功能性橡膠在汽車底盤上的應(yīng)用

功能性橡膠在汽車底盤上的運(yùn)用泛亞汽車技術(shù)中心底盤及動(dòng)力總成集成部-PreparedbyYuBin12/29/2023發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火鼓勵(lì)引起的振動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)過(guò)程中其本身產(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)整車振動(dòng)來(lái)源12/29/2023第2頁(yè)底盤減振產(chǎn)品在整車上的分布12/29/2023第3頁(yè)排氣系統(tǒng)吊耳

懸架系統(tǒng)

動(dòng)力吸振器

動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)

主要內(nèi)容12/29/2023第4頁(yè)排氣系統(tǒng)吊耳將廢氣從發(fā)動(dòng)機(jī)排出。空氣的流動(dòng)將鼓勵(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)傳送到車身的振動(dòng)最小化；排氣系統(tǒng)吊耳用以減少傳送到車身的振動(dòng)；波紋管可以控制從發(fā)動(dòng)機(jī)傳送到排氣系統(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12/29/2023第5頁(yè)銜接支架限制位移銜接支架剛性支架提高構(gòu)造剛度橡膠主簧典型的吊耳構(gòu)造12/29/2023第6頁(yè)12/29/20237典型的排氣系統(tǒng)吊耳ArvinmeritorGermanyArvinmeritorNAArvinmeritor12/29/2023第7頁(yè)懸架系統(tǒng)12/29/2023第8頁(yè)動(dòng)力吸振器TunedMassDamper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；橡膠主簧普通運(yùn)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)12/29/2023第9頁(yè)典型的動(dòng)力吸振器TunedMassDamperExhaustDampersSteeringWheelDampersGearRattleDamper12/29/2023第10頁(yè)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的前驅(qū)橫置動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)常見(jiàn)規(guī)劃方式懸置的構(gòu)造特點(diǎn)、性能與開(kāi)展懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程12/29/2023第11頁(yè)懸置功能：安裝動(dòng)力總成降低動(dòng)力總成振動(dòng)向車身的傳送衰減由于路面鼓勵(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)角分配載荷動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的12/29/2023第12頁(yè)盡能夠多的隔離振動(dòng)盡能夠多的實(shí)現(xiàn)各自在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越允許取值動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的12/29/2023第13頁(yè)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的-隔振原理懸置系統(tǒng)的最高階固有振動(dòng)頻率應(yīng)小于發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)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)

12/29/2023第14頁(yè)如不思索阻尼在內(nèi)，其傳送率的百分比可以表示為：e.g.假設(shè)懸置位置和剛度確定并在9Hz時(shí)對(duì)俯仰運(yùn)動(dòng)進(jìn)展解耦，怠速的干擾頻率是20Hz，經(jīng)計(jì)算僅有25.4%的激振力經(jīng)過(guò)懸置系統(tǒng)進(jìn)展傳送。L4:V6:二階三階動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的-隔振原理12/29/2023第15頁(yè)盡能夠多的實(shí)現(xiàn)各自在度間的解耦；動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的12/29/2023第16頁(yè)

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)力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的12/29/2023第17頁(yè)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越允許取值；動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的12/29/2023第18頁(yè)三點(diǎn)支承加改動(dòng)支撐桿>>優(yōu)點(diǎn)：懸置布置方便，便于安裝>>缺陷：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)敏感前驅(qū)橫置動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)常見(jiàn)規(guī)劃方式12/29/2023第19頁(yè)低扭矩軸系統(tǒng)>>優(yōu)點(diǎn)：懸置布置方便，便于安裝，跳動(dòng)與縱搖及扭矩分別良好>>缺陷：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)敏感前驅(qū)橫置動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)常見(jiàn)規(guī)劃方式12/29/2023第20頁(yè)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>>缺陷：縱橫模態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)之間調(diào)整較難，懸置布置及銜接較難前驅(qū)橫置動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)常見(jiàn)規(guī)劃方式12/29/2023第21頁(yè)前驅(qū)橫置動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)常見(jiàn)規(guī)劃方式12/29/2023第22頁(yè)懸置的構(gòu)造特點(diǎn)、性能與開(kāi)展懸置元件的開(kāi)展歷史常規(guī)橡膠懸置元件液壓－橡膠懸置〔液阻懸置〕半自動(dòng)式懸置自動(dòng)式懸置12/29/2023第23頁(yè)20世紀(jì)初開(kāi)場(chǎng)運(yùn)用橡膠懸置思想源于二十世紀(jì)40年代。1962年，GM公司的RichardRasmussen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)上運(yùn)用液阻懸置1984年，日本Mitsubishi公司率先在Galant轎車上運(yùn)用了電控節(jié)流孔開(kāi)度的液阻懸置，這是世界上第一批半自動(dòng)液阻懸置1985年，GM公司規(guī)定在一切的A型和K型車上，無(wú)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)志著液阻懸置的運(yùn)用在美國(guó)開(kāi)場(chǎng)普及自1985年以來(lái)，發(fā)表了大量有關(guān)半自動(dòng)式、自動(dòng)式液阻懸置研討與運(yùn)用方面的文獻(xiàn)懸置的構(gòu)造特點(diǎn)、性能與開(kāi)展12/29/2023第24頁(yè)懸置的構(gòu)造特點(diǎn)、性能與開(kāi)展12/29/2023第25頁(yè)規(guī)范的橡膠隔振元件楔形的懸置元件橡膠同時(shí)接受緊縮方向的載荷和剪切方向的載荷可以經(jīng)過(guò)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動(dòng)剛度的作用常規(guī)橡膠懸置元件12/29/2023第26頁(yè)常規(guī)橡膠懸置元件12/29/2023第27頁(yè)常規(guī)橡膠懸置元件動(dòng)剛度隨頻率提高，線性升高動(dòng)剛度與膠料特性有關(guān)12/29/2023第28頁(yè)常規(guī)橡膠懸置元件振幅大，動(dòng)剛度小預(yù)載大，動(dòng)剛度大12/29/2023第29頁(yè)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，以衰減由于路面鼓勵(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)傳送率和提高降噪效果;特點(diǎn)：利用橡膠元件的彈性和液體經(jīng)過(guò)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。液阻懸置12/29/2023第30頁(yè)液阻懸置特性12/29/2023第31頁(yè)第一代液阻懸置－－慣性通道型液阻懸置12/29/2023第32頁(yè)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12/29/2023第33頁(yè)液阻懸置－慣性通道－解耦盤－節(jié)流盤型液阻懸置第三代12/29/2023第34頁(yè)液阻懸置低頻特點(diǎn)p-pdisp2.01.00.50.1TargetLines12/29/2023第35頁(yè)液阻懸置－襯套型液壓懸置通常用于變速箱側(cè)支承的液壓襯套構(gòu)造特點(diǎn)：類似于慣性通道型的液阻懸置，下液室為任務(wù)室，上液室為液體的密封室。由于體積較小，在其中參與解耦膜/板構(gòu)造比較困難。12/29/2023第36頁(yè)液阻懸置－液壓襯套防扭液壓襯套構(gòu)造特點(diǎn)：類似于用于懸架的液壓襯套12/29/2023第37頁(yè)半自動(dòng)式懸置-改動(dòng)液體流動(dòng)方向被動(dòng)方式自動(dòng)方式12/29/2023第38頁(yè)半自動(dòng)式懸置-改動(dòng)液體流動(dòng)方向12/29/2023第39頁(yè)半自動(dòng)式懸置-單雙流道開(kāi)關(guān)機(jī)理慣性通道對(duì)液阻懸置性能影響的研討12/29/2023第40頁(yè)半自動(dòng)式懸置-單雙流道開(kāi)關(guān)機(jī)理慣性通道數(shù)目的改動(dòng)，可以改動(dòng)滯后角出現(xiàn)峰值時(shí)的頻率，對(duì)其尺寸的改動(dòng)，還可以到達(dá)改動(dòng)動(dòng)剛度和阻尼大小的目的。12/29/2023第41頁(yè)半自動(dòng)式懸置-空氣彈簧原理在怠速工況，螺線圈開(kāi)，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)膜下面構(gòu)成空氣彈簧，振動(dòng)膜變硬，阻尼加大。12/29/2023第42頁(yè)半自動(dòng)式懸置-空氣彈簧原理12/29/2023第43頁(yè)自動(dòng)式懸置橡膠懸置型自動(dòng)懸置的動(dòng)剛度液阻懸置型自動(dòng)懸置的動(dòng)剛度