隔振原理以及功能性橡膠件在汽車底盤上的實際應(yīng)用

1、Page: 12022/7/12隔振原理以及功能性橡膠件在汽車底盤上的實際應(yīng)用第2頁主要內(nèi)容 隔振基本原理排氣系統(tǒng)吊耳懸架系統(tǒng)隔振元件動力吸振器 (Mass Damper)動力總成懸置系統(tǒng)第3頁隔振原理固有振動頻率應(yīng)小于工作中的最小激振頻率的倍 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4頁如不考慮阻尼在內(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時對俯仰運(yùn)動進(jìn)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(jìn)行傳遞。L4: V6: 二階三階隔振原理第5頁 發(fā)動機(jī)點(diǎn)火激勵引起的振動 發(fā)動機(jī)工作過程中曲軸系統(tǒng)產(chǎn)

2、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 路面不平引起的振動 其他運(yùn)動部件引起的振動整車振動的來源第6頁底盤減振產(chǎn)品在整車上的分布第7頁排氣系統(tǒng)吊耳將廢氣從發(fā)動機(jī)排出?？諝獾牧鲃訉⒓钫麄€動力排氣系統(tǒng)，導(dǎo)致噪聲;排氣系統(tǒng)與作為振動源的發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)傳遞到排氣系統(tǒng)的冷端的振動 支架車身發(fā)動機(jī)排氣歧管熱端波紋管冷端排氣管吊耳如何設(shè)計計算排氣管隔振系統(tǒng)、吊耳布局及設(shè)計？此處略第8頁連接支架限制位移連接支架剛性支架提高結(jié)構(gòu)剛度橡膠主簧典型的吊耳結(jié)構(gòu)第9頁2022/

3、7/129典型的排氣系統(tǒng)吊耳Arvinmeritor GermanyArvinmeritor NAArvinmeritor第10頁懸架系統(tǒng)隔振元件第11頁動力吸振器 Tuned Mass Damper 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，對溫度不敏感，耐熱老化； 路面不平引起的振動 其他運(yùn)動部件引起的振動第12頁典型的動力吸振器 Tuned Mass DamperExhaust DampersSteering Wheel DampersGear Rattle Damper第13頁動力總成懸置系統(tǒng) 動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo) 前驅(qū)

4、橫置動力總成懸置系統(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)計過程第14頁 懸置功能： 安裝并支撐動力總成 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(jī)位移和轉(zhuǎn)角，避免部件干涉 分配載荷動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)第15頁 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(nèi)應(yīng)有較大的阻尼值 動力總成在特殊工況下位移值不能超過容許值動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)第16頁 盡可能多的實現(xiàn)各自由度間的解耦；動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)第17頁 動力總成在諸如汽車起步、制動、轉(zhuǎn)向的特殊工況下位移值不能超過允許取值；動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)第18頁

5、 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 缺點(diǎn)：跳動與發(fā)動機(jī)扭矩有關(guān)，縱搖與跳動相關(guān)，懸置載荷變 化較大，對副車架的共振和沖擊振動敏感前驅(qū)橫置動力總成懸置系統(tǒng)常見布局形式第19頁 低扭矩軸系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：懸置布置方便，便于安裝，跳動與縱搖及扭矩分離良好 缺點(diǎn)：縱搖模態(tài)和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動較難平衡，對副車架共振和沖擊 振動敏感前驅(qū)橫置動力總成懸置系統(tǒng)常見布局形式第20頁 平衡扭矩軸系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：跳動和縱搖幾扭矩解耦性良好 缺點(diǎn)：縱橫模態(tài)和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動之間調(diào)整較難，懸置布置及連接較難 前驅(qū)橫置動力總成懸置系統(tǒng)常見布局形式第21頁懸置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能與發(fā)展懸置元件的發(fā)展歷史常規(guī)橡膠懸置元件液壓橡膠懸置（

6、液阻懸置）半主動式懸置主動式懸置第22頁20世紀(jì)初開始應(yīng)用橡膠懸置液壓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液阻懸置 1979年，AUDI公司率先在AUDI五缸Otto發(fā)動機(jī)上應(yīng)用液阻懸置1984年，日本Mitsubishi公司率先在Galant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(jī)還是六缸發(fā)動機(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)半主動式、主動式液阻懸置研究與應(yīng)用

7、方面的文獻(xiàn)懸置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能與發(fā)展第23頁懸置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能與發(fā)展第24頁標(biāo)準(zhǔn)的橡膠隔振元件 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(diào)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常規(guī)橡膠懸置元件第25頁常規(guī)橡膠懸置元件第26頁常規(guī)橡膠懸置元件動剛度隨頻率提高，線性升高動剛度與膠料特性有關(guān)第27頁常規(guī)橡膠懸置元件振幅大，動剛度小預(yù)載大，動剛度大第28頁要求：怠速時具有較小的動剛度，以隔絕怠速時發(fā)動機(jī)的振動低頻大振幅時，應(yīng)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(yīng)具有小阻尼

8、、小動剛度，以降低振動傳遞率和提高降噪效果;特點(diǎn)：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。液阻懸置第29頁液阻懸置特性第30頁第一代液阻懸置慣性通道型液阻懸置第31頁慣性通道解耦盤型慣性通道解耦膜型第二代液阻懸置慣性通道解耦盤/解耦膜型液阻懸置第32頁液阻懸置慣性通道解耦盤節(jié)流盤型液阻懸置第三代第33頁液阻懸置低頻特點(diǎn)p-pdisp2.01.00.50.1Target Lines第34頁液阻懸置襯套型液壓懸置 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35頁液阻懸置液壓襯套 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36頁半主動式懸置-改變液體流動方向被動模式主動模式第37頁半主動式懸置-單雙流道開關(guān)機(jī)理慣性通道對液阻懸置性能影響的研究第38頁半主動式懸置-單雙流道開關(guān)機(jī)理 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(dá)到改變動剛度和阻尼大小的目的。第39頁半主動式懸置-空氣彈簧原理 在怠速工況，螺線圈開，空氣允許通大氣，振動膜變軟，剛度減??；在行駛工況，螺線圈關(guān)，在振動膜下面形成空氣彈簧，振動膜變硬，阻尼加大。第40頁半主動式懸置-空氣彈簧原理第41