汽车NVH综合技术-悬置结构种类及性能优势

1.弹性悬置

弹性悬置是应用最早的类型。常用的动力总成悬置如图17-3所示。一般发动机前置前驱汽车，多选用圆筒形悬置，发动机前置后驱汽车，多选用切饼形悬置。悬置的形状不同，则各个方向上的刚度比也不同。其弹性部分是橡胶，因此也叫橡胶悬置。这种悬置结构简单，价格便宜，使用寿命长，且性能稳定。到现今为止，在汽车车身上还在大量使用橡胶隔振器。

图17-2 理想的悬置刚度/阻尼特性

图17-3 常用动力总成悬置

常用橡胶材料见表17-1，可根据使用目的、条件来选择适当的材料。

表17-1 常用橡胶材料

橡胶悬置由于制造工艺简单、成本低、使用寿命长，因此在汽车上被大量使用。除用于动力总成悬置外，其他一些减振用的部件，如车身悬置、主减速器悬置、衬套等都采用橡胶材料制成。悬置的刚度可以通过工艺参数的调整来保证，常用的动力总成悬置的刚度特性如图17-4所示。在变形较小时，悬置表现出线性特征，其变形幅度随着载荷的增加而加大，当变形过大时，如汽车起步时，在过大的转矩冲击下，悬置上预先设计好的挡位块发生接触，此时的悬置表现为非线性，刚度大幅升高，以防止动力总成过大的摆动幅度，和其他部位产生干涉。

通常采用带有限位挡块机构的悬置，基本构想如下所述。

①发动机正常工作时，利用动力总成悬置橡胶软垫来降低动力总成的振动。

②紧急起步等过渡工况产生过大激励时，通过限位挡块反力来抑制动力总成的动态位移，防止动力总成和包括车体构造在内的其他部件发生干涉。

③考虑到紧急起步时的扭力反作用力的最大值，为确保动态间隙，有必要设定限位挡块。但在紧急加速和紧急减速时的通常操作范围内，尽可能利用动力总成悬置橡胶位移吸收振动，不与限位挡块接触。在FF轿车中，装用摆动车架可吸收紧急加速和紧急减速的转矩反力，这种应对措施的例子也很多。

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图17-4 常用橡胶悬置刚度特性

④通过适当设置限位挡块的接触频率，来确保动力总成悬置橡胶以及限位挡块的强度和耐久性。

2.液压悬置

液压悬置于20世纪60年代开始出现。这种悬置能同时满足低频和高频时对刚度和阻尼的要求，其性能优于橡胶隔振器，大大提高了汽车的舒适性，且刚度也容易调节。不足之外是结构复杂、成本高，一般只应用于高级车上。

液压悬置根据其工作原理，可分为耦合式液压悬置和非耦合式液压悬置。图17-5所示为一款非耦合式液压悬置，其刚度及阻尼特性如图17-6、图17-7所示。

图17-5 非耦合式液压悬置

图17-6 非耦合式液压悬置刚度特性

图17-7 非耦合式液压悬置阻尼特性

液压悬置在低频时阻尼大、刚度低，对吸收动力总成起动时的冲击有利。当频率增加时，其刚度也增加，这一点对隔振不利。

3.主动悬置

主动控制的思路出现于20世纪30年代。但最初受到电子技术发展水平的限制，进展十分缓慢。直到20世纪90年代，电子产品成本大幅降低，主动控制技术才在汽车上得到广泛应用。主动控制悬置除了有控制系统外，还需要一套额外的能量供应系统来提供一个反向的激振力来抵消系统的振动。