功能性橡膠在汽車底盤上的應(yīng)用

1、2022-3-6第2頁2022-3-6 發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火激勵(lì)引起的振動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中其自身產(chǎn)生的往復(fù)不平衡慣性力 冷卻系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)等引起的振動(dòng) 路面不平引起的振動(dòng) 其他運(yùn)動(dòng)部件引起的振動(dòng)第3頁2022-3-6第4頁2022-3-6主要內(nèi)容主要內(nèi)容第5頁2022-3-6將廢氣從發(fā)動(dòng)機(jī)排出?？諝獾牧鲃?dòng)將激勵(lì)整個(gè)動(dòng)力排氣系統(tǒng)，導(dǎo)致噪聲;排氣系統(tǒng)與作為振動(dòng)源的發(fā)動(dòng)機(jī)以及作為振動(dòng)接受體的車身相連;排氣系統(tǒng)須使從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到車身的振動(dòng)最小化；排氣系統(tǒng)吊耳用以減少傳遞到車身的振動(dòng)；波紋管可以控制從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到排氣系統(tǒng)的冷端的振動(dòng) 支架車身發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管熱端波紋管冷端排氣管吊耳第6頁2022-3-6連接支架

2、限制位移連接支架剛性支架提高結(jié)構(gòu)剛度橡膠主簧第7頁2022-3-62022-3-67Arvinmeritor GermanyArvinmeritor NAArvinmeritor第8頁2022-3-6第9頁2022-3-6 包含質(zhì)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(jià)，對(duì)溫度不敏感，耐熱老化； 路面不平引起的振動(dòng) 其他運(yùn)動(dòng)部件引起的振動(dòng)第10頁2022-3-6Exhaust DampersSteering Wheel DampersGear Rattle Damper第11頁2022-3-6 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) 前驅(qū)橫置動(dòng)力總成懸

3、置系統(tǒng)常見布局形式 懸置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能與發(fā)展 懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程第12頁2022-3-6 懸置功能懸置功能： 安裝動(dòng)力總成 降低動(dòng)力總成振動(dòng)向車身的傳遞 衰減由于路面激勵(lì)引起的動(dòng)力總成振動(dòng) 控制發(fā)動(dòng)機(jī)位移和轉(zhuǎn)角 分配載荷第13頁2022-3-6 盡可能多的隔離振動(dòng) 盡可能多的實(shí)現(xiàn)各自由度間的解耦 懸置系統(tǒng)在系統(tǒng)共振頻帶內(nèi)應(yīng)有較大的阻尼值 動(dòng)力總成在特殊工況下位移值不能超過允許取值第14頁2022-3-6 懸置系統(tǒng)的最高階固有振動(dòng)頻率應(yīng)小于發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng) 第15頁2022-3-62)(11nd/ff-傳

4、遞率百分比如不考慮阻尼在內(nèi)，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(shí)對(duì)俯仰運(yùn)動(dòng)進(jìn)行解耦，怠速的干擾頻率是20Hz，經(jīng)計(jì)算僅有25.4%的激振力通過懸置系統(tǒng)進(jìn)行傳遞。L4: 30602NN激振頻率V6: 20603NN激振頻率二階三階第16頁2022-3-6 盡可能多的實(shí)現(xiàn)各自由度間的解耦；第17頁2022-3-6 懸置系統(tǒng)在系統(tǒng)共振頻帶內(nèi)應(yīng)有較大的阻尼值；第18頁2022-3-6 動(dòng)力總成在諸如汽車起步、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向的特殊工況下位移值不能超過允許取值；第19頁2022-3-6 三點(diǎn)支承加扭轉(zhuǎn)支撐桿 優(yōu)點(diǎn)：懸置布置方便，便于安裝優(yōu)點(diǎn)：懸置布置方便，便于安裝 缺點(diǎn)：

5、跳動(dòng)與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩有關(guān)，縱搖與跳動(dòng)相關(guān)，懸置載荷變?nèi)秉c(diǎn)：跳動(dòng)與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩有關(guān)，縱搖與跳動(dòng)相關(guān)，懸置載荷變 化較大，對(duì)副車架的共振和沖擊振動(dòng)敏感化較大，對(duì)副車架的共振和沖擊振動(dòng)敏感第20頁2022-3-6 低扭矩軸系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：懸置布置方便，便于安裝，跳動(dòng)與縱搖及扭矩分離良好優(yōu)點(diǎn)：懸置布置方便，便于安裝，跳動(dòng)與縱搖及扭矩分離良好 缺點(diǎn)：縱搖模態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)較難平衡，對(duì)副車架共振和沖擊缺點(diǎn)：縱搖模態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)較難平衡，對(duì)副車架共振和沖擊 振動(dòng)敏感振動(dòng)敏感第21頁2022-3-6 平衡扭矩軸系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：跳動(dòng)和縱搖幾扭矩解耦性良好優(yōu)點(diǎn)：跳動(dòng)和縱搖幾扭矩解耦性良好 缺點(diǎn)：縱橫模態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)之間調(diào)整較難，

6、懸置布置及連接較難缺點(diǎn)：縱橫模態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)之間調(diào)整較難，懸置布置及連接較難 第22頁2022-3-6第23頁2022-3-6 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(dòng)式懸置半主動(dòng)式懸置 主動(dòng)式懸置主動(dòng)式懸置第24頁2022-3-620世紀(jì)初開始應(yīng)用橡膠懸置思想源于二十世紀(jì)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(gè)液阻懸置 1979年，AUDI公司率先在AUDI五缸Otto發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用液阻懸置1984年，日本Mitsubishi公司率先在Gal

7、ant轎車上應(yīng)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(dòng)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(dòng)機(jī)還是六缸發(fā)動(dòng)機(jī)，全部采用液阻懸置，這標(biāo)志著液阻懸置的應(yīng)用在美國開始普及自1985年以來，發(fā)表了大量有關(guān)半主動(dòng)式、主動(dòng)式液阻懸置研究與應(yīng)用方面的文獻(xiàn)第25頁2022-3-6第26頁2022-3-6標(biāo)準(zhǔn)的橡膠隔振元件標(biāo)準(zhǔn)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(shí)承受壓縮方向的載荷和剪切方向的載荷可以通過調(diào)整橡膠的尺寸和角度而使的懸置在三個(gè)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2022-3-6第28頁2022-3-6動(dòng)剛度隨頻率提高，線

8、性升高動(dòng)剛度與膠料特性有關(guān)第29頁2022-3-6振幅大，動(dòng)剛度小預(yù)載大，動(dòng)剛度大第30頁2022-3-6要求要求：怠速時(shí)具有較小的動(dòng)剛度，以隔絕怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)低頻大振幅時(shí)，應(yīng)具有大阻尼、大剛度，以衰減由于路面激勵(lì)而引起的動(dòng)力總成的振動(dòng);懸置系統(tǒng)在高頻區(qū)（30HZ以上），應(yīng)具有小阻尼、小動(dòng)剛度，以降低振動(dòng)傳遞率和提高降噪效果;特點(diǎn)特點(diǎn)：利用橡膠元件的彈性和液體通過流道時(shí)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2022-3-6第32頁2022-3-6第一代第33頁2022-3-6慣性通道解耦盤型慣性通道解耦膜型第二代第34頁2022-3-6第三代第35頁202

9、2-3-6p-pdisp2.01.00.50.1Target Lines第36頁2022-3-6 通常用于變速箱側(cè)支承的液壓襯套 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：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(jié)構(gòu)比較困難。第37頁2022-3-6 防扭液壓襯套 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：類似于用于懸架的液壓襯套第38頁2022-3-6被動(dòng)模式主動(dòng)模式第39頁2022-3-60.00200.00400.00600.00800.001000.001200.000102030405060708090100F (Hz)K (N/mm)Vacuum ONVacuum OFF (optio

10、n 1)Vacuum OFF (option 2)2nd Order Freq4th order Freq23 Hz46 Hz2nd ORDER4th ORDERALL CURVES AT 0.1mm excitation)第40頁2022-3-6慣性通道對(duì)液阻懸置性能影響的研究第41頁2022-3-6 慣性通道數(shù)目的改變，可以改變滯后角出現(xiàn)峰值時(shí)的頻率，對(duì)其尺寸的改變，還可以達(dá)到改變動(dòng)剛度和阻尼大小的目的。第42頁2022-3-6 在怠速工況，螺線圈開，空氣允許通大氣，振動(dòng)膜變軟，剛度減?。辉谛旭偣r，螺線圈關(guān)，在振動(dòng)膜下面形成空氣彈簧，振動(dòng)膜變硬，阻尼加大。第43頁2022-3-6第44頁2022-3-6橡膠懸