功能性橡胶在汽车底盘上的应用PPT课件
橡胶衬套及悬架
在疲劳试验机上对橡胶衬套进行循环 疲劳测试，测量其疲劳寿命和疲劳强 度等参数。
弯曲疲劳测试
在弯曲试验机上对橡胶衬套进行弯曲 疲劳测试，测量其弯曲疲劳寿命和弯 曲疲劳强度等参数。
05
橡胶衬套及悬架系统的未来
发展
新材料的应用
高性能合成橡胶
随着材料科学的进步，高性能合成橡 胶在橡胶衬套及悬架系统中的应用将 更加广泛，以提高耐久性和性能。
橡胶衬套的应用领域
汽车工业
建筑行业
橡胶衬套广泛应用于汽车的悬挂系统、 转向系统和发动机支撑等部位，提高 车辆的行驶平顺性和稳定性。
在建筑领域，橡胶衬套可用于桥梁、 高层建筑等大型结构的减震和隔震， 提高结构的抗震性能和安全性。
机械制造
在机械制造领域，橡胶衬套可用于各 种机械设备中，起到减震、降噪和缓 冲的作用，提高设备的可靠性和使用 寿命。
减震器悬架
在螺旋弹簧基础上增加减震器，进一 步提高了乘坐舒适性和行驶稳定性。
多连杆和空气悬挂悬架
现代高级车型中广泛采用的多连杆和 空气悬挂系统，能够实现更精确的车 轮定位和更好的舒适性。
03
橡胶衬套在悬架系统中的应
用
橡胶衬套在独立悬架中的应用
总结词
提供稳定性、减震效果
详细描述
在独立悬架中，橡胶衬套被广泛用于连接各个车轮与车身，提供稳定性并减少 振动和冲击。它能够吸收路面不平带来的振动，提高驾驶的舒适性和稳定性。
悬架系统概述
悬架系统的功能
缓冲作用
稳定作用
导向作用
通过减震器和衬套，吸 收和缓冲来自路面的冲 击，提高乘坐舒适性。
通过控制车轮的运动， 保持车辆行驶的稳定性，
减少侧倾和摆动。
橡胶及其在汽车上的应用-精品
橡胶及其在汽车上的应用----何烈秋1.橡胶的特性及其组成成分1.1橡胶的特性橡胶是一种有机高分子化合物，是工业上用途广泛的工程材料。
它的独特性能就是具有高弹性。
弹性对物体加以外力就可使之变形，外力刚一失去，它又恢复原状——这就是弹性变形最明显的表现。
橡胶这种极为可贵的高度弹性，是其它任何工程材料所没有的。
机械性能有一定的机械强度，有缓和冲击、吸收震动的能力，物理性能耐磨、绝缘、不透水、不透气等优良性能。
特种性能某些特种合成橡胶还具有耐油、耐腐蚀、耐热、耐寒、耐燃、耐老化、耐辐射等特点。
改性橡胶——未经硫化的橡胶还能与某些树脂参合改变性能。
复合橡胶——与其他材料（Ex金属、纤维、塑料、石棉、软木）结合而组成兼有两者特点的符合材料。
由于橡胶具有上述可贵的性能，因此，现在用橡胶制造的型材（Ex胶管、胶带、胶板）和其他制品，已有几万个品种，广泛地用于国民经济的各个部门，起到其他材料所不能替代的重要作用。
1.2 橡胶的结构橡胶的一系列特有性能是由它本身的分子结构而决定的。
橡胶的分子结构有：线型、支链型、体型三种类型。
未经硫化的生胶和乳胶是线型的或含有支链型的分子。
硫化后的橡胶则是体型结构。
我们常见的大块生胶或牛奶般的乳胶，它们里面就是由许多细长而又很大柔顺性和流动性的线型分子链所组成。
通常，这种长链的橡胶分子往往卷曲成无规则、其乱如麻的线团，并且相互缠曲；当受到外力拉伸时，分子链就伸直，外力去除后，又恢复成卷曲状态，这就是橡胶高弹性的来源。
硫化后，不同分子链之间相互连接成立体网状结构，这种网状结构就是我们所说的体型结构，它使橡胶的物理机械性能得到全面的增强，从而具有实际的使用价值。
1.3 橡胶的成分橡胶的主要成分是生橡胶——天然的或合成的。
生橡胶是一种不饱和的橡胶烃——烯烃，它是线型的或含有支链型的长链状分子，分子中含有不稳定的双键，所以性能上有许多缺点，（例如受热发粘、遇冷变硬）不能直接用来制造橡胶制品。
橡胶衬套及悬架PPT课件
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Vehicle Year VIN Comment 3
2008 LFPH3ACCX71A8379
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Left
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Hys (Right) = 1,98 min
Hys (Left) = 0,33 min
Linear Slope (Right) = 1,75 min/kN
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。
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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。
Байду номын сангаас
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五、橡胶衬套功用
5.1 优点
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2.10GPa
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
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五、橡胶衬套功用
5.1 优点
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
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橡胶在汽车中的应用
特种橡胶以其特殊优异的性能於多个领域取代普通橡胶制品，尤其是汽车行业。
根据汽车不同橡胶部件的具体要求，也要相应地选用不同的特种橡胶材料。
汽车用各种高压胶管渐采用特种橡胶，以满足更高性能要求用于汽车的橡胶部件很多，并在汽车系统中发挥着不同的作用，如胶带用于运动传输，密封件用于支撑径向或往复运动部件，垫片和O形圈用于密封油或燃油，胶管用于输送液体或气体，膜片用于控制流体或气体等。
用途不同，对所用橡胶的种类、性能等的要求也不同。
要根据材料的耐燃、耐油、耐热以及低温柔性和密封能力等来选择使用。
有时，同一装置也可能选用不同的材料，主要取决于应用温度、燃油和油品的种类以及汽车的设计要求。
汽车发动机同步带同步带用于带动曲轴凸轮同步运转。
同金属链条相比，同步带可以有效降低带与链轮的接触噪音，也不需要润滑，而且具有轻量化的特点。
同时，由于其柔韧性，也可适用于多轴驱动。
在曰本，有70%以上的小汽车使用同步带，在欧洲则高达80%以上。
以前橡胶同步带主要采用氯丁橡胶（CR）覆盖胶。
而氢化丁橡胶（HNBR）具有更优越的性能，因此在汽车用同步带获得了更多应用。
HNBR综合性能比CR优胜，在较宽的温度范围内具有稳定的复数模量、较好的低温性能、耐热和耐臭氧性能、优异的耐屈挠性能和良好的耐油性。
在胶带功能试验中，HNBR同氯丁橡胶（CR）覆盖胶相比，在相同的运转时间下前者的耐热水平高出40°C。
同时，HNBR的寿命是CR的2倍，耐久性超过了10万公里。
密封件和垫片密封系统主要用于阻止液体或其它材料泄露。
有时用金属、塑料或织物制造密封件，但更多的是使用橡胶。
当发动机和传动系统使用石油系列润滑油时，密封材料一般选用丁（NBR）、丙烯酸酯橡胶（ACM）、硅橡胶（VMQ）或氟橡胶（FPM）。
发动机用油要求寿命长、粘度低（节油）、高温下润滑平稳等，因此通常发动机油含有多种添加剂。
NBR在净化剂、防老剂和抗磨剂环境中会受到严重破坏，而HNBR、FPM、ACM在高温下置于含添加剂的油中长时间浸泡後，还能保持较好的强度性能。
汽车橡胶减震技术应用
橡胶减振件在汽车中得应用汽车中得减振产品* 悬置* 副车架衬套* 衬套* 液压衬套液压衬套* 曲轴扭转减振器* 排气管吊耳* 动力吸振器动力吸振器* 支柱上支撑一、动力总成悬置系统(一)、功能1、降低动力总成振动向车身得传递2、衰减由于路面激励引起得动力总成振动衰减由于路面激励引起得动力总成振动3、控制动力总成位移与转角(二)、设计目标1、系统得最高阶固有振动频率应小于发动机工作中得最小激振频率得动机工作中得最小激振频率得00、717717倍倍2、系统得最低阶固有振动频率应大于发动机怠速动机怠速00、55阶激振频率阶激振频率3、尽可能多得实现各自由度间得解耦4、系统在系统共振频带内应有较大得阻尼值5、动力总成在诸如汽车起步、制动、转向得特殊工况下位移值不能超过允许取值(三)、前驱横置动力总成悬置系统常见布局形式* 三点支承加扭转支撑杆1、优点:悬置布置方便,便于安装2、缺点:跳动与发动机扭矩有关跳动与发动机扭矩有关,纵摇与跳动相关纵摇与跳动相关,悬置载荷变化较大悬置载荷变化较大,对副车架得共振与冲击振动敏感* 低扭矩轴系统1、优点:悬置布置方便,便于安装,跳动与纵摇及扭矩分离良好2、缺点缺点:纵摇模态与发动机转动较难平衡纵摇模态与发动机转动较难平衡,对副车架共振与冲击振动敏感对副车架共振与冲击振动敏感* 平衡扭矩轴系统1、优点:跳动与纵摇几扭矩解耦性良好2、缺点缺点::纵横模态与发动机转动之间调整较难纵横模态与发动机转动之间调整较难,悬置布置及连接较难悬置布置及连接较难* 纯扭矩轴系统纯扭矩轴系统1、优点:跳动与纵摇及扭矩完全解耦2、缺点::悬置布置连接困难悬置布置连接困难,特别对于手动变速箱特别对于手动变速箱(四)、动力总成悬置结构特点* 长方形液压悬置1、自动防故障装置得设计;2、在垂直方向上刚度可调性较好在垂直方向上刚度可调性较好3、静态刚度较低(前后方向,垂直方向);4、侧向刚度较高 ((右图a得悬置侧向静态态刚度低));5、在垂直方向上有良好得隔振性能;* 轴对称液压悬置轴对称液压悬置1、自动防故障装置得设计;2、在垂直与径向上刚度可调性较好在垂直与径向上刚度可调性较好 ;3、静态刚度较低;4、侧向刚度较高;5、在垂直方向上有良好得隔振性能;* TrucuckTuuff”液压悬置1、自动防故障装置得设计2、没有载荷通过卷轴3、限位行程更长;4、为了调节刚度,可以很容易调整悬置得安装角度* 衬套型液压悬置1、自动防故障装置得设计2、在垂直方向上刚度可调性较好 ;3、静态刚度较低;4、在垂直方向上有良好得隔振性能;5、动静态性能(同液压拉杆类似液压拉杆衬套)。
橡胶在汽车中的应用 1
密封条和垫片
密封系统主要用于阻止液体进 入车内或其它材料泄露。有时 用金属、塑料或织物制造密封 件，但更多的是使用橡胶。
当发动机和传动系统使 用石油系列润滑油时， 密封材料一般选用丁 (NBR)、 丙烯酸酯橡胶 (ACM)、硅橡胶(VMQ) 或氟橡胶(FPM)
减震件
橡胶减震器常采用的橡胶材料为天然橡胶、硅橡胶、三元乙丙橡胶
等橡胶。根据的具体的使用环境选择相应的材料。如天然橡胶属于非极
性橡胶，其耐屈挠性，绝缘性能强; 三元乙丙橡胶有耐强酸强碱性能等。
谢 谢 观 看
THANK YOU FOR YOUR WATCHING
汽车外胎 材料多为：NR和SBR
主要包括以下几道工序:胎面及型胶的制造、帘布挂胶及裁断、 贴隔离胶、各种胶片的压制、油皮胶及气密层胶片的压制、钢 丝圈的制造和外胎的硫化。
传输胶管
润滑油散热器胶管和机油散热器胶管曾以内层胶NBR、外层胶 CR 为主。现在广泛使用ACM 和AEM。 空气输送管和进气管必须具有良好的屈挠性、耐候性、减震性、 耐真空塌陷性和耐油性。多种弹性体(如CR、NBR/PVC、EPDM、 ECO、CM、ACM) 和热塑性弹性体( 如聚酯、聚丙烯与EPDM 的共混体)被选用于该用途。 燃油系统和液压系统燃油系统用胶管燃油系统一般由油箱、过滤 器、泵和连接管组成。燃油输送管可由钢、热塑性塑料(一般为 聚胺) 或补强橡胶制成。
胶管
类型 高压油管 真空制动管 水管 材料 氯醇橡胶(燃油管)氟橡胶、NBR胶管 NBR丁腈橡胶 EPDM三元乙丙橡胶
传输胶带
同步带
以前橡胶同步带主要采用氯丁橡胶(CR) 覆盖胶。而氢化丁橡胶(HNBR) 具
有更优越的性能，因此在汽车用同步带获得了更多应用。HNBR 综合性能
p汽车底盘pt.ppt版
螺栓的通孔和钢板弹簧定位坑。
❖ 〔2〕转向节
❖ 转向节是由上、下两叉和支承轮毂(lúngǔ)
的轴构成(见图2－19)，两叉制有安装主销
的同轴孔，孔内压入青铜套或尼龙衬套， 第三十三页，共一百九十五页。
第三十四页，共一百九十五页。
❖
〔3〕主销
❖ 主销的作用是铰接前轴与转向节，使转向 节绕着主销摆动以实现车轮转向。常见的主销
第二十一页，共一百九十五页。
❖ 2. 车架的修理 〔1〕车架变形的修理
❖ 车架弯曲、扭曲或歪斜变形超过允许值时 ，应进行矫正：假设变形不大，可用专用液压 机具〔车体矫正机〕进行整体冷压矫正。变形 严重时，可将车架拆散，对纵、横梁分别进行 矫正，然后重新铆合，必要时可采用中性氧化 焰或木炭火将变形部位局部加热至暗红色进行 热矫正〔加热温度不得超过 700℃ ，以免 影响车架的性能〕。
❖ 车架上的铆钉出现松动或被剪断时，用
直径略小于铆钉的钻头钻除铆钉，并重新进 行铆合。铆合可采用冷铆或热铆。冷铆质量 较高，但需要大功率铆合设备，其铆合力较 大。热铆的方法是先将铆钉放入炉中加热到 樱红色〔1000~1100 ℃〕，然后用气动铆 枪或手锤铆合。因其铆合力较小，故应用较 广。铆合后，铆钉与铆接面应紧密贴合，缝 隙不得超过0.O5mm，铆钉头应无裂纹、歪 斜、残缺(cánquē)等现象，原设计用铆钉连接部 位不得用螺栓代替。第二十七页，共一百九十五页。
第十四页，共一百九十五页。
三、车架 的检修 (chē jià)
❖ 1. 车架的检测
❖
〔1〕用车体矫正机检测
❖
最先进最科学的检测方法是
用车体矫正机对车架进行检测。其
方法是利用车体矫正机上的测量系
统测出被检测车架的各种数据，然
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常规橡胶悬置元件
标准的橡胶隔振元件
24.11.2020
➢ 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
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常规橡胶悬置元件
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常规橡胶悬置元件
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第21页
前驱横置动力总成悬置系统常见布局形式
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第22页
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
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悬置的结构特点、性能与发展
• 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Richard Rasmussen
动力总成悬置系统设计目标- 隔振原理
如不考虑阻尼在内，其传递率的百分比可以表示为：
传递率百分 1-(f比 d1/fn)2
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: 激振频 N率 2N 60 30
>> 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
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前驱横置动力总成悬置系统常见布局形式
• 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
V6: 激振频 N率 3N 60 20
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二阶 三阶
动力总成悬置系统设计目标
• 尽可能多的实现各自由度间的解耦；
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动力总成悬置系统设计目标
• 悬置系统在系统共振频带内应有较大的阻尼值；
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动力总成悬置系统设计目标
• 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；
功能性橡胶在汽车底盘上的 应用
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整车振动来源
✓ 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
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底盘减振产品在整车上的分布
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第18页
前驱横置动力总成悬置系统常见布局形式
• 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
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第19页
前驱横置动力总成悬置系统常见布局形式
• 低扭矩轴系统
动刚度随频率提高，线性升高 动刚度与胶料特性有关
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主要内容
排气系统吊耳 悬架系统 动力吸振器 动力总成悬置系统
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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
• 动力总成在特殊工况下位移 值不能超过允许取值
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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
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发动机
排气歧管
支架
热端
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波纹管
车身 排气管吊耳 冷端
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典型的吊耳结构
刚性支架提高结构刚度 限制位移
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第6页
连接支架 橡胶主簧 连接支架
典型的排气系统吊耳
Arvinmeritor Germany
• Arvinmeritor NA • Arvinmeritor
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
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悬置的结构特点、性能与发展
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Complexity
Yesterday
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Today
Tomorrow
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典型的动力吸振器 Tuned Mass Damper Gear Rattle Damper
Steering Wheel Dampers
Exhaust Dampers
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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
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动力总成悬置系统设计目标
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
24.11.系统设计目标
• 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
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
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悬架系统
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动力吸振器 Tuned Mass Damper
• 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