1、液压悬置性能及结构特点目录 液压悬置性能要求 液压悬置的发展历史 典型液压悬置结构及性能特点 液压悬置性能的CAE分析方法液压悬置性能要求 低频、大振幅时,高阻尼、高动刚度;(来自路面激励)高频、小振幅时,低阻尼、低动刚度;(来自发动机激励)低频、大振幅高频、小振幅(普通液压悬置)高频、小振幅(DOD液压悬置,下图项目在前75Hz要求动刚度尽量的低)液压悬置的发展历史 惯性通道型液阻悬置第一代惯性通道解耦盘(膜型)液阻悬置惯性通道解耦盘型惯性通道解耦膜型第二代 惯性通道解耦盘节流盘式液阻悬置第三代液阻悬置 惯性通道解耦盘节流盘式液阻悬置05010015020030040050060070080
2、090010001100 动刚度(N/mm)动刚度(N/mm)频率(Hz)频率(Hz)1.0 mm 0.2 mm05010015020005101520253035 滞后角(Deg)滞后角(Deg)频率(Hz)频率(Hz)1.0 mm 0.2 mmP=2000N(液阻悬置与橡胶主簧特性的比较)01020304050300350400450500550600650700 动刚度(N/mm)动刚度(N/mm)频率(Hz)频率(Hz)液 阻 悬 置 橡 胶 主 簧01020304050051015202530 滞后角(Deg)滞后角(Deg)频率(Hz)频率(Hz)液 阻 悬 置 橡 胶 主 簧20
3、00N1mm05010015020025002004006008001000120014001600 动刚度(N/mm)动刚度(N/mm)频率(Hz)频率(Hz)液 阻 悬 置 橡 胶 主 簧05010015020001020304050 滞后角(Deg)滞后角(Deg)频率(Hz)频率(Hz)液 阻 悬 置 橡 胶 主 簧2000N 0.2mm 半主动悬置1:直通式气动执行器阀杆悬置主体流道入口(From up cavity)阀杆液压流道流道出口(To bowl cavity)气动执行器状态1:IDLE上液室的液体直接从流道板的入口通过阀杆进入皮碗腔,悬置液压特性不作体现,动刚度低,隔振性能
4、良好。010020030040050001020304050Axial Frequency(Hz)Phase(deg)0123456K*(N/mm)状态2:ON ROAD上液室的液体从流道板的入口通过阀杆进入流道,悬置液压特性同常规液压悬置,即小振幅下悬置通过解耦膜的作用,具有动刚度小,阻尼低的特点,大振幅下悬置通过流道作用,在特定的低频区域有动刚度大,阻尼高的特点。0200400600800100001020304050Axial Frequency(Hz)Phase(deg)05101520253035404550K*(N/mm)半主动悬置2:膜式仅仅是降低0120Hz内的动刚度,其滞后角
5、出现峰值的频率并不改变 半主动悬置3:多惯性通道型通过改变流道数量,从而改变滞后角出现峰值的频率,在怠速范围获得最低的动刚度值 多惯性通道液压性能研究 多惯性通道液压性能研究半主动悬置4:电流变液和磁流变液 特点:对被动式液阻悬置的惯性通道进行改进设计,加电极,在高压的作用下,惯性通道中液体的粘度可以在瞬间发生变化。特性的变化:从无阻尼到有阻尼可以在1ms内完成。缺点:性能不是很稳定,长时间使用以后,油液沉淀。圆锥形液压悬置 圆锥形液压悬置性能特点优点:优点:1、较大的三向刚度比例调整范围;2、能够实现三向的限位要求;3、液压元件(流道、皮碗、解耦膜、拉头等)容易实现Reuse;4、阻尼角峰值
6、频率的调整比较容易,解耦效果比较容易实现;5、如应用节流盘(拉头)的解耦,可在较大频率范围(200Hz或250Hz以内)实现小振幅解耦;注意点:注意点:1、需要较大的Z向空间,如需要Z向上跳限位,则对Z向空间尺寸要求更高;2、组件数量多,装配工艺复杂,需要注意产品的尺寸链控制,不然容易出现液体泄漏问题;3、密封筋的装配变形尺寸和空间需要仔细核对,另外需要注意皮碗在水下装配时的工艺性问题;4、注意在零件极限变形时皮碗与底盖的空间关系,注意底盖排气孔的位置和毛刺方向;5、产品承受较大的侧向载荷时,需要注意结构件的强度是否能否满足要求;梯形液压悬置性能特点 优点:1、阻尼角峰值频率的调整比较容易,解
7、耦效果比较容易实现;2、能够承受较大的纵向冲击载荷;3、容易在零件上搭载其他附件(如膨胀箱);4、能够在较小的Y向空间条件下实现零件布局;注意点:1、侧向刚度比例较小,调整范围有限;2、侧向限位比较难以实现;3、液压元件的Reuse相对较难;4、支臂根部的设计强度及工艺缺陷需要特别注意;5、密封筋的装配变形尺寸和空间需要仔细核对,另外需要注意皮碗的最大变形空间是否会产生干涉;梯形液压悬置长腰型液压悬置 长腰型液压悬置性能特点 优点:1、较大的三向刚度比例调整范围;2、能够实现三向的限位要求;3、阻尼角峰值频率的调整比较容易,解耦效果比较容易实现;4、能够在较小的Y向空间条件下实现零件布局;注意
8、点:1、液压元件的Reuse相对较难;2、密封筋的装配变形尺寸和空间需要仔细核对,另外需要注意皮碗在水下装配时的工艺性问题;3、注意在零件极限变形时皮碗与底盖的空间关系,注意底盖排气孔的位置和毛刺方向;衬套式液压悬置结构特点:类似于惯性通道型的液阻悬置,下液室为工作室,上液室为液体的密封室。由于体积较小,在其中加入解耦膜/板结构比较困难。衬套式液压悬置性能曲线 优点:优点:1、占用空间较小,特别是能够在较小的Y向空间条件下实现零件布局;2、零件组件少,结构相对简单,成本低;3、能够承受较大的纵向冲击载荷;4、容易在零件上搭载其他附件(如膨胀箱);注意点:注意点:1、常规液压衬套无法实现小振幅下
9、的解耦;2、阻尼角的调整往往需要修改橡胶模具(流道由附件装配的除外),调整周期长,成本高;3、侧向刚度比例较小,调整范围有限;4、侧向限位比较难以实现;5、密封筋的设计及装配尺寸控制需要十分注意,有较大液体泄漏的风险;6、如流道是由附件装配的,需注意配合面的贴服,不然容易发生内泄漏而导致液压特性不明显的现象;带解耦膜的衬套式液压悬置0100200300400500600700050100150200250300350Axial Frequency(Hz)Phase(deg)0102030405060010020030040050060005101520253035Axial Frequency
10、(Hz)Phase(deg)05101520253035404550 液压衬套 0501001502002500102030405060Axial Frequency(Hz)K*(N/mm)051015202530354045Phase(deg)050100150200250300350400010203040506001020304050607080900100200300400500600700050100150200250020406080100120底盘液压衬套结构特点:在轴向方向提供大阻尼而在径向方向承受静态载荷;两个液室均提供刚度;滞后角出现峰值的频率与激振振幅相关。(下摆控制臂中的液压衬套常用阻尼峰值频率为16Hz)底盘液压衬套性能曲线0204060801000100020003000400050006000 动刚度/(N.mm-1)频率/Hz 0.1 mm 0.4 mm 0.7 mm 1.0 mm020406080100020406080100 滞后角/O频率/Hz 0.1 mm 0.4 mm 0.7 mm 1.0 mm