)動機轉動較難平衡，對副車架共振和沖擊 振動敏感振動敏感第21頁2022-4-26 平衡扭矩軸系統(tǒng) 優(yōu)點：跳動和縱搖幾扭矩解耦性良好優(yōu)點：跳動和縱搖幾扭矩解耦性良

6、好 缺點：縱橫模態(tài)和發(fā)動機轉動之間調整較難，懸置布置及連接較難缺點：縱橫模態(tài)和發(fā)動機轉動之間調整較難，懸置布置及連接較難 第22頁2022-4-26第23頁2022-4-26懸置元件的發(fā)展歷史懸置元件的發(fā)展歷史常規(guī)橡膠懸置元件常規(guī)橡膠懸置元件液壓橡膠懸置（液阻懸置）液壓橡膠懸置（液阻懸置）半主動式懸置半主動式懸置主動式懸置主動式懸置第24頁2022-4-2620世紀初開始應用橡膠懸置思想源于二十世紀40年代。1962年，GM公司的Richard Rasmussen等人完善了這種思想，并試制了世界上第一個液阻懸置 1979年，AUDI公司率先在AUDI五缸Otto發(fā)動機上應用液阻懸置1984年，

7、日本Mitsubishi公司率先在Galant轎車上應用了電控節(jié)流孔開度的液阻懸置，這是世界上第一批半主動液阻懸置1985年，GM公司規(guī)定在所有的A型和K型車上，無論四缸發(fā)動機還是六缸發(fā)動機，全部采用液阻懸置，這標志著液阻懸置的應用在美國開始普及自1985年以來，發(fā)表了大量有關半主動式、主動式液阻懸置研究與應用方面的文獻第25頁2022-4-26第26頁2022-4-26標準的橡膠隔振元件標準的橡膠隔振元件 楔形的懸置元件楔形的懸置元件 橡膠同時承受壓縮方向的載荷和剪切方向的載荷 可以通過調整橡膠的尺寸和角度而使的懸置在三個垂直的方向具有不同的剛度 中間的鐵件起改變剛度的作用第27頁2022-

8、4-26第28頁2022-4-26動剛度隨頻率提高，線性升高動剛度與膠料特性有關第29頁2022-4-26振幅大，動剛度小預載大，動剛度大第30頁2022-4-26要求要求：怠速時具有較小的動剛度，以隔絕怠速時發(fā)動機的振動低頻大振幅時，應具有大阻尼、大剛度，以衰減由于路面激勵而引起的動力總成的振動;懸置系統(tǒng)在高頻區(qū)（30HZ以上），應具有小阻尼、小動剛度，以降低振動傳遞率和提高降噪效果;特點特點：利用橡膠元件的彈性和液體通過流道時產(chǎn)生的大阻尼和大剛度特性。剛度、阻尼隨激振振幅和激振頻率而變化。第31頁2022-4-26第32頁2022-4-26第一代第33頁2022-4-26慣性通道解耦盤型慣

9、性通道解耦膜型第二代第34頁2022-4-26第三代第35頁2022-4-26p-pdisp2.01.00.50.1Target Lines第36頁2022-4-26 通常用于變速箱側支承的液壓襯套 結構特點：類似于慣性通道型的液阻懸置，下液室為工作室，上液室為液體的密封室。由于體積較小，在其中加入解耦膜/板結構比較困難。第37頁2022-4-26 防扭液壓襯套 結構特點：類似于用于懸架的液壓襯套第38頁2022-4-26被動模式主動模式第39頁2022-4-260.00200.00400.00600.00800.001000.001200.000102030405060708090100F

10、(Hz)K (N/mm)Vacuum ONVacuum OFF (option 1)Vacuum OFF (option 2)2nd Order Freq4th order Freq23 Hz46 Hz2nd ORDER4th ORDERALL CURVES AT 0.1mm excitation)第40頁2022-4-26慣性通道對液阻懸置性能影響的研究第41頁2022-4-26 慣性通道數(shù)目的改變，可以改變滯后角出現(xiàn)峰值時的頻率，對其尺寸的改變，還可以達到改變動剛度和阻尼大小的目的。第42頁2022-4-26 在怠速工況，螺線圈開，空氣允許通大氣，振動膜變軟，剛度減小；在行駛工況，螺線圈關，在振動膜下面形成空氣彈簧，振動膜變硬，阻尼加大。第43頁2022-4-26第44頁2022-4-26橡膠懸置