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悬置零件设计中的两种特殊结构介绍

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互锁结构

悬置零件主体所用隔振材料一般为橡胶,相对于金属结构件来说寿命较低;因此当橡胶主簧完全断裂时,为了确保限制发动机的移动,确保发动机不掉落引起其他相关连接部件损坏,在悬置设计时采用一些安全互锁结构是很有必要的。
(1)衬套类结构
在这种衬套类结构里,内芯完全被外圈包围。如图1所示,当悬置装在车上后,内芯和其它支架通过螺栓连接,当任一个的衬套被切断或者粉粹后,外圈依然会套在内芯上面,保证了动力总成不出现过大的位移。
代表零件:五菱荣光系列车型。

图1 衬套类结构互锁机构
(2)销结构
图2所示零件为宝骏730车型发动机侧液阻悬置内部结构,从图中结构可知在橡胶主簧发生完全失效的情况下,自锁结构骨架1 的直径大于外限位罩 2 开口的直径,因此,动力总成的运动不会完全失去限制,确保在极限情况下的基本车辆安全。
代表零件:宝骏730系列车型发动机悬置。
 

2 悬置零件自锁结构示意图
(3)勾框结构
图3所示这种结构的勾作为一个嵌入物的整体零件,并且通过另一个嵌入物形成的框结构。当橡胶断裂后,勾能拉住框保护动力总成的安全(见图3)。


图3 勾框结构的发动机悬置
隔热结构
在悬置子系统的SSTS中一般会有这样的温度要求:动力总成悬置零件要保证在遭受持续暴露在-40°C to +125°C 的温度环境下而不失效。也就是说要保证悬置在使用寿命下不产生热老化现象,所以在设计时就要考虑悬置的工作温度。按照橡胶零件的工作温度选择合适的橡胶材料。通常悬置所选用的天然橡胶需要承受-40℃到125℃的工作温度,而三元乙丙(EPDM)橡胶的耐热温度就要比天然橡胶高50°左右。
有较多的经验表明悬置的工作温度过高将直接影响橡胶件的性能,甚至导致橡胶破裂失效。为避免悬置在极端高温下工作产生老化现象,可在相应的热源位置或靠近热源方向增加隔热垫。
悬置的工作温度可通过前舱的热能计算分析获得,或通过在悬置上粘贴温度传感器用试验方法测得,测试方法参照GMW14555,首先在悬置零件及其周边热敏感区域安装热电耦片,并连接好数据采集将在转毂上采集三个工况(城市高速,稳定工况,爬坡工况)下的温度信息,并给出判断是否满足热要求。


图4 悬置周围热环境测量
 常用的隔热垫材料可分为橡胶、铝片及一些抗热的合成材料。
(1)  橡胶隔热垫:
特点:成本较低,形状简单,但由于本身仍为橡胶材料,所以所能承受的温度受橡胶原材料性能的限制。


    图5 橡胶隔热垫
(2)  金属类隔热垫:
特点:可制造较为复杂的形状,隔热效果好。


   图6 金属隔热垫
(3)   合成材料隔热垫:
特点:质量轻,但价格较高。

 7 合成材料隔热垫

 
同时需要注意的是:隔热垫除了需要充分阻隔热源,阻挡外部传递过来的热量外;还因考虑到橡胶零件自身运动所产生的热量散发,所以还需具备良好的散热性能,预留散热空间。

来源:汽车NVH云讲堂
断裂材料试验螺栓
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首次发布时间:2023-04-10
最近编辑:1年前
吕老师
硕士 28年汽车行业从业经验,深耕悬置...
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