汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训

汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训

Welcometothistraining欢迎参加本次培训 主讲人：XXX学时：21目录一、橡胶材料二、橡胶衬套的组成三、橡胶衬套的分类四、橡胶衬套的结构及特性五、橡胶衬套作用六、橡胶衬套与悬架的关系

汽车技术培训-2汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训一、橡胶材料天然橡胶由橡胶树上流出的胶乳制取，大约有5000个异戊二

烯（C5H8）单体构成的一种链状高分子1.1天然橡胶天然状态下分子结构呈线性，由很长的分子链构成，分子链之间相互不产生交联，具有较大的柔顺性。汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训3一、橡胶材料1.1天然橡胶在外力作用下:分子链本身的伸张或收缩表现为天然橡胶的超弹性分子链之间的相互摩擦表现为天然橡胶的粘性分子链之间的错动表现为天然橡胶的塑性。因此天然橡胶具有超弹性、粘性阻尼特性、大变形时的塑性三个重要的物理特性，且对温度非常敏感。这些物理特性使其变得柔软、胶粘，很少得到实际应用汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训4一、橡胶材料1.2生胶生胶：未硫化的橡胶胶料即没有加入配合剂且尚未交联的橡胶。属于弹粘性体，在去除外力时不具备恢复原状。一般由线型大分子或带有支链的线型大分子构成，可以溶于有机溶剂。可塑性和粘着性是生胶最重要的特性混炼胶：生胶与配合剂经加工混合均匀且未被交联的橡胶。常用的配合剂有硫化剂、促进剂、活性剂、补强填充剂、防老剂等。1.3混炼胶汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训5一、橡胶材料硫化胶：混炼胶在一定的温度、压力和时间作用下，经交联由线型大分子变成三维网状结构而得到的橡胶。一般不溶于溶剂。1.4硫化天然橡胶橡胶的填充物通常是炭黑微粒(20nm-50μm)，炭黑微粒的填充改善了分子链之间相对运动时对分子链的磨损破坏，且增强了对机械能的耗散能力，使橡胶阻尼特性和弹性特性得到增强。硫化过程中硫原子在分子链的交叠处把天然橡胶分子链交联

在一起。硫化工艺加强了橡胶的强度和弹性，使之很难发生

塑性变形，且减少了对温度的敏感程度。6汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训一、橡胶材料1.4硫化天然橡胶橡胶的填充物通常是炭黑微粒(20nm-50μm)，炭黑微粒的填充改善了分子链之间相对运动时对分子链的磨损破坏，且增强了对机械能的耗散能力，使橡胶阻尼特性和弹性特性得到增强。7汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训一、橡胶材料

橡胶经过硫化和填充两个工艺后，其力学性能主要是弹性特

性和阻尼特性，在不同的使用工况下，它们使橡胶件表现为

两种重要的特性：即静态力学特性和动态力学特性1.4硫化天然橡胶

橡胶材料的静态力学特性是指在缓慢加载工况下，通常是线

性加载，橡胶应力应变行为特性。

橡胶元件的静态力学特性是指在缓慢线性加载工况下，橡胶

元件变形δ(t)与外力F(t)的变化关系，称为橡胶元件的静刚度特性。8汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训一、橡胶材料1.4硫化天然橡胶橡胶材料的静态特性9汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训一、橡胶材料

动态力学特性是橡胶材料在受到大小和方向不断变化的外力

作用时表现出来的力学行为，是在加载正弦力作用下的应力

应变行为特性。1.4硫化天然橡胶10汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训二、橡胶衬套的组成2.1橡胶衬套组成外筒、内筒、橡胶部分11汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训二、橡胶衬套的组成2.1橡胶衬套组成常见的橡胶衬套很难提供在低频振动控制时所需要的大

阻尼。液压衬套是一种可在一个较大的频率范围内提供

大阻尼和大刚度的振动控制元件12汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训三、橡胶衬套的分类压缩型橡胶衬套能够承受较大的载荷，多用于载荷大或橡胶空间余量小的场合。按照橡胶衬套的形状：压缩型、剪切型、复合型13汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训14三、橡胶衬套的分类隔振块14汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训15三、橡胶衬套的分类剪切型橡胶衬套多用于希望主方向的弹簧常数特别低的场合或载荷轻的场合15汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训16三、橡胶衬套的分类控制臂衬套副车架衬套16汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训17三、橡胶衬套的分类复合型橡胶衬套，在以上两种橡胶衬套的弹簧常数比均不能达到要求时，常采用这种形式的橡胶衬套，这种衬套能够承受剪切和压缩载荷17汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训18四、橡胶衬套的结构和特性橡胶变形与刚度特性18汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训19四、橡胶衬套的结构和特性19汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训20四、橡胶衬套的结构和特性橡胶筒形衬套与刚度特性20汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训21四、橡胶衬套的结构和特性(2)对(1)若橡胶厚度增加一倍P方向刚度为1/2(3)对(2)嵌入中间板只能使Q方向刚度变硬21汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训22四、橡胶衬套的结构和特性(4)若对端部配置橡胶，便形成如图所示的特性(5)设计成有减弱槽结构，可改变弹簧特性22汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训23四、橡胶衬套的结构和特性静刚度特性曲线的非线性是橡胶材料的非线性和金属约束面的共同作用动刚度以及阻尼频率随频率的增加而增大动刚度随温度增大而减小，随振幅的增大而减小静、动刚度随橡胶材料的弹性模量增加而增加23汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训24五、橡胶衬套功用橡胶的弹性模量较金属的小，隔振减噪效果显著

橡胶0.2~8Mpa；金属2.10GPa5.1优点橡胶的形状不受限制，各方向的刚度可在一定范围内自由的选择，变更起来也较容易；能适当的选择三个方向的弹簧刚度比

能很容易的与金属件牢固结合，大大简化了固定和支撑结构，使整车质量降低，另外与金属容易结合使得衬套可以承受多方向的载荷

24汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训25五、橡胶衬套功用硫化橡胶的内部摩擦比金属内部的摩擦大，且具有随频率增大而增大的倾向，故在共振时振幅较小。内部摩擦产生的阻尼可以吸收振动和冲击能量5.1优点25汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训26五、橡胶衬套功用隔振缓和从路面传来的振动及冲击，在不改变低频段的隔振特性的前提下，能够大大改善系统在高频段的隔振效果隔离高频固体振动，降低路面不平度引起的车内噪声。5.2功用26汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训27五、橡胶衬套功用起万向铰的功能，可以避免一些零件在使用中受弯和早期磨损。

5.2功用通过调整易改变悬架的特性，实现悬架的精确设计。27汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训28六、橡胶衬套与悬架6.1橡胶衬套与前悬架车辆在起伏路面行驶时,可认为输入轮胎的力是上下方向，Z方向的刚度小利于车辆的平顺性、舒适性。车辆驶过道路接缝、减速带等小凸起时，不仅有上下力，还有相当大的前后力，X方向刚度小利于缓和冲击。

Y向刚度大，提高了汽车的横向刚度，抗侧倾性好，从而提高汽车的操控性。28汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训29六、橡胶衬套与悬架6.1橡胶衬套与前悬架转弯行驶受侧向力时（图中左转）衬套A的变形小衬套B的变形大车轮产生负前束车辆趋于不足转向29汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训30六、橡胶衬套与悬架6.1橡胶衬套与前悬架30汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训橡胶衬套要综合考虑汽车的操纵稳定性和平顺性的要求。六、橡胶衬套与悬架31汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训

悬架衬套的要求

从操纵稳定性的角度：Kx/Ky要高；Kz高。

从平顺性的角度：为了降低振动，要求大阻尼（低频、大振副激励）；为了降低噪声，要求低刚度（高频、小振幅）6.1衬套设计六、橡胶衬套与悬架32汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训混合胶料的衬套结构：混合胶料衬套的性能动静比越低、其内部的阻尼越小，对改善疲劳有好处。6.1衬套设计六、橡胶衬套与悬架33汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训多级性能的衬套(1)对扭转梁悬架，纵向刚度的要求为：从舒适性的角度讲：要求纵向方向的刚度低；从操纵稳定性的角度讲，要求Kx/Ky大。(2)实现方式液压衬套可以在径向和轴线两个方向实现。6.1衬套设计六、橡胶衬套与悬架34汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训6.1衬套设计六、橡胶衬套与悬架35汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训6.1衬套设计六、橡胶衬套与悬架36汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训

当激振频率比较低时，动刚度低；高频激振时，流道中的流体来不及流动，因而刚度大；激振频率在两者之间时，流道中的流体象一个动力吸振器，它可以抑止悬架系统的一些部件的刚体模态。它广泛的应用于控制臂的衬套、副车架衬套、扭转梁悬架衬套和多连杆悬架纵臂的衬套。

6.1衬套设计六、橡胶衬套与悬架37汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训轴向型6.1衬套设计六、橡胶衬套与悬架38汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训径向型6.1衬套设计六、橡胶衬套与悬架39汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训动刚度6.1衬套设计六、橡胶衬套与悬架40汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训滞后角6.1衬套设计六、橡胶衬套与悬架41汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训轴向型液压衬套和橡胶衬套在径向方向动态特性的对比6.1衬套设计六、橡胶衬套与悬架42汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训43六、橡胶衬套与悬架转弯受侧向力时6.2橡胶衬套与前悬架43汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训44六、橡胶衬套与悬架Fy转弯受侧向力时6.2橡胶衬套与前悬架44汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训45六、橡胶衬套与悬架受纵向力时b点侧向位移大于a点，b点退让悬架被向后压车轮前束6.2橡胶衬套与前悬架45汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训46六、橡胶衬套与悬架6.2橡胶衬套与前悬架TestTestDateLong_Brake_Compliance_var_g_Test.tst7-MAY-200811:39:24VehicleMakeVehicleModelFAWA501VehicleYearVIN2008LFPH3ACCX71A83790Comment1Comment2Comment3TrendFitEquation=(Right)-5,190186E-06x^2+-2,22556E-03x+0,2606705TrendFitEquation=(Left)-7,606431E-07x^2+-1,426873E-03x+1,218684E-02MINNminMAXNminNMINminNMAXmin-2013,030,002008,503,3099,89-1,321988,283,96-2019,65-0,502008,135,44-2007,94-1,161963,005,77<-backwardsforwards-><-Toe-outToe-in->Long.BrakeTest46汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训47六、橡胶衬套与悬架受纵向力时6.2橡胶衬套与前悬架47汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训48六、橡胶衬套与悬架6.3橡胶衬套与后悬架车辆在起伏路面行驶时,可认为输入轮胎的力是上下方向，Z方向（主要是副车架衬套）的刚度小利于车辆的平顺性、舒适性。车辆驶过道路接缝、减速带等小凸起时，不仅有上下力，还有相当大的前后力，X方向刚度小利于缓和冲击。

Y向刚度大，提高了汽车的横向刚度，抗侧倾性好，从而提高汽车的操控性。48汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡胶衬套及其与悬架关系分析培训49六、橡胶衬套与悬架转弯受侧向力时（车辆左转）6.3橡胶衬套与后悬架衬套A的变形大衬套B的变形小车轮产生前束车辆趋于不足转向Fy49汽车技术培训-汽车技术培训-汽车用橡