动力总成悬置系统的结构及类型

一悬置结构及发展历史

常见的悬置类型按发展历程来分有橡胶悬置、液压悬置、半主动悬置、主动悬置。见图1所示。

图1 悬置的结构、性能及发展历程

二、橡胶悬置

橡胶悬置按结构分，可以分为衬套型悬置，方块形橡胶悬置以及楔形橡胶悬置

衬套型橡胶悬置的橡胶元件位于内外两个圆筒形的金属管(内芯和外管)之间，橡胶可以用于承受压力或剪力，或者二者兼而有之。

衬套型橡胶悬置按主簧结构的形状还可以分为八字形，一字型以及X型（见图2）。每种类型的衬套型悬置三向刚度比例不一样，适应不同的整车要求。

图2 衬套型橡胶悬置结构图

方块形橡胶悬置主要用在前置后驱车的左右悬置上，形成一对V型悬置组，可以通过调整安装角度获得更好的整车状态下的解耦及频率分布效果（见图3）。具体计算过程的可以参照我发表的在汽车技术杂志上论文《基于动力总成质心位移及转角控制的悬置系统优化设计》。

图3 V型布置悬置系统及块状橡胶悬置结构图

楔形橡胶悬置的橡胶元件硫化在金属两侧，主要用于承受剪切力，通常用在前置后驱车的变速器悬置上。图4展示了两种楔形悬置的结构。在分析中对于拉得比较开得悬置可以作为两个悬置来计算，相当于又形成了一对V型悬置组。

图4 楔形橡胶悬置结构图

三、液压悬置

液压悬置按结构分为筒形液压悬置以及梯形液压悬置，一般美系和日系车用筒形液压悬置的较多，欧系喜欢用梯形液压悬置。液压悬置内部布置有解耦盘/膜,以及形成惯性通道的流道板。流道板和橡胶主簧之间形成上夜室，底膜（皮碗）与流道板之间形成下液室，用于存储液体。筒形液压悬置为了降低高频动刚度硬化还装有节流盘。具体结构见图5所示。而梯形液压悬置由于结构的限制一般不设节流盘。被动式液压悬置的发展一共历经了三代，这一部分内容将在后续的文章中做具体的阐述。

图5 筒形液压悬置结构图

四、半主动悬置

半主动悬置的控体系统由电子控制单元、电磁阀、带有活动阀的悬置主体构成（可以是橡胶悬置或液阻悬置）（见图6），其工作原理为：电子电子控制单元监控发动机转速并在怠速时发出信号开启电磁阀；电磁阀开启后，发动机进气歧管内的负压力促使勾当阀开启，打开节流孔。此时，悬置内的液体从上液室流入下液室大部分要通过节流孔，只有少部分液体经由惯性通道（旁通孔）流入下液室。在节流孔开启的情况下，悬置具备低刚度小阻尼的特性，将有助于衰减发动机怠速工况下的低频振动。当发动机正常运转时，电磁阀锁止，活动阀将节流孔关闭，这时上下液室间液体的交换只能经由惯性通道进行。当液体流经惯性通道时，在惯性通道出、进口处为了克服通道内液柱的惯性以及通道壁的摩擦阻力将损失大量能量，使得液压悬置可以很好的耗散振动能量，从而起到了衰减振动的目的。

图6 半主动悬置结构图

五 主动悬置

主动悬置主要用于抑制动力总成的高频激励向车身或副车架传递，它由被动悬置（橡胶悬置或液阻悬置）、振动传感器（力传感器或加速度传感器）、控制器和作动器组成（见图7）。作为核心部件的作动器是主动控制的重要环节，它能对控制信号做出快速反应，提供用于衰减高频振动的主动力。在低频的情况下使得主动悬置具有较高的刚度和较大的阻尼，可以快速的消除发动机的大幅振动；而高频时却能以较低的刚度和较小的阻尼来隔绝高频噪音，这将是车辆的乘坐舒适性得到有效的提高。从目前较为成熟的作动器开发和应用来看，主要有电磁式、压电式和电致伸缩式这几种形式。

主动悬置的结构