杨武森YANGWu-sen曰杨玉玲YANGYu-ling曰覃臻QINZhen渊上汽通用五菱汽车股份有限公司袁柳州545007冤渊SAICGMWulingAutomobileCo.袁Ltd.袁Liuzhou545007袁China冤
摘要院橡胶悬置在设计开发时不仅需保证其在使用中受到复杂应力达到疲劳耐久性能的要求袁还需考虑温度对悬置使用寿命的
影响遥某车型年度改款的新发动机的三元催化器与左侧发动机悬置距离较近袁悬置隔振元件使用的就是橡胶材料袁三元催化器表面高温辐射容易导致橡胶老化开裂遥本文针对此发动机悬置结构进行自带隔热罩的设计优化袁并通过道路试验结果验证悬置结构设计优化的正确性袁可以降低悬置橡胶表面温度袁避免悬置橡胶老化开裂的风险袁延长发动机悬置的使用寿命遥
Abstract:Whendesigninganddevelopingarubbersuspension,itnotonlymustensurethatitcanmeettherequirementsoffatiguedurabilityundercomplexstressduringuse,butalsoneedtoconsidertheimpactoftemperatureontheservicelifeofthesuspension.Theternarycatalyticconverterofthenewengineofacertainmodelthatisremodeledannuallyhasashortdistancefromtheleft-sideengine.Therubberisolationelementusestherubbermaterialandhightemperatureradiationonthesurfaceofthethree-waycatalysteasilyleadstorubberagingandcracking.Inthispaper,thedesignoftheself-containedheatshieldforthisenginesuspensionstructureisoptimized,andthecorrectnessofthesuspensionstructuredesignoptimizationisverifiedbyroadtestresults.Itcanreducethesurfacetemperatureofthesuspensionrubber,avoidtheriskofagingandcrackingofthesuspensionrubber,andprolongtheEnginemountlife.
关键词院悬置曰温度曰隔热罩曰优化设计Keywords:mounting曰temperature曰heatshield曰optimizationdesign;
0引言发动机悬置系统作为连接发动机与整车的弹性部件袁作用有以下几个方面院固定和支撑动力总成曰限制位移-发动机在受到各种干扰力渊如制动尧加速尧承受着动力总成的质量或其它动载荷冤作用的情况下袁悬置应能有效的限制其最大位移袁以避免发生与相邻零件的碰撞与干涉袁确保发动机能正常工作曰承受动力总成内部因发动机旋转和平移质量产生的往复惯性力及力矩曰承受汽车行驶过程渊加减速尧转弯等工况冤中作用于动力总成上的一切动态力曰隔离由动力总成振动向车身的传递尧衰减由于路面不平以及车轮所受路面冲击而引起的车身振动向动力总成的传递遥因此袁悬置作为汽车的关键连接构件袁不仅要提供良好的隔振性能袁而且要满足安全性和耐久性等要求遥尤其对于悬置结构中起隔振作用的橡胶减振件袁保证悬置的疲劳耐久性能在悬置设计开发中显得尤为重要遥橡胶悬置在设计开发时不仅需保证其在使用中受到压缩尧剪切等大变形复杂应力达到疲劳耐久性能要求袁温度对橡胶悬置的影响是显而易见的袁还有必要考虑温度对于悬置材料的影响遥某车型的车身采用承载式车身结构袁动力总成前置后驱袁设计采用较为成熟的左尧右发动机侧及变速器侧的三点悬置布置型式袁均为橡胶悬置袁针对其中新配置的发动机的三元催化器与左侧发动机悬置距离较近袁三元催化器表面高温辐射容易导致橡胶老化开裂的问题袁本文针对此问发动机悬置结构进行自带隔热罩的设计优化袁并通过道路试验结果验证悬置结构设计优化的正确性袁可以降低悬置橡胶表面温度袁延长发动机悬置的使用寿命袁使问题得到明显改善遥1悬置受热辐射情况一般常识而言袁材料温度越高越容易疲劳受损失效遥其中与Ar要rhenius经验公式得到的结论一致[1]袁公式为tt渊Ea/k渊1/T1-1/T2冤冤渊1冤1/2=e式中院t1尧t2为材料寿命曰Ea为材料的活化能曰k为波尔兹曼常数曰T1尧T2为材料的温度遥由公式渊1冤可以看出材料的温度越高袁其使用寿命越短遥而目前悬置常用的材料基本上是天然橡胶遥大量的实际使用情况表明袁温度越高袁天然橡胶的疲劳寿命越短袁在使用过程中更容易出现裂纹袁导致提前失效遥因此袁为了提高悬置的疲劳寿命袁确保不会提前失效袁需要尽量降低零件温度遥某车型悬置所用橡胶隔振元件根据试验验证及相关标准袁要求最好能降低到80益以下遥在此车型上与连接发动机的悬置安装在发动机左右两侧袁发动机的三元催化器与左侧的发动机悬置距离较近袁三元催化器表面高温辐射容易导致悬置隔振元件使用的橡胶老化开裂袁如图1所示遥图1左悬置结构受热辐射情况
2悬置路试温度测量对某车型悬置在极端受热工况下进行表面温度测量袁按如下试验要求院环境温度>=32益曰满载曰空调制冷开渊最大冤曰上长陡坡山路曰司机凭借经验和实际情况袁按正常上坡档位及车速上到坡顶曰怠速2分钟袁熄火发动机15分InternalCombustionEngine&Parts钟曰1档全油门上到坡顶袁怠速2分钟,熄火发动机15分钟曰全程记录环境温度尧时速尧温度等数据袁记录间隔为每30秒记录一次环境温度尧三催表面温度及悬置表面温度数据遥图2为测量的三元催化器和传感器布点示意图遥窑23窑度已经超过胶合件的最高承受温度80益袁若在此温度的长期辐射下袁胶合件的老化速度将大大加快遥3悬置结构优化左发动机侧悬置上骨架表面结构优化袁通过增加一个隔热罩袁减少悬置橡胶表面受三元催化器的辐射热袁降低悬置橡胶表面温度遥图4左侧为悬置及隔热罩安装结构袁发动机侧悬置2通过连接紧固件连接到前轴焊合件3上曰悬置隔热罩4安装在发动机侧悬置2上面袁实现减少悬置橡胶表面受三元催化器的辐射热的功能曰悬置支架5与隔热罩表面接触并通过紧固件与发动机侧悬置2连接遥图4右侧为带隔热罩的发动机悬置详图袁悬置由上骨架3尧下骨架1及隔振橡胶块2尧连接螺栓5尧定位销6组成袁连接螺栓5与定位销用于悬置支架安装袁悬置隔热罩4安装在上骨架3上袁靠近三元催化器侧的悬置橡胶2将减少受三催的辐射热袁从而达到降低悬置橡胶2表面温度的功能遥隔热罩4由三层结构组成袁外两层均为铝钢板袁中间层为隔热复合涂层袁图中隔热罩只在靠近三元催化器侧的橡胶表面增加袁另一面橡胶表面无隔热罩袁因为距离三元催化器较远的另一侧橡胶表面受三催辐射影响不大无需增加隔热罩袁这样只增加一边隔热罩还可以减低零件质量袁减少成本遥4试验验证根据优化结果方案实施后袁按同样的悬置极端受热工况要求渊详见2悬置路试温度测量冤进行试验袁图5为测量的三元催化器和传感器布点示意图遥图2传感器布点示意图
测量结果如图3所示袁在32-35益的环境温度下袁悬置极端受热工况袁驾驶员实际情况上坡工况下袁胶合件表面温度都是熄火后达最高之后才下降袁最高温度达到88.7益曰而1档全油门上坡工况最高温度达到95.4益袁该温图5改进结构后温度传感器示意图
图3悬置路试温度测量结果
图4悬置结构优化方案
测量结果如图6所示袁在32-35益的环境温度袁悬置极端受热工况下袁驾驶员实际情况上坡工况下袁胶合件表面温度都是熄火后达最高之后才下降袁最高温度达到72.7益曰而1档全油门上坡工况最高温度达到75.3益袁表面优化设计结构后有效降低悬置橡胶表面温度到耐久温度80益以下袁避免悬置橡胶受高温辐射而老化开裂遥5结论通过悬置结构优化设计袁再经过实际车辆道路试验袁从测量结果看在正常车辆行驶时和在一档全油门爬坡的极端工况带隔热罩悬置的橡胶表面温度有效减低袁改善明显遥因此袁该优化方案具有窑24窑内燃机与配件低合金准态贝氏体气缸套新型淬火液研究渊淤三明学院袁三明365001曰于中原内配集团股份有限公司袁孟州454750曰盂河南科技大学袁洛阳471000冤
摘要院随着内燃机机向着大功率尧低油耗尧低排放发展袁准铸态贝氏体应允而生袁常用准铸态贝氏体缸套需要加入高含量的钼镍合金袁本文研究一种新型淬火液袁实现气缸套毛坯凝固过程中袁在珠光体转变区间冷却快袁接近贝氏体转变区间冷却速度慢袁在不加镍尧低钼渊0.45-0.6冤的情况下袁得到同样性能的贝氏体组织袁使准铸态贝氏体成本大副降低遥
关键词院低合金曰准铸态曰贝氏体曰淬火液表10引言随着载重汽车和大型客车内燃机机向着大功率尧低油取样位置CSiPSMnMoCu耗尧低排放尧轻量化发展袁准铸态贝氏体应允而生袁常用准原铁水3.161.950.030.0460.520.510.63
铸态贝氏体缸套毛坯由于不能准确控制珠光体转变区间和贝氏体转变区间的冷却速度和冷却温度袁因此需要加入成品3.052.210.030.0450.520.510.63高含量的钼镍合金渊钼院1.0-1.5袁镍院1.0-1.5冤袁本文研究一渊PEO冤尧聚乙醇渊PAG冤和聚乙烯吡咯种新型淬火液袁缸套毛坯在850-900益出模后袁将缸套放渊ACR冤尧聚乙烯恶唑林入该淬火液中袁其冷却速度在不同的温度可以通过改变浓渊PVP冤进行研究袁通过对其冷却曲线的测定袁来选择合适vfquenchotest冷却速度测量度尧搅拌速度尧淬火介质精准调整遥本文通过对其研究袁实的聚台物淬火液遥用瑞典的i现气缸套毛坯凝固过程中袁在珠光体转变区间冷却快袁接仪对不同聚合物淬火剂进行冷却速度测量袁其相关参数见近贝氏体转变区间冷却慢袁此时放进放进保温箱中保温袁表2遥使缸套在保温箱内实现贝氏体转变袁在不加镍尧低钼表2不同聚合物淬火剂冷却特性渊0.45-0.6冤的情况下袁得到同样性能的贝氏体组织袁使准铸最大冷速最大冷速800-500益500益冷速
编号淬火液态贝氏体成本大副降低遥渊益/s冤对应温度益渊s冤渊益/s冤1研究路线1PAG1427054援360
1.1化学成份2ACR635486援560
本文研究的气缸套化学成份表1遥3PVP1226854援825
4PEO1416924援3261.2有机聚合物淬火液种类的研究本文选择20%的聚乙烯醇渊PVA冤尧聚丙烯酸钠高浩淤曰高广东于曰吴龙淤曰刘栋于曰熊毅盂图6改进结构后温度测量结果
可行性及一定的设计指导意义遥参考文献院[1]闫怀义援Arrhenius经验公式的推导及Ea的本质[J]援绍兴文理学院学报袁2010渊8冤援
[2]上官文斌.汽车动力总成橡胶悬置的疲劳寿命实测与预测
方法[J]援机械工程学报袁2014袁12渊50冤援
[3]李华袁陈鸿明.变速器后悬置热性能研究[J].上海汽车袁2018袁01.
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