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汽车新技术第7章 发动机液压悬置

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(现代汽车新技术概论)第七章汽车现代悬架技术

(现代汽车新技术概论)第七章汽车现代悬架技术

图7.10 光电式转角传感器安装位置及构造
1、2转角传感器；；3—光电耦合器；4、7—遮 图7.11光电式转角传感器
光盘；5—转向轴；6—圆盘
其工作原理图
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3）车速传感器 悬架控制模块可从车速传感器，各种其他控制模块或多路传输网络 接收车速信号输入，用于实现系统的各种控制功能。 4）加速信号 当汽车启动或突然加速时，动力传动控制模块（PCM）根据节气门 位置传感器信号或空气流量信号生成加速信号，然后将加速信号提 供给悬架控制模块，悬架控制模块控制执行器使其转换到硬阻尼状 态，以便减少汽车抬头（后坐）。 5）车门信号 悬架控制模块利用车门信号实现系统的某些功能，如在车门打开时 防止排气或保持目前行驶高度等。在车门关闭时，系统恢复正常工 作状态。 6）制动开关 当汽车制动时，制动开关给悬架控制模块一个制动信号，悬架控制
分为油气式主动悬架和空气式主动悬架。
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各种独立悬挂形式的应用实例：
双横臂式：
• 如图7.3所示。红旗CA7560、
依维柯等的前悬挂；它有两
个不等长的摆臂，当车辆在
不平路面行驶，车轮可以上
下跳动、左右摆动旋转。装
在横梁与下臂间的螺旋弹簧
与减振器，可支承车重并减
缓冲击载荷。此外，在左右
轮下摆臂处，装有稳定杆；
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根据电动机与电磁铁的通电方式，可以形成3种阻尼， 通电方式见表7-2
表7-2 电动机与电磁铁的通电方式
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2．主动悬架系统的结构和工作原理
1）空气弹簧主动悬架系统 图7.21是一种空气式主动悬架的工作原理图。在这个控制系统中， 用到了5个基本行车工况和车身状态传感器：

液压悬置性能及结构特点

液压悬置性能及结构特点
– 5、产品承受较大的侧向载荷时，需要注意结构件的强度是否能否满足要 求；
梯形液压悬置
• 梯形液压悬置性能特点
• 优点：
– 1、阻尼角峰值频率的调整比较容易，解耦效果比 较容易实现；
– 2、能够承受较大的纵向冲击载荷； – 3、容易在零件上搭载其他附件（如膨胀箱）； – 4、能够在较小的Y向空间条件下实现零件布局；
• 液压衬套
Hydraulic Torque Link
零件结构特点：由橡胶主簧+外管+尼龙插片组成，橡胶主簧+ 外管构成两个流道及两个液压腔，从而得到一定的液压特性， 中间加尼龙插片控制零件的动态特性。
另：由于零件无解耦膜，所以零件所表现的液压特性均为流 道特性。
250
45
K* (N/mm) Phase (deg)
状态1：IDLE
上液室的液体直接从流道 板的入口通过阀杆进入皮 碗腔，悬置液压特性不作 体现，动刚度低，隔振性 能良好。
K* (N/mm) Phase (deg)
500
6
400
5
4 300
3 200
2
100
1
0
0
0
10
20
30
40
50
Axial Frequency (Hz)
状态2：ON ROAD
0 0
PP=1.0mm
50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 (mm)
DYNAMIC STIFFNESS
LOSS ANGLE
K* (N/mm) Phase (deg)
高频、小振幅（普通液压悬置）
600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100

发动机悬置设计介绍中文译文

发动机悬置设计介绍中文译文

为得到非线性弹簧特性的构造。
通常，设有阻塞橡胶并且和悬置橡胶为一体，由此可以得到非线 性弹簧特性。
（ａ）想得到2方向硬，另1方向软时： 如果采用筒型（右图的形状）， 与轴向的弹性模数k１相比， 轴垂直方向的弹性模数k２相当大， ｋ１/ｋ２可以取到10左右。
（ｂ）想得到1个方向硬，其它2个方向软时： 加入中间连接板，可以增大弹性模量比。（左下図）
（３）特别要求耐候性加硫橡胶 ・CR (Chloroprene Rubber)
・PDM
(Ethylene Propylene Rubber)
（４）要求特大衰减力加硫橡胶 ・IIR (Isobutylene Isoprene Rubber )
（５）特别要求耐热性加硫橡胶 ・EPDM（Ethylene Propylene Rubber）
发动机悬置的对策例
・减小弹性模数。 ・加动力阻尼器。 ・车身弯曲振动制振 ・利用散热器做动力阻尼器。
急加速・减速时的振动 （晃动振动）
发生机理
急加速・減速⇒发动机摇动 ⇒车身振动
（FF车因发动机、变速器、传动 系为一体，故晃动剧烈）
发动机悬置的对策例
・加大弹性模量、衰减。 •做成非线形弹性模量。
发动机上下颤动
防振支承时固有频率的求法 固有频率根据机械的重量和防振橡胶的弹性模数按照⑵式求得
f=固有频率（Hz） K=防振橡胶的动弹性模数(N/mm) m=防振橡胶支承的载荷(kg)
考虑1G状态的载荷进行设计
考虑1G状态下加在悬置上的载荷来设计悬置橡胶。
载荷
δ=载荷/静弹性模数 设定在1G状态下处于中心位 置。
怠速振动 车身的越前端对上下的感度越高，所以通常前悬置的刚度比后悬置
低时，怠速振动好。

发动机悬置的结构、作用、设计要求

发动机悬置的结构、作用、设计要求

发念头悬置的结构、作用、设计要求之答禄夫天创作1.时间：二O二一年七月二十九日2.概述：随着以后底盘、发念头技术的日臻完善,车辆的振动、噪声的控制转而成为各个整车厂在研发上的重中之重.据统计分析在一个车辆系统的上万个零部件中,对振动起关键作用的年夜概有二百个.它们又分别在整车的振动系统中起分歧的作用.这里仅对发念头发生的振动经由发念头悬置到车身的振动系统的结构、作用、设计要求给出一定水平的论述和说明.整车分歧的部件都有自己的固有频率,见下表：振动情况及位置频率Hz路面激励的频率范围车体1~3座椅和驾驶员4~8发念头总成5~18前后桥10~16车轮共振11~15排气管机械系统12~22发念头的振动频率范围怠速颤动20~30车体弯曲扭转25~40方向盘颤动25~40基于汽车振动学的相应设计优化,应最年夜可能的防止整车主要部件在各种工况下的振动耦合.悬置的作用概括来说就是对发念头振动和路面激励的隔离和吸收,减少乘客舱中人所受的影响,降低其他零部件因为过多振动发生的疲劳破坏.3.悬置系统的结构3.1安插概念：◆前轮驱动——较低排量,◆后轮驱动——较年夜排量.●动力总成纵置,如海狮、阁瑞斯.●动力总成横置,如尊驰、骏捷等.4G63 4G64 4G93 4G18等动力总成中华 1.8T 宝来等车的动力总成.3.2结构概念：●橡胶悬置悬置结构为橡胶＋金属支架,在低频、年夜振幅的动刚度和滞后角变动小.在高频、小振幅激励下的动刚度和滞后角变动不年夜,容易发生静态硬化现象,经常使用于发念头前后悬置,阻止发念头过渡扭转.●液力悬置悬置结构为橡胶形腔＋液体（乙二醇）＋金属支架,在低频、年夜振幅的激励下具有年夜阻尼；在高频、小振幅的激励下具有小刚度.可根据实际和本钱情况决定采纳一个液压悬置还是采纳多个液压悬置.经常使用于发念头左右悬置.4.发念头悬置系统的设计要求4.1确定发念头悬置系统的主要因数：悬置的位置和静态刚度：自重,加减速,弯道行驶,启动关车及交变载荷.悬置的静态刚度：怠速振动的隔离,加减速和常速行驶,与轮胎车桥的振动耦合.悬置的阻尼：橡胶,液力和空气悬置的阻尼,特性是频率和位移的函数.4.2静刚度曲线,如下图.暗示悬置受载荷与位移的关系.●静态下沉与固有频率有如下图关系.●悬置刚度曲线上各工作区：线性工作区是指在一般载荷下,悬置能对振动起很好隔离和吸收的工作段.设定某一载荷工况为曲线的拐点,橡胶刚度曲线进入非线性区.并最终设定一个限位,以防止在任何工况下发生刚性零件的干涉.约束动力总成在空间运动的最年夜位移和最年夜角度.如下图：限位区三档全载拐点线性工作区最年夜限4.3动力总成的固有频率和振型根据理论力学的理论,当我们视动力总成为一个刚体的时候,它在发念头舱中运动分别包括沿X、Y、Z三轴向的平动及绕X、Y、Z轴的转动,即横向、纵向、垂直、偏转、俯仰、滚转六个自由度.对振动系统来说,它的振动传递率跟振动激励的频率、振动系统自身的频率及系统阻尼有关,振动系统的传递率公式如下：,其中为振动传递率；为频率比；为阻尼比,下图所示为分歧阻尼比的系统传递率曲线.从而可以看出,只有那时,系统才华起到隔振的作用.而发念头的振动激励频率年夜于即是25Hz,也就要求动力总成刚体振动固有频率上限为17.68Hz.为防止振动耦合,所有着六个动力总成的刚体模态必需高于驱动轴固有频率又要低于轮胎的固有频率,在5—15Hz之间.年夜致的分布如下：4.4横置发念头的波动分析.另一方面,作为发念头悬置系统的另一环.路面激励传至发念头再经由悬置反馈于车体,在车内也会发生相应的振动及噪声特征.在轮下加载相应路面激励功率谱,悬置在发念头侧和车身测会发生相应位移,进而在座椅滑轨上将激出相应的加速度.下图是模拟和测试值的分歧.4.5怠速颤动分析怠速是发念头的一个经常使用工况,所以通常情况下,发念头的一阶振动可以通过发念头内部的平横轴等部件消除（有的装有双平衡轴的发念头对二阶的振动也能起到很好的抑制作用）.二阶的振动在怠速区的频率约为2035Hz,这个频率刚好又和车体弯曲和转向系统的固有频率段比力接近,所以发念头的怠速区在二阶的振动一定要避开动力总成的刚体模态,又要和车体弯曲和转向系统的固有频率段由很好的区分.而把分歧防止的振动耦合放到不会引起长时间不适的启动停车阶段.见下图：通过实际工程经验,可以根据悬置力和动刚度在设计之初估算振动和噪声水平.。

发动机液压悬置解读

发动机液压悬置解读

6
2 发动机液压悬置的结构
液压悬置按控制方式可以分为被动悬置、 半主动悬置和主动悬置三种。半主动悬置和 主动悬置虽然在隔振降噪性能方面要优于被 动悬置，但由于它们的结构比较复杂、成本 较高、系统稳定性较差等问题，而使得它们 没有被广泛使用。现在的汽车上使用最广泛 的还是被动式液压悬置。
早期的液压悬置内部被分为上、下两个液室，两 液室之间通过一个简单的阻尼孔或者螺旋型的惯性 通道连通，如图1所示。
为了改善液压悬置高频时的隔振性能可以在两液 室之间加入解耦膜，这就是目前应用非常广泛的惯 性通道-解耦膜式液压悬置，如图2所示。
图1
无解耦膜的液压悬置图
图2
惯性通道-解耦膜式液压悬置图
液压悬置是由许多部件组成的复杂装置, 目前经济型轿车使用最 多的液压悬置是惯性通道- 解耦盘液压悬置。这种类型的液压悬置 可能在具体的元件形式和液体介质等方面略有差别, 但基本结构和 功能都一致, 典型的液压悬置结构如图3所示。
图3 液压悬置结构示意图 1. 联结螺栓 2. 金属骨架 3. 橡胶主簧 4. 限位支撑 5. 金属外罩 6. 惯性通道入口 7. 惯性通道上半部 8. 惯性通道 9. 解耦盘 10.下腔室底膜 11. 底座 12. 定位销 13. 联结螺栓 14. 气孔 15. 惯性通道下半部分
3 发动机液压悬置的原理
我国对发动机液压悬置的应用始于20世 纪90年代，1991年液压悬置随一汽Audi轿 车引进而进入我国，随后国内各大汽车厂 和研究院所不断引进新车型，并开展相关 研究，研究成果较好的有吉林工业大学、 清华大学和长春汽车研究所等单位，但没 实现国产化。
4.2 液压悬置的研究现状
研究单位 从事悬置研究的单位很多，国外的既有如美国通用公 司、日本三菱公司，德国奔驰、大众公司等著名汽车生 产商，也有如德国 Freudenberg 公司这样专门从事汽车 悬置系统设计和悬置元件开发的公司，还有如美国俄亥 俄州大学、西北大学、北达科他州大学等专业科研单位。 国内从事悬置研究的单位主要有一汽、二汽神龙汽车、 吉林工大和清华大学等。相比之下国外开展液压悬置研 究的时间较长，对悬置的减振机理和动特性的研究比较 深入，研究的重点以悬置的设计创新为主。国内的研究 起步比较晚，重点主要以消化吸收国外同类轿车的悬置 系统布置方式和研究现有悬置产品的动特性为主。

发动机悬置系统课件PPT67页

发动机悬置系统课件PPT67页
相对主要起振力方向(滚动方向)的输入、应尽量避免发生其他的方向成分。
→将主悬置配置在惯性主轴上当然是最理想的、 但是如果难以实现的话、应该极力减小与惯性主轴线 的偏移量、或者将其配置在与惯性主轴相平行的轴线上。
扭矩滚轴
非偶合化的观点
第25页，共67页。
（得失）
关于发动机悬置的布置②种类-1)惯性主轴方式悬置 3/3
W-E的情况下、相位差増加为等级（Level）增加、 E-W的情况下、等级最小时的相位有最佳值。
关于怠速振动的对策⑥弹性体；滚动＋反弹传递2/2
２悬置间的车身感度相位差
第46页，共67页。
关于怠速振动的对策⑦主悬置位置的离散考虑1/5
・至此、只有以振动传递为主的2个滚动悬置 发生影响、没有考虑在扭矩滚轴上配置主悬置。
具体的讨论项目
第34页，共67页。
关于怠速振动的对策①怠速振动要因
・ 发动机的滚动力矩与上下力为起振力。 ・ 怠速振动是指各悬置点传递的 发动机滚动振动、与车体对上下振动的 振动回应的合成。 ・悬置的传递特性、是以悬置系统的滚动刚性值 和上下刚性值来评价的、与悬置的方式无关。
以下、将发动机悬置简化、分析发动机起振力的传递性。
第5页，共67页。
发动机悬置要素的具体实例 3/3
第6页，共67页。
发动机悬置的主要作用有一下3点： ①支撑重量（重量分担性） ②抑制动态位移（搭载性） ③降低振动传递（防振性）
发动机悬置的作用
第7页，共67页。
由于发动机悬置是通过介入弹性体来支撑动力装置的重量、对于分担的重量、悬置需要具备能够在充分的线形区域进行支撑的静态弹簧系数。
发动机悬置的作用①重量分担性 1/2
Ｋ
x
F

发动机液压悬置

发动机液压悬置

第四节 理赔工作的主要流程
• （26）停车场收据正本； • （27）权益转让书； • （28）盗抢车辆报告表； • （29）公安报案受理表； • （30）公安刑侦部门60天未破案证明，失窃车辆
牌证注销登记表；
• （31）单位营业执照复印件。 • 五、赔案制作 • 包括责任审核，费用核定，赔损计算，综合报告，
第7章 发动机液压悬置
7.1 概述 7.2 发动机悬置的功能和基本要求 7.3 液压悬置结构和工作原理 7.4 液压悬置的发展方向
7.1 概述
发动机悬置：即是指连接发动机与车架间的支撑块（体）。 汽车的舒适性（即NVH性）是汽车，特别是轿车的主要性能指标。引起 汽车振动的振源主要有两个：一是汽车行驶时的路面随机激励；二是发动机工 作时的振动激励。
卡原件；
第四节 理赔工作的主要流程
• （6）驾驶证复印件； • （7）修车发票； • （8）必要的、合理的施救费发票； • （9）事故证明，由保险公司确认的事故，也可由
事故单位自行证明；
• （10）事故责任认定书； • （11）事故调解书； • （12）第三者身份证复印件； • （13）伤者诊断证明； • （14）残疾鉴定报告； • （15）出院小结；
• 一、出险受理 • 包括受理报案，查抄底单，登记立案等。 • 保险公司接到被保险人的报案后，要立即查抄底
单，登记立案。
• 二、现场查勘 • 包括现场调查和施救保护。 • 保险公司理赔人员在登记立案后，要立即赴现场
进行查勘，并进行必要的继续施救工作，以减少 损失。
第四节 理赔工作的主要流程
• 三、损失确认 • 在现场查勘中，保险公司理赔人员要取得被保险
• (1)资金投入大、工作效率低、经济效益差。 • (2)理赔业务透明度差，有失公正。 • （二）物价评估 • 即公安交通管理部门委托物价部门强制定
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7.1 概述 7.2 发动机悬置的功能和基本要求
7.3 液压悬置结构和工作原理
7.4 液压悬置的发展方向
7.1 概述
发动机悬置：即是指连接发动机与车架间的支撑块（体）。 汽车的舒适性（即NVH性）是汽车，特别是轿车的主要性能指标。引起 汽车振动的振源主要有两个：一是汽车行驶时的路面随机激励；二是发动机工 作时的振动激励。
7.3 液压悬置结构和工作原理
图７-５ 静刚度示意图
7.3 液压悬置结构和工作原理
图７-６ 解耦式液压悬置的动特性曲线
7.4 液压悬置的发展方向
被动式液压悬置元件的研究主要集中在三个方面： (1)合理地设计橡胶主簧的结构和形状，以改善橡胶主簧内部的应力分布， 提高其疲劳寿命，或者获得合理的刚度特性组合(垂向刚度、体积刚度）。 (2)研究具有不同结构的液压悬置的动刚度和阻尼的频率特性，并研究结 构参数对其动特性的影响规律。 (3)针对不同车型和具有不同转速特性的发动机，以力传递率或位移传递
成低频振动。
(4)悬置应在25Hz附近具有较低的动刚度，以衰减怠速振动。 (5)悬置在高频范围内（>50Hz)，具有小阻尼、低动刚度特性，以降低振 动传递率，衰减高频噪声，提高降噪效果。 (6)能够适应发动机舱的环境，造价合理。 从上述要求看到，对发动机悬置的要求很复杂，有些要求之间互相矛盾。 传统橡胶悬置是无法满足这一要求的，液压悬置较好地满足了这一要求。
7.3 液压悬置结构和工作原理
工作原理： 当液压悬置受到低频、大振幅的激励时，如果橡胶主簧被压缩，上腔体积 减小，压力升高，迫使液体流经惯性通道被压入下腔;如果橡胶主簧被拉伸，上
腔体积增大，压力减小，下腔内液体流经惯性通道被吸入上腔。这样，液体经
惯性通道在上、下腔之间往复流动。当液体流经惯性通道时，惯性通道内液柱 惯性很大，在惯性通道的出、入口处为克服惯性通道内液柱的惯性损失了大量 的能量，称之为“惯性能量损失”。它使得液压悬置能很好地耗散振动能量，
7.3 液压悬置结构和工作原理
典型的液压悬置具备以下几个特点： (1)橡胶主簧用来承受动力总成的垂向和侧向的静、动载荷，其体积刚度 对液压悬置的动特性有重要影响。 (2)至少有两个独立的液室，能使液体在它们之间流动。
(3)两液室之间有能产生阻尼作用的孔或惯性通道，对于有解耦作用的液
压悬置，还应有解耦盘或解耦膜。图7-3所示结构还包含补偿孔。 (4)液压悬置内部有液体工作介质，有些多室式液压悬置内部还有气室。 液室与外部应有良好、可靠的密封。
(6)悬置失效时应考虑充足的保护措施。
7.2 发动机悬置的功能和基本要求 理想的动特性要求： (1)悬置具有较大静刚度，以支承发动机静重和输出大的转矩。
(2)悬置在低频下具有大阻尼、高动刚度特性，以衰减汽车起动、制动、
换挡以及急加速、减速等过程中因发动机输出转矩波动引起的动力总成低频振 动。 (3)在7 ~12Hz范围内具有较大阻尼，以迅速衰减因路面激励引起的动力总
普 通 高 等 教 育规划 教材
QICHE
XINJISHU
汽车新技术
（第二版）
第1章
汽车发动机
第7章 第8章 第9章 第10章 第11章
发动机液压悬置 发动机双质量飞轮 车身 汽车轻量化 智能汽车
第2章
第3章
自动变速器
转向
第4章
第5章 第6章
悬架
制动 汽车NV.2 发动机悬置的功能和基本要求
基本要求： (1)悬置本身应能承受正常的工作负载及变形而不损坏。 (2)悬置系统设计时要考虑能经受非常规的冲击及碰撞等。 (3)悬置系统应当能保护发动机及整车的相关零部件避免由于激振引起损坏。 (4)悬置系统设计时必须要考虑允许的必要位移及变形而不引起干涉。 (5)悬置系统本身尽量避免对悬置连接点及缸体施加额外负载。
力总成质量及驱动反力矩引起的悬置变形，合理地分配每个悬置所承受的载荷，
这样才能保证汽车动力总成处于合理的设计位置，保证整个悬置系统的使用寿 命。 (2)限位作用。发动机在受到各种干扰力（如制动、加速或其他动载荷）
作用的情况下，悬置应能有效地限制其最大位移，以避免与相邻零部件发生碰
撞或运动干涉,确保动力总成正常工作。 (3)隔振作用。悬置系统应尽可能降低动力总成和底盘及车身之间的双向 振动传递，满足整车平顺性和舒适性要求。
率在某一频段内最小为目标，优化液压悬置的内部结构参数。
7.4 液压悬置的发展方向
被动式液压悬置产品，按
照其结构和性能可分为三代:阻 尼孔或惯性通道式液压悬置属 于第一代，惯性通道解耦盘或 解耦膜式液压悬置属于第二代， 惯性通道解耦膜节流盘式液压 悬置属于第三代。从第一代到 第三代，结构越来越复杂，但 是性能越来越好。表7-1所示 为被动式液压悬置发展过程。
图7-1发动机悬置发展过程
7.1 概述
国外液压悬 置经过多年的发
展，结构由简易
到复杂，由被动 式液压悬置发展 到半主动式和主
动式液压悬置，
现已形成了多种 类的液压悬置产 品，如图7-2所示。
图７－２ 液压悬置的分类
7.2 发动机悬置的功能和基本要求
主要功能： (1)支承作用。悬置系统最基本的作用是支承动力总成，因此必须考虑动
7.3 液压悬置结构和工作原理 图7-3所示为某动力总成液
压悬置，该悬置系统采用三点
支承，前两点采用液压悬置， 后点采用橡胶悬置。
图7-3 某汽车动力总成液压悬置结构 １-连接螺柱，２-金属骨架，３-橡胶主簧，４-缓 冲限位盘，５-解耦盘，６-惯性通道入口，７-惯 性通道体上半部分，８-惯性通道，９-惯性通道体 下半部分，１０-底膜，１１-底座，１２-安装定 位销，１３-连接螺栓，１４-空气室，１５-气孔 ，１６-补偿孔
从而达到衰减振动的目的。
7.3 液压悬置结构和工作原理
液压悬置的静、动特性： 液压悬置的特性主要表现在Z 方向上，其他方向与橡胶悬置差不 多，因此这里只着重考虑Z方向的 静动特性曲线。图7-4所示为某车 的液压悬置，图7-5所示为其静刚
度，图7-6所示为解耦式液压悬置
的动特性曲线。
图７-４ 带惯性通道的解耦盘—膜式液压悬置 结构简图 1-连接螺杆;2-限位挡盘;3-橡胶膜;4-盘状支承圈 ;5-底座;6-下惯性通道体;7-上惯性通道体;8-橡 胶底膜;9-橡胶主簧座；10-橡胶主簧；11-杯形 骨架；A-上液室；B-下液室;C-空气室;D-惯性 通道