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用泛亞汽車技術(shù)中心底盤及動力總成集成部-PreparedbyYuBin12/29/2023發(fā)動機點火鼓勵引起的振動發(fā)動機任務(wù)過程中其本身產(chǎn)生的往復(fù)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整車振動來源12/29/2023第2頁底盤減振產(chǎn)品在整車上的分布12/29/2023第3頁排氣系統(tǒng)吊耳

懸架系統(tǒng)

動力吸振器

動力總成懸置系統(tǒng)

主要內(nèi)容12/29/2023第4頁排氣系統(tǒng)吊耳將廢氣從發(fā)動機排出?？諝獾牧鲃訉⒐膭钫麄€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)動機傳送到車身的振動最小化；排氣系統(tǒng)吊耳用以減少傳送到車身的振動；波紋管可以控制從發(fā)動機傳送到排氣系統(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12/29/2023第5頁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12/29/20237典型的排氣系統(tǒng)吊耳ArvinmeritorGermanyArvinmeritorNAArvinmeritor12/29/2023第7頁懸架系統(tǒng)12/29/2023第8頁動力吸振器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12/29/2023第9頁典型的動力吸振器TunedMassDamperExhaustDampersSteeringWheelDampersGearRattleDamper12/29/2023第10頁動力總成懸置系統(tǒng)動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計目的前驅(qū)橫置動力總成懸置系統(tǒng)常見規(guī)劃方式懸置的構(gòu)造特點、性能與開展懸置系統(tǒng)設(shè)計過程12/29/2023第11頁懸置功能：安裝動力總成降低動力總成振動向車身的傳送衰減由于路面鼓勵引起的動力總成振動控制發(fā)動機位移和轉(zhuǎn)角分配載荷動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計目的12/29/2023第12頁盡能夠多的隔離振動盡能夠多的實現(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)有較大的阻尼值動力總成在特殊工況下位移值不能超越允許取值動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計目的12/29/2023第13頁動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計目的-隔振原理懸置系統(tǒng)的最高階固有振動頻率應(yīng)小于發(fā)動機任務(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

12/29/2023第14頁如不思索阻尼在內(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時對俯仰運動進展解耦，怠速的干擾頻率是20Hz，經(jīng)計算僅有25.4%的激振力經(jīng)過懸置系統(tǒng)進展傳送。L4:V6:二階三階動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計目的-隔振原理12/29/2023第15頁盡能夠多的實現(xiàn)各自在度間的解耦；動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計目的12/29/2023第16頁

懸置系統(tǒng)在系統(tǒng)共振頻帶內(nèi)應(yīng)有較大的阻尼值；動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計目的12/29/2023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越允許取值；動力總成懸置系統(tǒng)設(shè)計目的12/29/2023第18頁三點支承加改動支撐桿>>優(yōu)點：懸置布置方便，便于安裝>>缺陷：跳動與發(fā)動機扭矩有關(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)常見規(guī)劃方式12/29/2023第19頁低扭矩軸系統(tǒng)>>優(yōu)點：懸置布置方便，便于安裝，跳動與縱搖及扭矩分別良好>>缺陷：縱搖模態(tài)和發(fā)動機轉(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)常見規(guī)劃方式12/29/2023第20頁平衡扭矩軸系統(tǒng)>>優(yōu)點：跳動和縱搖幾扭矩解耦性良好>>缺陷：縱橫模態(tài)和發(fā)動機轉(zhuǎn)動之間調(diào)整較難，懸置布置及銜接較難前驅(qū)橫置動力總成懸置系統(tǒng)常見規(guī)劃方式12/29/2023第21頁前驅(qū)橫置動力總成懸置系統(tǒng)常見規(guī)劃方式12/29/2023第22頁懸置的構(gòu)造特點、性能與開展懸置元件的開展歷史常規(guī)橡膠懸置元件液壓－橡膠懸置〔液阻懸置〕半自動式懸置自動式懸置12/29/2023第23頁20世紀初開場運用橡膠懸置思想源于二十世紀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液阻懸置1979年，AUDI公司率先在AUDI五缸Otto發(fā)動機上運用液阻懸置1984年，日本Mitsubishi公司率先在Galant轎車上運用了電控節(jié)流孔開度的液阻懸置，這是世界上第一批半自動液阻懸置1985年，GM公司規(guī)定在一切的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運用在美國開場普及自1985年以來，發(fā)表了大量有關(guān)半自動式、自動式液阻懸置研討與運用方面的文獻懸置的構(gòu)造特點、性能與開展12/29/2023第24頁懸置的構(gòu)造特點、性能與開展12/29/2023第25頁規(guī)范的橡膠隔振元件楔形的懸置元件橡膠同時接受緊縮方向的載荷和剪切方向的載荷可以經(jīng)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動剛度的作用常規(guī)橡膠懸置元件12/29/2023第26頁常規(guī)橡膠懸置元件12/29/2023第27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)12/29/2023第28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12/29/2023第29頁要求：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(yīng)具有大阻尼、大剛度，以衰減由于路面鼓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、小動剛度，以降低振動傳送率和提高降噪效果;特點：利用橡膠元件的彈性和液體經(jīng)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12/29/2023第30頁液阻懸置特性12/29/2023第31頁第一代液阻懸置－－慣性通道型液阻懸置12/29/2023第32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12/29/2023第33頁液阻懸置－慣性通道－解耦盤－節(jié)流盤型液阻懸置第三代12/29/2023第34頁液阻懸置低頻特點p-pdisp2.01.00.50.1TargetLines12/29/2023第35頁液阻懸置－襯套型液壓懸置通常用于變速箱側(cè)支承的液壓襯套構(gòu)造特點：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頁液阻懸置－液壓襯套防扭液壓襯套構(gòu)造特點：類似于用于懸架的液壓襯套12/29/2023第37頁半自動式懸置-改動液體流動方向被動方式自動方式12/29/2023第38頁半自動式懸置-改動液體流動方向12/29/2023第39頁半自動式懸置-單雙流道開關(guān)機理慣性通道對液阻懸置性能影響的研討12/29/2023第40頁半自動式懸置-單雙流道開關(guān)機理慣性通道數(shù)目的改動，可以改動滯后角出現(xiàn)峰值時的頻率，對其尺寸的改動，還可以到達改動動剛度和阻尼大小的目的。12/29/2023第41頁半自動式懸置-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，剛度減小；在行駛工況，螺線圈關(guān)，在振動膜下面構(gòu)成空氣彈簧，振動膜變硬，阻尼加大。12/29/2023第42頁半自動式懸置-空氣彈簧原理12/29/2023第43頁自動式懸置橡膠懸置型自動懸置的動剛度液阻懸置型自動懸置的動剛度