1、3/17/20221液壓懸置性能與結構調整的關系液壓懸置性能與結構調整的關系龔碧峰龔碧峰 2011/3/19典型液壓懸置產品典型液壓懸置產品3/17/2022210上液腔9解耦膜8皮碗7下流道板6上流道板5節流盤4主簧3上罩2鋁芯子1螺栓圓錐形液壓懸置圓錐形液壓懸置（慣性通道（慣性通道解耦膜式）解耦膜式）3/17/20223襯套形液壓懸置襯套形液壓懸置（僅慣性通道）（僅慣性通道）9螺栓8支臂7限位塊6液腔5橡膠襯套4液壓襯套3鋁芯子2骨架1支架典型液壓懸置產品典型液壓懸置產品3/17/20224典型液壓懸置產品典型液壓懸置產品12上液腔10底座9皮碗8流道蓋板7解耦片6上流道板5骨架4主簧3支

2、臂2骨架1上支架梯形液壓懸置梯形液壓懸置（慣性通道（慣性通道解耦膜式）解耦膜式）3/17/202258解耦膜7下流道板6底板5皮碗4螺栓3上流道板2限位桿1橡膠主簧方形液壓懸置方形液壓懸置（慣性通道（慣性通道解耦膜式）解耦膜式）典型液壓懸置產品典型液壓懸置產品3/17/20226液壓懸置的液壓特性液壓懸置的液壓特性05010015020025030035040005101520253035404550K* (N/mm)Axial Frequency (Hz)0510152025303540455005101520253035404550Loss AngleAxial Frequency (Hz

3、)低頻，大振幅（低頻，大振幅（PP2）液壓曲線）液壓曲線1.用于改善路面振動對動力總成的傳遞。用于改善路面振動對動力總成的傳遞。2.主要關注滯后角峰值和對應的頻率，峰值一般在主要關注滯后角峰值和對應的頻率，峰值一般在3070deg，峰值頻，峰值頻率在率在812Hz3/17/202270100200300400500050100150200K* N/mmLoss AngleHz高頻，小振幅（高頻，小振幅（PP02）液壓曲線）液壓曲線051015202530354045050100150200Hz液壓懸置的液壓特性液壓懸置的液壓特性1.用于改善動力總成振動對車身的傳遞。用于改善動力總成振動對車身的

4、傳遞。2.主要關注動剛度，高頻段動剛度盡量低。主要關注動剛度，高頻段動剛度盡量低。3/17/20228產品結構和液壓特性之間關系產品結構和液壓特性之間關系液壓特性評價指標一般有動剛度，損耗角（也稱為阻尼角，滯后角）和以液壓特性評價指標一般有動剛度，損耗角（也稱為阻尼角，滯后角）和以及相關聯的頻率。及相關聯的頻率。產品結構特性的改進能使這些評價指標發生相應變化，且有規律性。產品產品結構特性的改進能使這些評價指標發生相應變化，且有規律性。產品結構特性主要有：結構特性主要有：1.橡膠主簧的剛度；2.上液腔的體積剛度；3.橡膠主簧的等效活塞面積；4.慣性通道的橫截面積5.慣性通道的長度6.液體的比重7

5、.流量阻尼系數3/17/20229產品結構和液壓特性之間關系產品結構和液壓特性之間關系以上幾個產品結構特性，一般會通過第以上幾個產品結構特性，一般會通過第2,3,4,5條結構的改變來改善產品液條結構的改變來改善產品液壓特性，以滿足期望值。其中第壓特性，以滿足期望值。其中第4，5條最為常用，效果也最為明顯。條最為常用，效果也最為明顯。 以下將著重針對這幾條來闡述產品結構與液壓特性之間的關系，以便用于以下將著重針對這幾條來闡述產品結構與液壓特性之間的關系，以便用于指導改進液壓性能。指導改進液壓性能。 3/17/202210上液腔體積剛度上液腔體積剛度 橡膠主簧在泵吸液體的過程中，有一定的膨脹變形，

6、橡膠主簧的這種膨脹特性用橡膠主簧在泵吸液體的過程中，有一定的膨脹變形，橡膠主簧的這種膨脹特性用上液室體積剛度上液室體積剛度K1來表示，定義為來表示，定義為 P / V，即壓力變化與體積變化的關系。，即壓力變化與體積變化的關系。下圖是上液腔體積剛度與液壓特性之間的關系。下圖是上液腔體積剛度與液壓特性之間的關系。3/17/202211 由上圖可見，當上液室的體積剛度增加時，動剛度、滯后角均增加由上圖可見，當上液室的體積剛度增加時，動剛度、滯后角均增加，滯后角出現峰值時的頻率也增加。，滯后角出現峰值時的頻率也增加。 但這種結構改進方案由于需要對主簧結構進行較大改動，會導致產但這種結構改進方案由于需要

7、對主簧結構進行較大改動，會導致產品靜剛度和疲勞發生變化，所以風險較大，且難以準確定量。一般情況品靜剛度和疲勞發生變化，所以風險較大，且難以準確定量。一般情況下采用不多。下采用不多。上液腔體積剛度上液腔體積剛度3/17/202212橡膠主簧的等效活塞面積橡膠主簧的等效活塞面積橡膠主簧的作用有二個，一是承受動力總成的靜、動態載荷，因此具有剛度橡膠主簧的作用有二個，一是承受動力總成的靜、動態載荷，因此具有剛度 和和阻尼阻尼 ，二是起到類似活塞的作用，使液體在上、下液室之間來回流動，用等效，二是起到類似活塞的作用，使液體在上、下液室之間來回流動，用等效活塞面積活塞面積 來表示其特性，用來表示其特性，用

8、Ap表示。表示。下圖是等效活塞面積與液壓特性之間的關系。下圖是等效活塞面積與液壓特性之間的關系。 由上圖可見，橡膠主簧的等效活塞面積增大時，液阻懸置的動剛度，由上圖可見，橡膠主簧的等效活塞面積增大時，液阻懸置的動剛度，滯后角均增加，但滯后角出現峰值時的頻率下降。滯后角均增加，但滯后角出現峰值時的頻率下降。 這種結構改動相對體積剛度需要地改動小一些，對零件三向靜剛度和這種結構改動相對體積剛度需要地改動小一些，對零件三向靜剛度和疲勞影響也相對較小，但準確定量也是比較困難。疲勞影響也相對較小，但準確定量也是比較困難。3/17/202213橡膠主簧的等效活塞面積橡膠主簧的等效活塞面積 慣性通道橫截面積

9、即流道的橫截面積，用慣性通道橫截面積即流道的橫截面積，用A1表示。表示。 慣性通道的橫截面積與與液壓特性之間的關系如下圖。慣性通道的橫截面積與與液壓特性之間的關系如下圖。3/17/202214慣性通道的橫截面積慣性通道的橫截面積 由上圖可見，當慣性通道的橫截面積增加時，動剛度、滯后角均下降，當由上圖可見，當慣性通道的橫截面積增加時，動剛度、滯后角均下降，當滯后角出現峰值時的頻率增加。滯后角出現峰值時的頻率增加。 這種結構改動由于改動比較簡單，也不涉及橡膠主簧的改動，所以常被采這種結構改動由于改動比較簡單，也不涉及橡膠主簧的改動，所以常被采用來調整液壓特性。用來調整液壓特性。3/17/20221

10、5慣性通道的橫截面積慣性通道的橫截面積 慣性通道的長度即流道的長度，用L1表示。 下圖是慣性通道與液壓特性之間的關系。3/17/202216慣性通道的長度慣性通道的長度 由上圖可見，當慣性通道的長度增加時，動剛度、滯后角均增加，滯后由上圖可見，當慣性通道的長度增加時，動剛度、滯后角均增加，滯后角出現峰值時的頻率下降。對比上兩圖可見，慣性通道的長度對液阻懸角出現峰值時的頻率下降。對比上兩圖可見，慣性通道的長度對液阻懸置性能的影響與橫截面積對液阻懸置性能影響的規律是相反的。置性能的影響與橫截面積對液阻懸置性能影響的規律是相反的。 慣性通道的長度變更也是調整液壓特性的常用手段。慣性通道的長度變更也是

11、調整液壓特性的常用手段。3/17/202217慣性通道的長度慣性通道的長度橡膠主簧剛度，液體比重，流量阻尼系數橡膠主簧剛度，液體比重，流量阻尼系數 橡膠主簧剛度，液體比重，流量阻尼系數這橡膠主簧剛度，液體比重，流量阻尼系數這3種調整與液壓特性之間關系種調整與液壓特性之間關系如下。如下。增加橡膠主簧剛度，液阻懸置的動剛度增加而滯后角減少，滯后角出現峰值的頻率增加。增加橡膠主簧剛度，液阻懸置的動剛度增加而滯后角減少，滯后角出現峰值的頻率增加。當液體比重增加時，動剛度、滯后角均增加，當滯后角出現峰值時的頻率下降。當液體比重增加時，動剛度、滯后角均增加，當滯后角出現峰值時的頻率下降。當流量阻尼系數增加

12、時，動剛度、滯后角均減少。流量系數的變化不影響滯后角出現峰值時當流量阻尼系數增加時，動剛度、滯后角均減少。流量系數的變化不影響滯后角出現峰值時的頻率。的頻率。 由于這由于這3中方案改進會引起其他變化，所以實際上很少予以采用。中方案改進會引起其他變化，所以實際上很少予以采用。3/17/202218其他因素與液壓特性之間的關系其他因素與液壓特性之間的關系 除了上述幾種結構與液壓特性之間的關系，實際中還可以采用其他方式改除了上述幾種結構與液壓特性之間的關系，實際中還可以采用其他方式改善產品液壓特性。善產品液壓特性。 1.皮碗倒吸。皮碗倒吸。 皮碗倒吸通過在組裝產品時，預壓主簧來實現，預壓越多，倒吸越

13、厲害。皮碗倒吸通過在組裝產品時，預壓主簧來實現，預壓越多，倒吸越厲害。 從下圖是皮碗倒吸程度與液壓特性之間的關系，從下圖是皮碗倒吸程度與液壓特性之間的關系，3/17/202219010020030040050060001020304050K*(N/mm) 010203040506070809001020304050Phase Angle(Deg)Frequency(Hz)主簧預壓10mm 主簧預壓6mmFrequency（Hz） 從上圖可以看出，增加預壓量（倒吸越多），動剛度降低而滯后角增加從上圖可以看出，增加預壓量（倒吸越多），動剛度降低而滯后角增加，滯后角峰值頻率降低，滯后角峰值頻率降低

14、皮碗倒吸是一個能有效改善液壓特性的手段，對液壓產品而言，一般都皮碗倒吸是一個能有效改善液壓特性的手段，對液壓產品而言，一般都要求皮碗倒吸。要求皮碗倒吸。3/17/202220其他因素與液壓特性之間的關系其他因素與液壓特性之間的關系 2.改變解耦膜厚度改變解耦膜厚度 帶解耦膜的液壓懸置與不帶解耦膜的相比，主要優勢是能夠降低高頻區帶解耦膜的液壓懸置與不帶解耦膜的相比，主要優勢是能夠降低高頻區域的動剛度。域的動剛度。 解耦膜厚度增加，則動剛度和滯后角均增加解耦膜厚度增加，則動剛度和滯后角均增加，峰值頻率基本不變。峰值頻率基本不變。3/17/202221其他因素與液壓特性之間的關系其他因素與液壓特性之間的關系3/17/202222總結總結 液壓懸置在汽車上的應用比較廣泛，一般高檔汽車都使用液壓懸置，在液壓懸置在汽車上的應用比較廣泛，一般高檔汽車都使用液壓懸置，在個別豪華轎車上，甚至使用主動式液壓懸置。所以掌握液壓懸置性能的個別豪華轎車上，甚至使用主動式液壓懸置。所以掌握液壓懸置性能的規律變化比較重要。規律變化比較重要。 雖然液壓懸置性