发动机悬置的结构、作用、设计要求

目录

发动机悬置的结构、作用、设计要求 (2)

1.1 悬置的作用 (2)

1.2 悬置的设计要求 (2)

1.3 悬置的设计结构 (2)

1.4 悬置的布置 (5)

1.5 悬置系统设计程序 (9)

1.1 悬置系统安装要求 (10)

发动机悬置的结构、作用、设计要求

1.1 悬置的作用

悬置元件既是弹性元件又是减振装置，其特性直接关系到发动机振动向车体的传递，并影响整车的振动与噪声。

1.2 悬置的设计要求

1.2.1 能在所有工况下承受动、静载荷，并使发功机总成在所有方向上的位移处于可接受的范围内，不与底盘上的其他零部件发生干涉。同时在发动机大修前，不出现零部件损坏。

1.2.2 能充分地隔离由发动机产生的振动向车架及驾驶室的传递，降低振动噪声。

1.2.3 能充分地隔离由于路面不平产生的通过悬置而传向发动机的振动，降低振动噪声。

1.2.4 保证发动机机体与飞轮壳的连接面弯矩不超过发动机厂家的允许值。

1.3 悬置的设计结构

1.3.1 发动机悬置软垫的设计-金属板件和橡胶组成

1.3.1.1 悬置软垫的负荷

通常前悬置位于发功饥机体前端或机体前部两侧，与后悬置相比、远离动力总成的质心，因此动力总成的垂直静负荷主要由后悬置承担，而前悬置主要承受扭转负荷。对后悬置来说．距离动力总成的主惯性轴较近，承受较小的扭转负荷及振幅。同时，由于它处于发动机动力输出端，受传动系不平衡力的严重干扰和外部轴向推力的冲击，当发动机输出最大转矩时．支承点出现的最大反作用力也应由后悬挂来承担。所以后悬置的垂直刚度较大，也起着限制动力总成前后位移的作用。悬置系统同样还承受了汽车行驶在平平道路上的颠簸、冲击、汽车制动及转向时所产生的动负荷。

1.3.1.2 悬置软垫的机构形式

在设计发动机悬置时。必须充分的考虑悬置的使用日的，例如支承的质量和限制的位移等，选择合理的形状。悬置的基本形式有三中，即压缩式、剪切式和倾斜式。给出了这二种悬置的基本特性及用途。通常采用倾斜式的悬置结构，利用这种悬置的弹性特性，支点设定可以获得较大的自由度。不同使用工况下可能出现的冲击加速度值，见下表。

悬置软垫的基本特性及用途

1.3.1.3 悬置软垫的限位。

如果动力总成的位移过大，使动力总成本身，或它进排气系、操纵机构、管路、接线等和周围的机件相碰，产生损伤。同时悬置软垫也容易损坏。为此，必须从悬置结构上限制过大位移。

⑴增加位移较大的方向上的悬置刚度。例如，在汽车加速行驶或转弯行驶时，动力装置产生的惯性力，可能使动力装置产生较大的位移。为了限制动力装置的位移，应该在前后、左右方向上设置较硬的悬置．防止动力装置出现过大的位移。

⑵采用非线形、变刚度的悬置结构，以同时减小小激振力引发的振动和限制大激振力时大的振动位移。例如．在汽车停驶发动机怠速运转，或汽车等速行驶时，发功机的输出转矩较小。这时，悬置软垫的刚度较低，能有效地隔离振动。在快速起步时，驱动转矩的反力十分大，可能使动力装置产生左右横滚的振动。此外，汽车在不平整路面上行驶时，随着整车的大幅度上下颠动，动力总成也产生很大的上下惯性力。由于这时悬置软垫的刚度变大，也能有效地限制动力装置的振动和位移。

1.3.1.4 悬置软垫的可靠性

(1) 疲劳破坏

橡胶材料的循环变应力的作用下可能出现疲劳破坏，设计时应注意橡胶的许用应力和许用变形。

(2) 老化

悬置软垫在使用中，不可避免的会受到热、臭氧和紫外线等的作用、

造成悬置软垫的抗拉强度、力学性能下降，并产生裂纹。因此在悬置设计中应使悬置软垫远离热源或加以隔离。

悬置软垫许用应力和变形

变形形式：允许应力允许变形

压缩 1～1.5 15～20

剪切 0.1～0.2 20～30

(3) 永久变形

悬置软垫在使用中反复地变形，或受热等因素影响下，橡胶将产生永久变形，使橡胶的尺寸发生变化。

(4) 粘接面的剥离

一般设计中要求橡胶与金属骨架的粘接强度高于3MPa，但由于产品质量问题或软垫在高温环境下长期使用后，粘接面的粘接强度下降并引起剥离而导致损坏。

1.3.1.5 悬置软垫橡胶的材料

在设计中应根据使用要求选择符合要求的橡胶材料。目前主要采用混合橡胶，它以天然橡胶为主料，添加了部分丁苯橡胶．有的悬置也采用了丁腈橡胶。目前采用的减振橡胶材料有一般的加硫橡胶，如NR (天然橡胶)， SBR(丁苯橡胶) ，BR (丁二烯橡胶)， IR(异戊橡胶)；特殊的耐油加硫橡胶，如NBR(丁腈橡胶)；特殊耐候(轻度耐油)橡胶，如CR(氯丁二烯橡胶)；阻尼力较大的橡胶，如IIR(丁基橡胶)；特别耐热的加硫橡胶，如EPDM（乙丙烯橡胶）。

1.3.1.1 悬置软垫的阻尼

根据悬置系统的幅频响应特性，当动力总成在低频振动时，为了减小振动的振幅，应采用阻尼因数较大的软垫，此时阻尼越大，振动响应越小。其中，最典型的例子是冲击。而当动力总成作30Hz以上的高频振动时，由于激振力的频率较高，可以不必考虑动力总成悬置系统的共振问题。为了降低动力总成的振动对整车的影响，切断高频振动的传递。应该使振动系的阻尼越小越好，此时阻尼越小，振动响应越小。

1.3.2 液压悬置-在轿车上得到比较广泛应用

只使用橡胶软垫，很难产生很大的振功阻尼。为了改善冲击等过大的振动，悬置必须具有很大的阻尼力，这就是液压式悬置，它同样可降低高频时的悬置刚废，提高减振、降噪效果。

1.3.

2.1 液压悬置的构造

液压悬置的基本结构。用一个中心螺栓将一个普通的锥形橡胶悬置垫固定在顶部，与隔板一起构成上腔，下腔由一个弹性皱皮膜和隔板构成，皱皮膜由—个固定盖保护，固定盖与皱皮膜构成与大气相通的气室，隔板上开有一个活动板。同时隔板上开有小孔，阻尼缓冲液可由隔板上的小孔经上腔流到下腔。

1.3.

2.2 液压悬置的工作原理

当发动机高频小幅振动时，上腔内压没有上升，这样可得到较小的悬置刚度以减小振动。当发动机低频大幅振动时，活动板的动作爱到限制、上腔压力升高，流体通过阻尼孔流人下腔，利用流体的流动阻力，产生很大的阻尼力，从而使振功得到很大的衰减。在设计液压式悬置时，可以改变某些参数，自由地设定共振频率，例如改变液压悬置的动态参数，节流孔的口径和孔长等，这样，利用液体的共振现象，就能实现任意的动态弹性特性。有的液压式悬置还设有高频节流孔等附加机件，能改善240Hz以下的动态弹性特性。液压悬置的动态特