【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 要求的性能是:高頻時(shí)低的動(dòng)剛度,低頻時(shí)高的阻尼系數(shù),實(shí)際上這是一對(duì)相互的矛盾體,因?yàn)閼抑玫膭?dòng)剛度和損耗系數(shù)都是橡膠自身的固有特性且都是隨振動(dòng)頻率的增大而增大,在提高其損耗系數(shù)時(shí)動(dòng)剛度也會(huì)隨之增大,因此作為一般的減震橡膠已無(wú)法滿足發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的這一特殊要求. 液壓懸置 下表是影響乘坐舒適性的因素與減震橡膠的要求特性的關(guān)系:序號(hào)影響因素防振對(duì)象的頻率范圍要求的減震特性1操縱穩(wěn)定性靜剛度高2車身共振5—10HZ損耗系數(shù)大3發(fā)動(dòng)機(jī)共振10—30HZ損耗系數(shù)大4底盤噪音100—300HZ動(dòng)剛度低5發(fā)動(dòng)機(jī)噪音50—200HZ動(dòng)剛度低6變速箱噪音200—500HZ動(dòng)剛度低人們?yōu)榱烁纳埔话愕臏p震橡膠性能,使之滿足發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的高頻時(shí)低的動(dòng)剛度,低頻時(shí)高的阻尼系數(shù)的這一特殊要求,采用了液體封入的結(jié)構(gòu)形式,最早的液壓懸置是德國(guó)大眾于1979年開發(fā)的奧迪車用發(fā)動(dòng)機(jī)液壓懸置,現(xiàn)在這種液體封入技術(shù)已廣范應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)懸置上. 發(fā)動(dòng)機(jī)液壓懸置從開始應(yīng)用到汽車上至今主要經(jīng)過(guò)了以下幾個(gè)發(fā)展階段. 發(fā)動(dòng)機(jī)液壓懸置發(fā)展的最初形式是如圖14所示的單通道結(jié)構(gòu)液壓懸置,在液體封入前前,其性能與一般減震橡膠相似,當(dāng)液體封入后, 液壓懸置在低頻振動(dòng)區(qū)受到外力作用時(shí),主體受壓變形,壓力傳遞到液體上,迫使液體從主液室向從液室流動(dòng),液體在通過(guò)通道時(shí)受到流動(dòng)阻力,從而產(chǎn)生很大的損耗系數(shù),使液壓懸置在低頻時(shí)具有較好的減震效果,當(dāng)外加的振動(dòng)頻率等于液體的自身固有頻率時(shí),: 圖14 單通道液壓懸置結(jié)構(gòu)圖液體的固有頻率滿足下面關(guān)系:ωn2∽S0*(K1+K2)/(ρ*L0) ωn: 液體的固有頻率 S0: 流道的截面積 K1: 主體的動(dòng)剛度 K2: 液室部的動(dòng)剛度 ρ: 液體密度 L0: 流道的長(zhǎng)度液壓懸置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到使液體的固有頻率調(diào)整到與防震對(duì)象的頻率一致,使得液封具有最佳的防振效果. 當(dāng)外界施加的振動(dòng)頻率超過(guò)液體的固有頻率后, 液壓懸置的動(dòng)剛度有增大的趨勢(shì),這時(shí)動(dòng)剛度就不能滿足使用的要求,需要對(duì)液壓懸置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良,改良方法如圖15所示,在開設(shè)低頻通道的同時(shí)增設(shè)可動(dòng)板結(jié)構(gòu)(或叫解偶膜).發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)不同的工作狀態(tài)其振動(dòng)頻率與振幅情況分布如下: 汽車行駛時(shí): 振動(dòng)頻率在10HZ左右,振幅在177。177。1mm。 發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí): 振動(dòng)頻率在20HZ至40HZ,振幅在177。 發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生噪音時(shí): 振動(dòng)頻率在50—200HZ,。當(dāng)汽車在正常行駛時(shí)振動(dòng)頻率低振幅較大,可動(dòng)板的移動(dòng)量大,能夠把可動(dòng)板附近的高頻通道封住,此時(shí)液體只在低頻通道中產(chǎn)生流動(dòng),由于通道的阻力產(chǎn)生較大的阻尼系數(shù),有利于阻止發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳遞到車身,提高減震效果. 圖15 雙通道液壓懸置結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處在怠速空轉(zhuǎn)時(shí),振動(dòng)頻率高而振幅較小,因?yàn)橐后w的流動(dòng)相對(duì)于外力存在一定的滯后性,致使液體無(wú)法跟隨外加振動(dòng)而流動(dòng),在低頻通道中不會(huì)產(chǎn)生液體的流動(dòng),此時(shí)因振幅較小,可動(dòng)板的移動(dòng)量小,不能將可動(dòng)板附近的高頻通道封住,可動(dòng)板運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)周圍的液體運(yùn)動(dòng),使得液壓懸置的動(dòng)剛度降低,從而改善液壓懸置在高頻時(shí)的減震性能. 當(dāng)外界施加的頻率超過(guò)50HZ時(shí),可動(dòng)板振動(dòng)的滯后性也使它無(wú)法跟隨外界的振動(dòng)而振動(dòng)時(shí),可動(dòng)板的結(jié)構(gòu)效應(yīng)達(dá)到極限,動(dòng)剛度又會(huì)有增大的趨勢(shì),此時(shí)如圖16所示,在主體上增加翼板使液壓懸置在可動(dòng)板的結(jié)構(gòu)效應(yīng)達(dá)到極限后,翼板能始終跟隨主體振動(dòng)而振動(dòng),能對(duì)液室中的液體起到攪拌作用,使得動(dòng)剛度有所降低,來(lái)達(dá)到對(duì)高頻噪音起到較好的防震效果.圖16 雙通道帶翼板液壓懸置結(jié)構(gòu)圖 隨著人們對(duì)汽車乘坐舒適性的的要求的不斷提高,開始出現(xiàn)了可轉(zhuǎn)換裝置的懸置,實(shí)現(xiàn)動(dòng)剛度和阻尼的要求可以轉(zhuǎn)換,圖17就介紹了一種可轉(zhuǎn)化裝置的懸置,在傳統(tǒng)的液壓懸置的主體和主液室間增加了一個(gè)附加膜,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處在怠速空轉(zhuǎn)時(shí),附加膜和主體間的空氣對(duì)降低小振幅的動(dòng)剛度有一定的效果,當(dāng)汽車行駛時(shí),真空泵將空氣全部吸出,附加膜直接和主體連在一起,整個(gè)裝置就成了一個(gè)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的液壓懸置,通過(guò)真空泵的開關(guān),實(shí)現(xiàn)降低動(dòng)剛度和增大阻尼間的隨意切換.圖17 可轉(zhuǎn)換裝置液壓懸置結(jié)構(gòu)圖 人們?cè)谛麻_發(fā)的產(chǎn)品中,有一種叫主動(dòng)裝置的懸置,這就意味著在運(yùn)動(dòng)中的零件可以對(duì)相關(guān)參數(shù)如阻尼和動(dòng)剛度進(jìn)行控制,以適合實(shí)際的行駛狀態(tài),主動(dòng)意味著在短時(shí)間內(nèi)這些參數(shù)可以調(diào)整. 圖18就介紹了一種主動(dòng)裝置的懸置,在該結(jié)構(gòu)中將通道壁設(shè)計(jì)成電極裝置,通過(guò)對(duì)電極施加高電壓,使得通道內(nèi)的粘度增強(qiáng),從而實(shí)現(xiàn)懸置從高彈性低阻尼的裝態(tài)轉(zhuǎn)變到高阻尼的裝態(tài),在這種主動(dòng)裝置中使用的液體主要是可導(dǎo)電硅油樹脂,硅酸鹽的懸浮液,但這些液體的長(zhǎng)期穩(wěn)定性不佳,在靜置裝態(tài)會(huì)出現(xiàn)沉定,這些沉定物不能在振動(dòng)狀態(tài)下分散,導(dǎo)致了液體不能達(dá)到長(zhǎng)期穩(wěn)定性,同時(shí)液室內(nèi)的硅酸鹽還產(chǎn)生研磨效果影響裝置的耐久性.圖18 主動(dòng)裝置液壓懸置結(jié)構(gòu)圖 減震器橡膠支架用于“麥克弗遜”式獨(dú)立懸架的減震器支柱與車身之間的連接,如圖19所示,，提高乘坐的舒適性，還可以有效緩解減震器所受的側(cè)向力,提高減震器的使用壽命.圖19 減震器橡膠支架的工作狀態(tài)示意圖止動(dòng)/緩沖塊主要是用于前后懸掛系統(tǒng),在汽車行駛時(shí)車胎與路面產(chǎn)生振動(dòng),在這種狀態(tài)下車身是防振對(duì)象,底盤是振動(dòng)源,止動(dòng)器的作用是用來(lái)緩和振動(dòng)時(shí)的沖擊,通過(guò)橡膠的阻尼特性將振動(dòng)迅速消減,同時(shí)在遇到過(guò)大沖擊時(shí),防止車身動(dòng)作過(guò)大而造成相關(guān)部件的損壞和金屬間接觸而產(chǎn)生噪音,在止動(dòng)/緩沖塊的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到靜剛度和耐久性的要求,而對(duì)動(dòng)剛度一般不作要求,為了提高耐久性應(yīng)從結(jié)構(gòu)和配方設(shè)計(jì)兩方面考慮:①在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使最大的體積壓縮量控制在30%以內(nèi),如圖20所示, 止動(dòng)/緩沖塊在自由狀態(tài)時(shí)的橡膠體的高度是h,總體積是V0,在最大受壓狀態(tài)時(shí)橡膠體的高度被壓縮了x,相對(duì)應(yīng)的壓縮體積是V1,這就要求V1/V0≤30%,X值一般是汽車廠根據(jù)實(shí)際裝車使用狀態(tài)提供的。②從配方設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮選用永久變形小的橡膠配方以提高其耐久性.圖20 止動(dòng)/緩沖塊壓縮狀態(tài)橡膠襯套做為一種非常有效的連接元件,廣范應(yīng)用于汽車各零部件間的連接,按其在汽車上使用部位主要可分為:①穩(wěn)定桿襯套,②控制臂襯套,③拉桿襯套,④板簧襯套等。按制造方法和特性可分為以下幾類:①純橡膠的襯套,如圖21所示。②只有內(nèi)金屬套的橡膠襯套,如圖22所示。③有內(nèi)、外金屬套的橡膠襯套, 如圖23所示。其中內(nèi)外套的襯套按其制造工藝又可分為①:內(nèi)外套都粘接型。②內(nèi)套粘接外套壓入型。③內(nèi)外套都?jí)喝胄? 圖21 純橡膠的襯套結(jié)構(gòu)形式圖22 有內(nèi)金屬套的橡膠襯套結(jié)構(gòu)形式圖23 有內(nèi)、外金屬套的橡膠襯套結(jié)構(gòu)形式:,在所有影響耐久性的位置都應(yīng)考慮R過(guò)渡,避免應(yīng)力集中提高產(chǎn)品的耐久性。,可以提高粘接性能避免粘合劑流出而污染模具。,骨架的尺寸精度應(yīng)合理。,避免橡膠流出而造成粘接不良。 以上,以免模具因強(qiáng)度不足而變形。:。骨架的強(qiáng)度要求是否明確。:,尺寸及安裝條件是否明確㈩。,減震橡膠一般為:177。15%。,主方向的剛度應(yīng)明確公差,其他方向剛度公差應(yīng)放寬。(方向,載荷/位移,頻率,耐久次數(shù)等)。為提高產(chǎn)品使用性能，改進(jìn)工藝和降低成本，常在生膠中加各種配合劑，在煉膠機(jī)上將各種配合劑加入生膠制成混煉膠的過(guò)程稱為混煉?；鞜捰址譃榉鬯?、混入、分散、混合、塑化等幾個(gè)階段。粉碎是將較大塊狀配合劑粉碎成大小適當(dāng)?shù)募?xì)微顆粒，以便混入橡膠?；烊胧侵冈陂_煉機(jī)上包輥或密煉機(jī)有效區(qū)內(nèi)將配合劑混入橡膠中。分散是混入橡膠后填料在機(jī)械力作用下被逐漸打碎成小顆粒的過(guò)程?；旌鲜翘盍吓c其它配合劑均勻分布的過(guò)程。塑化是橡膠分子受機(jī)械化學(xué)作用而斷鏈導(dǎo)致膠料粘度下降的過(guò)程。 配合體系::減震橡膠常用的生膠有:NR,SBR,BR,CR,EPDM,等:減震橡膠一般常用的硫化劑為硫黃S(但CR除外一般采用過(guò)氧化物做為硫化劑),硫化劑的用量對(duì)橡膠的性能有很大影響,若硫化劑的配合量太少時(shí),在橡膠硫化成型過(guò)程中,橡膠與粘接劑發(fā)生反應(yīng)時(shí),會(huì)使粘接劑中的硫化劑反滲到橡膠中,而造成橡膠與粘合劑發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)鍵不足,使粘接強(qiáng)度下降,若若硫化劑的配合量太多時(shí),會(huì)造成硫化速度過(guò)快,T10過(guò)短,生產(chǎn)時(shí)膠料的安全性下降,—2份,這種配合量不會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成太大的影響.:減震橡膠一般常用的促進(jìn)劑為:CZ,NOBS,D,DM,M等,促進(jìn)劑的選用原則是根據(jù)T10的長(zhǎng)短,橡膠的硬度以及模具流道的長(zhǎng)短,有時(shí)需根據(jù)生產(chǎn)的綜合情況進(jìn)行并用:在減震橡膠中應(yīng)控制防老劑的配合量,因?yàn)榉览蟿?huì)從橡膠中析出,而游離在橡膠的表面,將橡膠與粘合劑隔離開,造成粘接破壞或粘接強(qiáng)度下降,常用的防老劑有4010A,防老劑RD,防老劑A等.:減震橡膠中的碳黑選用主要考慮產(chǎn)品的耐久性和動(dòng)倍率的平衡,一般情況碳黑的粒徑越細(xì)其耐久性越好,但分散性差,動(dòng)倍率高。碳黑的粒徑越大其動(dòng)倍率低,分散性好,但耐久性一般.:減震橡膠中常用的油分為芳香烴油和環(huán)烷烴油,油的選用時(shí)主要考慮對(duì)動(dòng)倍率和粘接性能的影響,環(huán)烷烴油對(duì)降低動(dòng)倍率效果較好,但對(duì)粘接的性能影響較大,選用時(shí)需考慮綜合性能的平衡.混煉分為開煉機(jī)混煉與密煉機(jī)混煉。開煉機(jī)混煉靈活機(jī)動(dòng)性大，適合規(guī)模小、批量小的生產(chǎn)，開煉機(jī)混煉分為三個(gè)階段，包輥、吃粉和翻煉。包輥隨溫度不同而改變，吃粉是應(yīng)在輥縫上保持適當(dāng)堆積膠，使配合劑盡快混入橡膠，在翻煉中補(bǔ)充加工方法有八把刀、三折四扭和三角包等，其目的為使一個(gè)膠料左右上下盡量翻勻，影響