一、液压悬置性能要求
低频、大振幅时,高阻尼、高动刚度; (来自路面激励)
高频、小振幅时,低阻尼、低动刚度; (来自发动机激励)
高频、小振幅(DOD液压悬置,下图项目在前75Hz要求动刚度尽量的低)
三种理论模型分析
三种振动激励中,第三种振动的放大因子曲线可理解为悬置的隔振量,可作为分析悬置与整车NVH性能关系的理论依据;其他2个放大因子不纯粹是响应和激励的比值,并不是隔振量,他们应用分析的场合不同,请注意区别。
二、液压悬置的发展历史
惯性通道型-液阻悬置
惯性通道-解耦盘(膜型)液阻悬置
惯性通道-解耦盘型
惯性通道-解耦膜型
惯性通道-解耦盘-节流盘式液阻悬置
惯性通道-解耦盘-节流盘式液阻悬置
P=2000N
液阻悬置与橡胶主簧特性的比较
半主动悬置1:直通式
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。
状态2:ON ROAD
上液室的液体从流道板的入口通过阀杆进入流道,悬置液压特性同常规液压悬置,即小振幅下悬置通过解耦膜的作用,具有动刚度小,阻尼低的特点,大振幅下悬置通过流道作用,在特定的低频区域有动刚度大,阻尼高的特点。
半主动悬置2:膜式
仅仅是降低0~120Hz内的动刚度,其滞后角出现峰值的频率并不改变。
半主动悬置3:多惯性通道型
通过改变流道数量,从而改变滞后角出现峰值的频率,在怠速范围获得最低的动刚度值。
多惯性通道液压性能研究
半主动悬置4:电流变液和磁流变液
特点:对被动式液阻悬置的惯性通道进行改进设计,加电极,在高压的作用下,惯性通道中液体的粘度可以在瞬间发生变化。特性的变化:从无阻尼到有阻尼可以在1ms内完成。 缺点:性能不是很稳定,长时间使用以后,油液沉淀。
三、典型液压悬置结构及性能特点
圆锥形液压悬置
圆锥形液压悬置性能特点
优点:
1、较大的三向刚度比例调整范围;
2、能够实现三向的限位要求;
3、液压元件(流道、皮碗、解耦膜、拉头等)容易实现Reuse;
4、阻尼角峰值频率的调整比较容易,解耦效果比较容易实现;
5、如应用节流盘(拉头)的解耦,可在较大频率范围(200Hz或250Hz以内)实现小振幅解耦;
注意点:
1、需要较大的Z向空间,如需要Z向上跳限位,则对Z向空间尺寸要求更高;
2、组件数量多,装配工艺复杂,需要注意产品的尺寸链控制,不然容易出现液体泄漏问题;
3、密封筋的装配变形尺寸和空间需要仔细核对,另外需要注意皮碗在水下装配时的工艺性问题;
4、注意在零件极限变形时皮碗与底盖的空间关系,注意底盖排气孔的位置和毛刺方向;
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;
注意点:
1、侧向刚度比例较小,调整范围有限;
2、侧向限位比较难以实现;
3、液压元件的Reuse相对较难;
4、 支臂根部的设计强度及工艺缺陷需要特别注意;
5、密封筋的装配变形尺寸和空间需要仔细核对,另外需要注意皮碗的最大变形空间是否会产生干涉;
长腰型液压悬置
长腰型液压悬置性能特点
优点:
1、较大的三向刚度比例调整范围;
2、能够实现三向的限位要求;
3、阻尼角峰值频率的调整比较容易,解耦效果比较容易实现;
4、能够在较小的Y向空间条件下实现零件布局;
注意点:
1、液压元件的Reuse相对较难;
2、密封筋的装配变形尺寸和空间需要仔细核对,另外需要注意皮碗在水下装配时的工艺性问题;
3、注意在零件极限变形时皮碗与底盖的空间关系,注意底盖排气孔的位置和毛刺方向;
衬套式液压悬置
结构特点:类似于惯性通道型的液阻悬置,下液室为工作室,上液室为液体的密封室。由于体积较小,在其中加入解耦膜/板结构比较困难。
衬套式液压悬置性能曲线
优点:
1、占用空间较小,特别是能够在较小的Y向空间条件下实现零件布局;
2、零件组件少,结构相对简单,成本低;
3、能够承受较大的纵向冲击载荷;
4、容易在零件上搭载其他附件(如膨胀箱);
注意点:
1、常规液压衬套无法实现小振幅下的解耦;
2、阻尼角的调整往往需要修改橡胶模具(流道由附件装配的除外),调整周期长,成本高;
3、侧向刚度比例较小,调整范围有限;
4、侧向限位比较难以实现;
5、密封筋的设计及装配尺寸控制需要十分注意,有较大液体泄漏的风险;
6、如流道是由附件装配的,需注意配合面的贴服,不然容易发生内泄漏而导致液压特性不明显的现象;
带解耦膜的衬套式液压悬置
1.低频大振幅表现的是流道特性;
2.高频小振幅黄颜色的是解耦模通大气的情况,蓝颜色的是未通大气的情况。
液压衬套
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。
该零件要求在IDLE工况,发动机2阶频率25-27Hz时刚度最低可以获得较好的隔振效果,根据零件结构分析最好的方式是选用双流道。
底盘液压衬套
结构特点:在轴向方向提供大阻尼而在径向方向承受静态载荷;两个液室均提供刚度;滞后角出现峰值的频率与激振振幅相关。(下摆控制臂中的液压衬套常用阻尼峰值频率为16Hz。
底盘液压衬套性能曲线