液压悬置性能与结构调整的关系

1、12/31/20211液压悬置性能与结构调整的关系液压悬置性能与结构调整的关系龚碧峰龚碧峰 2011/3/19典型液压悬置产品典型液压悬置产品12/31/2021210上液腔9解耦膜8皮碗7下流道板6上流道板5节流盘4主簧3上罩2铝芯子1螺栓圆锥形液压悬置圆锥形液压悬置（惯性通道（惯性通道解耦膜式）解耦膜式）12/31/20213衬套形液压悬置衬套形液压悬置（仅惯性通道）（仅惯性通道）9螺栓8支臂7限位块6液腔5橡胶衬套4液压衬套3铝芯子2骨架1支架典型液压悬置产品典型液压悬置产品12/31/20214典型液压悬置产品典型液压悬置产品12上液腔10底座9皮碗8流道盖板7解耦片6上流道板5骨架4

2、主簧3支臂2骨架1上支架梯形液压悬置梯形液压悬置（惯性通道（惯性通道解耦膜式）解耦膜式）12/31/202158解耦膜7下流道板6底板5皮碗4螺栓3上流道板2限位杆1橡胶主簧方形液压悬置方形液压悬置（惯性通道（惯性通道解耦膜式）解耦膜式）典型液压悬置产品典型液压悬置产品12/31/20216液压悬置的液压特性液压悬置的液压特性低频，大振幅（低频，大振幅（PP2）液压曲线）液压曲线1.用于改善路面振动对动力总成的传递。用于改善路面振动对动力总成的传递。2.主要关注滞后角峰值和对应的频率，峰值一般在主要关注滞后角峰值和对应的频率，峰值一般在3070deg，峰值频，峰值频率在率在812Hz12/31

3、/20217Loss AngleHz高频，小振幅（高频，小振幅（PP02）液压曲线）液压曲线Hz液压悬置的液压特性液压悬置的液压特性1.用于改善动力总成振动对车身的传递。用于改善动力总成振动对车身的传递。2.主要关注动刚度，高频段动刚度尽量低。主要关注动刚度，高频段动刚度尽量低。12/31/20218产品结构和液压特性之间关系产品结构和液压特性之间关系液压特性评价指标一般有动刚度，损耗角（也称为阻尼角，滞后角）和以液压特性评价指标一般有动刚度，损耗角（也称为阻尼角，滞后角）和以及相关联的频率。及相关联的频率。产品结构特性的改进能使这些评价指标发生相应变化，且有规律性。产品产品结构特性的改进能使

4、这些评价指标发生相应变化，且有规律性。产品结构特性主要有：结构特性主要有：1.橡胶主簧的刚度；2.上液腔的体积刚度；3.橡胶主簧的等效活塞面积；4.惯性通道的横截面积5.惯性通道的长度6.液体的比重7.流量阻尼系数12/31/20219产品结构和液压特性之间关系产品结构和液压特性之间关系以上几个产品结构特性，一般会通过第以上几个产品结构特性，一般会通过第2,3,4,5条结构的改变来改善产品液条结构的改变来改善产品液压特性，以满足期望值。其中第压特性，以满足期望值。其中第4，5条最为常用，效果也最为明显。条最为常用，效果也最为明显。 以下将着重针对这几条来阐述产品结构与液压特性之间的关系，以便用

5、于以下将着重针对这几条来阐述产品结构与液压特性之间的关系，以便用于指导改进液压性能。指导改进液压性能。 12/31/202110上液腔体积刚度上液腔体积刚度 橡胶主簧在泵吸液体的过程中，有一定的膨胀变形，橡胶主簧的这种膨胀特性用橡胶主簧在泵吸液体的过程中，有一定的膨胀变形，橡胶主簧的这种膨胀特性用上液室体积刚度上液室体积刚度K1来表示，定义为来表示，定义为 P / V，即压力变化与体积变化的关系。，即压力变化与体积变化的关系。下图是上液腔体积刚度与液压特性之间的关系。下图是上液腔体积刚度与液压特性之间的关系。12/31/202111 由上图可见，当上液室的体积刚度增加时，动刚度、滞后角均增加由

6、上图可见，当上液室的体积刚度增加时，动刚度、滞后角均增加，滞后角出现峰值时的频率也增加。，滞后角出现峰值时的频率也增加。 但这种结构改进方案由于需要对主簧结构进行较大改动，会导致产但这种结构改进方案由于需要对主簧结构进行较大改动，会导致产品静刚度和疲劳发生变化，所以风险较大，且难以准确定量。一般情况品静刚度和疲劳发生变化，所以风险较大，且难以准确定量。一般情况下采用不多。下采用不多。上液腔体积刚度上液腔体积刚度12/31/202112橡胶主簧的等效活塞面积橡胶主簧的等效活塞面积橡胶主簧的作用有二个，一是承受动力总成的静、动态载荷，因此具有刚度橡胶主簧的作用有二个，一是承受动力总成的静、动态载荷

7、，因此具有刚度 和和阻尼阻尼 ，二是起到类似活塞的作用，使液体在上、下液室之间来回流动，用等效，二是起到类似活塞的作用，使液体在上、下液室之间来回流动，用等效活塞面积活塞面积 来表示其特性，用来表示其特性，用Ap表示。表示。下图是等效活塞面积与液压特性之间的关系。下图是等效活塞面积与液压特性之间的关系。 由上图可见，橡胶主簧的等效活塞面积增大时，液阻悬置的动刚度，由上图可见，橡胶主簧的等效活塞面积增大时，液阻悬置的动刚度，滞后角均增加，但滞后角出现峰值时的频率下降。滞后角均增加，但滞后角出现峰值时的频率下降。 这种结构改动相对体积刚度需要地改动小一些，对零件三向静刚度和这种结构改动相对体积刚度

8、需要地改动小一些，对零件三向静刚度和疲劳影响也相对较小，但准确定量也是比较困难。疲劳影响也相对较小，但准确定量也是比较困难。12/31/202113橡胶主簧的等效活塞面积橡胶主簧的等效活塞面积 惯性通道横截面积即流道的横截面积，用惯性通道横截面积即流道的横截面积，用A1表示。表示。 惯性通道的横截面积与与液压特性之间的关系如下图。惯性通道的横截面积与与液压特性之间的关系如下图。12/31/202114惯性通道的横截面积惯性通道的横截面积 由上图可见，当惯性通道的横截面积增加时，动刚度、滞后角均下降，当由上图可见，当惯性通道的横截面积增加时，动刚度、滞后角均下降，当滞后角出现峰值时的频率增加。滞

9、后角出现峰值时的频率增加。 这种结构改动由于改动比较简单，也不涉及橡胶主簧的改动，所以常被采这种结构改动由于改动比较简单，也不涉及橡胶主簧的改动，所以常被采用来调整液压特性。用来调整液压特性。12/31/202115惯性通道的横截面积惯性通道的横截面积 惯性通道的长度即流道的长度，用L1表示。 下图是惯性通道与液压特性之间的关系。12/31/202116惯性通道的长度惯性通道的长度 由上图可见，当惯性通道的长度增加时，动刚度、滞后角均增加，滞后由上图可见，当惯性通道的长度增加时，动刚度、滞后角均增加，滞后角出现峰值时的频率下降。对比上两图可见，惯性通道的长度对液阻悬角出现峰值时的频率下降。对比

10、上两图可见，惯性通道的长度对液阻悬置性能的影响与横截面积对液阻悬置性能影响的规律是相反的。置性能的影响与横截面积对液阻悬置性能影响的规律是相反的。 惯性通道的长度变更也是调整液压特性的常用手段。惯性通道的长度变更也是调整液压特性的常用手段。12/31/202117惯性通道的长度惯性通道的长度橡胶主簧刚度，液体比重，流量阻尼系数橡胶主簧刚度，液体比重，流量阻尼系数 橡胶主簧刚度，液体比重，流量阻尼系数这橡胶主簧刚度，液体比重，流量阻尼系数这3种调整与液压特性之间关系种调整与液压特性之间关系如下。如下。增加橡胶主簧刚度，液阻悬置的动刚度增加而滞后角减少，滞后角出现峰值的频率增加。增加橡胶主簧刚度，

11、液阻悬置的动刚度增加而滞后角减少，滞后角出现峰值的频率增加。当液体当液体比重增加时，动刚度、滞后角均增加，当滞后角出现峰值时的频率下降。比重增加时，动刚度、滞后角均增加，当滞后角出现峰值时的频率下降。当流量阻尼系数增加时，动刚度、滞后角均减少。流量系数的变化不影响滞后角出现峰值时当流量阻尼系数增加时，动刚度、滞后角均减少。流量系数的变化不影响滞后角出现峰值时的频率。的频率。 由于这由于这3中方案改进会引起其他变化，所以实际上很少予以采用。中方案改进会引起其他变化，所以实际上很少予以采用。12/31/202118其他因素与液压特性之间的关系其他因素与液压特性之间的关系 除了上述几种结构与液压特性

12、之间的关系，实际中还可以采用其他方式改除了上述几种结构与液压特性之间的关系，实际中还可以采用其他方式改善产品液压特性。善产品液压特性。 1.皮碗倒吸。皮碗倒吸。 皮碗倒吸通过在组装产品时，预压主簧来实现，预压越多，倒吸越厉害。皮碗倒吸通过在组装产品时，预压主簧来实现，预压越多，倒吸越厉害。 从下图是皮碗倒吸程度与液压特性之间的关系，从下图是皮碗倒吸程度与液压特性之间的关系，12/31/202119主簧预压10mm 主簧预压6mmFrequency（Hz） 从上图可以看出，增加预压量（倒吸越多），动刚度降低而滞后角增加从上图可以看出，增加预压量（倒吸越多），动刚度降低而滞后角增加，滞后角峰值频率

13、降低，滞后角峰值频率降低 皮碗倒吸是一个能有效改善液压特性的手段，对液压产品而言，一般都皮碗倒吸是一个能有效改善液压特性的手段，对液压产品而言，一般都要求皮碗倒吸。要求皮碗倒吸。12/31/202120其他因素与液压特性之间的关系其他因素与液压特性之间的关系 2.改变解耦膜厚度改变解耦膜厚度 带解耦膜的液压悬置与不带解耦膜的相比，主要优势是能够降低高频区带解耦膜的液压悬置与不带解耦膜的相比，主要优势是能够降低高频区域的动刚度。域的动刚度。 解耦膜厚度增加，则动刚度和滞后角均增加解耦膜厚度增加，则动刚度和滞后角均增加，峰值频率基本不变。峰值频率基本不变。12/31/202121其他因素与液压特性之间的关系其他因素与液压特性之间的关系12/31/202122总结总结 液压悬置在汽车上的应用比较广泛，一般高档汽车都使用液压悬置，在液压悬置在汽车上的应用比较广泛，一般高档汽车都使用液压悬置，在个别豪华轿车上，甚至使用主动式液压悬置。所以掌握液压悬置性能的个别豪华轿车上，甚至使用主动式液压悬置。所以掌握液压悬置性能的规律变化比较重要。规律变化比较重要。 虽然液压悬置性能的调整相比橡胶悬置比较复杂，但