机械振动隔离技术2知识分享.ppt

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1、机械振动隔离技术23.1吊耳的低频性能(<200Hz)3.2吊耳的高频性能动刚度：动刚度随激振频率和预载荷的变化与通常的悬置一样.在100Hz以下，损失系数基本为常数，当激振频率大于100Hz时，损失系数下降（与常规的RubberMount一样）。金属插入件对吊耳性能的影响不同橡胶材料对吊耳刚度和阻力的影响刚度一样，用EPDM时的阻力比Silicon大，因而提供较大的阻尼。温度的影响－30度是一个关键点3.1吊耳的低频性能(<200Hz)3.2吊耳的高频性能(1)实测的动刚度曲线对于一般的橡胶悬置，在500Hz以后，其动刚度随激振频率的增加而增加，但是不会剧烈的增加。但是排气管吊耳不一

2、样，见右图动刚度出现了峰值，原因：排气管吊耳本身出现了共振，在400Hz和800Hz处出现了两个峰值，为什么？另外一个实例排气管吊耳的模态分析脉冲激振在吊块的下方，垂直方向。由传递函数可见，吊耳的共振频率为：170Hz，400hz,800Hz。其中170Hz可以看成质量块和吊耳组成的质量－弹簧系统的固有频率。传递函数降低吊耳的动刚度改进的基本原则：a）安装的尺寸不变；b）为了保证排气系统的刚度和吊耳的耐久性，吊耳的静态刚度不变.基本的思路：改变吊耳Arms的刚性，提高吊耳的共振频率。直观的理解：压制Arms的模态，有助于减小动刚度。改进的结果，型的结构，仅仅增加了中间的一根杆子，但是A

3、RMs的刚度大大的提高了。动刚度的比较：800Hz处动刚度降低的原因：中间杆放在800Hz的一个结点上，中间杆的厚度和长度需要调整，以减少800Hz处吊耳的动刚度。另外有限元分析表明：加了中间杆以后，一阶模态的频率为260Hz,为减少260Hz的刚度，也需要调整中间杆的相关尺寸。实例3(1)纯橡胶吊耳及其动态特性当橡胶的硬度为45度时，峰值在432Hz和552Hz。当橡胶的硬度为60度时，峰值为852Hz，但是350Hz以下的动刚度太大。(2)金属环－橡胶吊耳及其动态特性金属环的厚度为0.5mm，橡胶的硬度为50。尽管橡胶－金属吊耳中橡胶的硬度大，但是在550Hz以下，橡胶－金属吊耳的

4、刚度比45度的纯橡胶吊耳下，有利于隔振。吊耳的有限元分析(a)材料模型：Hyperelastic+Viscoelastic模型（标准的Rubbermodel）粘弹性关系：时域：频率：＝参数的获取：(b)动刚度的计算结果纯橡胶吊耳橡胶＋金属环吊耳金属环的参数对吊耳动态性能的影响参数：橡胶的硬度；金属环的厚度T、W(a)橡胶硬度的变化由上图可见，虽然增加橡胶的硬度可以增加峰值的频率，但是峰值频率以下的动刚度也增加了。(b)金属环的厚度和W等参数的变化(1)吊耳的安装位置放在排气管一些模态的结点上（2阶？？）。问题：结点与边界条件有关；一个模态的结点并不是另外一个模态的结点。实际：放在消声器

5、的两端。对吊耳安装与性能的要求无真正的标准。力的大小是通过Benchmarking来决定的。计算时，建立动力总成（悬置系统）＋排气管系统（吊耳）模型，然后在绕曲轴方向施加100N.m的力矩，计算排气管吊耳上的力，要小于10N。(2)减少排气管吊耳的力(3)排气管吊耳支架的频率吊耳与车身和排气管的连接是通过支架，这个小支架有一个固有频率。支架固有频率厚的下限＝发动机的最大转速/60*(气缸数/2)(4)排气管前段波纹管(flexdecoupler)排气管与发动机的排气软管的连接处应该尽量靠近动力总成的扭矩轴线。连接软管提供6个方向的刚度，主要目的是将发动机的振动尽可能小的传递到排气管中去

6、。（其它激励：气流、路面）波纹管的刚度对减少吊耳处的力有很大的影响。基本的目标：尽量减少FlexDecoupler的刚度。下一代的波纹管：橡胶波纹管波纹管可以安装在催化转换器之前或者之后。(1)目前的产品特点：(a)刚度比较大，在目前的轿车中，发动机悬置越来越软，因此，波纹管的刚度如果太大，可能将发动机的振动传递到排气系统中去；(b)这种金属波纹管的模态，可能被动力总成的激振起来；(c)金属波纹管的散热太快，对催化转换有负作用。(2)橡胶波纹管特点：（非常软的内波纹管；隔离温度的端盖；橡胶软管；热绝缘材料；两个与端盖相连的卡环）(a)内波纹管(internalstripwoundhos

7、e)非常的软，能承受750度的高温（柴油机）、900度（汽油机）；不锈钢材料，具有防腐蚀的作用。(b)隔离温度的端盖（冷却端盖）（Twoendcapsfortemperatureisolation）传热快，不让热传给橡胶波纹管，并且刚度也很小。－(c)绝缘材料其中的温度剃度很大。(d)橡胶波纹管产品的关键部件，密封整个部件，并且刚度很低。(3)新产品的特性(a)大位移特性(b)内部的压力对于汽油机来讲，排气压力在0.3Bar，橡胶波纹管的变形可