功能性橡胶在汽车底盘上的应用

2019/8/14功能性橡胶在汽车底盘上的应用泛亚汽车技术中心有限公司底盘及动力总成集成部-PreparedbyYuBin泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第2页2019/8/14发动机点火激励引起的振动发动机工作过程中其自身产生的往复不平衡惯性力冷却系统、进排气系统等引起的振动路面不平引起的振动其他运动部件引起的振动整车振动来源泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第3页2019/8/14底盘减振产品在整车上的分布泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第4页2019/8/14排气系统吊耳悬架系统动力吸振器动力总成悬置系统主要内容泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第5页2019/8/14排气系统吊耳将废气从发动机排出。空气的流动将激励整个动力排气系统，导致噪声;排气系统与作为振动源的发动机以及作为振动接受体的车身相连;排气系统须使从发动机传递到车身的振动最小化；排气系统吊耳用以减少传递到车身的振动；波纹管可以控制从发动机传递到排气系统的冷端的振动支架车身发动机排气歧管热端波纹管冷端排气管吊耳泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第6页2019/8/14连接支架限制位移连接支架刚性支架提高结构刚度橡胶主簧典型的吊耳结构泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第7页2019/8/142019/8/147典型的排气系统吊耳•ArvinmeritorGermany•ArvinmeritorNA•Arvinmeritor泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第8页2019/8/14悬架系统泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第9页2019/8/14动力吸振器TunedMassDamper•包含质量块和橡胶主簧；•固有频率与被吸振系统的固有频率相近；•橡胶主簧一般使用SBR或者EPDM，低价，对温度不敏感，耐热老化；•路面不平引起的振动•其他运动部件引起的振动泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第10页2019/8/14典型的动力吸振器TunedMassDamperExhaustDampersSteeringWheelDampersGearRattleDamper泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第11页2019/8/14动力总成悬置系统动力总成悬置系统设计目标前驱横置动力总成悬置系统常见布局形式悬置的结构特点、性能与发展悬置系统设计过程泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第12页2019/8/14悬置功能：安装动力总成降低动力总成振动向车身的传递衰减由于路面激励引起的动力总成振动控制发动机位移和转角分配载荷动力总成悬置系统设计目标泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第13页2019/8/14•尽可能多的隔离振动•尽可能多的实现各自由度间的解耦•悬置系统在系统共振频带内应有较大的阻尼值•动力总成在特殊工况下位移值不能超过允许取值动力总成悬置系统设计目标泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第14页2019/8/14动力总成悬置系统设计目标-隔振原理•悬置系统的最高阶固有振动频率应小于发动机工作中的最小激振频率的0.707倍•在隔振区，阻尼越小，隔振效果越好•在共振区，阻尼越大，可以衰减振动泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第15页2019/8/142)(11nd/ff-传递率百分比如不考虑阻尼在内，其传递率的百分比可以表示为：e.g.如果悬置位置和刚度确定并在9Hz时对俯仰运动进行解耦，怠速的干扰频率是20Hz，经计算仅有25.4%的激振力通过悬置系统进行传递。L4:30602NN激振频率V6:20603NN激振频率二阶三阶动力总成悬置系统设计目标-隔振原理泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第16页2019/8/14•尽可能多的实现各自由度间的解耦；动力总成悬置系统设计目标泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第17页2019/8/14•悬置系统在系统共振频带内应有较大的阻尼值；动力总成悬置系统设计目标泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第18页2019/8/14•动力总成在诸如汽车起步、制动、转向的特殊工况下位移值不能超过允许取值；动力总成悬置系统设计目标泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第19页2019/8/14•三点支承加扭转支撑杆优点：悬置布置方便，便于安装缺点：跳动与发动机扭矩有关，纵摇与跳动相关，悬置载荷变化较大，对副车架的共振和冲击振动敏感前驱横置动力总成悬置系统常见布局形式泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第20页2019/8/14•低扭矩轴系统优点：悬置布置方便，便于安装，跳动与纵摇及扭矩分离良好缺点：纵摇模态和发动机转动较难平衡，对副车架共振和冲击振动敏感前驱横置动力总成悬置系统常见布局形式泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第21页2019/8/14•平衡扭矩轴系统优点：跳动和纵摇几扭矩解耦性良好缺点：纵横模态和发动机转动之间调整较难，悬置布置及连接较难前驱横置动力总成悬置系统常见布局形式泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第22页2019/8/14前驱横置动力总成悬置系统常见布局形式泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第23页2019/8/14悬置的结构特点、性能与发展1.悬置元件的发展历史2.常规橡胶悬置元件3.液压－橡胶悬置（液阻悬置）4.半主动式悬置5.主动式悬置泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第24页2019/8/14•20世纪初开始应用橡胶悬置•思想源于二十世纪40年代。1962年，GM公司的RichardRasmussen等人完善了这种思想，并试制了世界上第一个液阻悬置•1979年，AUDI公司率先在AUDI五缸Otto发动机上应用液阻悬置•1984年，日本Mitsubishi公司率先在Galant轿车上应用了电控节流孔开度的液阻悬置，这是世界上第一批半主动液阻悬置•1985年，GM公司规定在所有的A型和K型车上，无论四缸发动机还是六缸发动机，全部采用液阻悬置，这标志着液阻悬置的应用在美国开始普及•自1985年以来，发表了大量有关半主动式、主动式液阻悬置研究与应用方面的文献悬置的结构特点、性能与发展泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第25页2019/8/14悬置的结构特点、性能与发展YesterdayTodayTomorrowComplexity泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第26页2019/8/14标准的橡胶隔振元件楔形的悬置元件a)橡胶同时承受压缩方向的载荷和剪切方向的载荷b)可以通过调整橡胶的尺寸和角度而使的悬置在三个垂直的方向具有不同的刚度c)中间的铁件起改变刚度的作用常规橡胶悬置元件泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第27页2019/8/14常规橡胶悬置元件泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第28页2019/8/14常规橡胶悬置元件动刚度随频率提高，线性升高动刚度与胶料特性有关泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第29页2019/8/14常规橡胶悬置元件振幅大，动刚度小预载大，动刚度大泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter泛亚汽车技术中心有限公司PanAsiaTechnicalAutomotiveCenter第30页2019/8/14要求：•怠速时具有较小的动刚度，以隔绝怠速时发动机的振动•低频大振幅时