本文件規(guī)定了商用汽車用橡膠懸架的分類、開發(fā)流程、技術要求、本標準適用于卡車、工程車等采用橡膠彈簧的懸架。其他類型的汽車懸架2規(guī)范性引用文件僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測定汽車大梁用熱軋鋼板和鋼帶硫化橡膠或熱塑性橡膠熱空氣加速老化和耐熱試驗汽車平順性試驗方法QC/T491汽車減振器性能要求及臺架試驗方法沖由不平路面?zhèn)鬟f給車架的沖擊力，保證汽車能平順地行駛。由橡膠與多層金屬隔板粘結(jié)裝配而成，一端通過螺栓固定于鞍座總成上，起防一端通過隔板安裝孔與橡膠主簧和橡膠輔簧實現(xiàn)螺栓連接。4符號工2Ran:材料屈服強度，規(guī)定以金屬材料在靜態(tài)拉伸條件下產(chǎn)生0.2%的殘余變形的應力值作為其屈服強度。Rm:材料抗拉強度，規(guī)定為金屬材料在靜態(tài)拉伸條件下的最大承載應力值。ζ:相對阻尼系數(shù)(阻尼比),指阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)的比值，表征結(jié)構(gòu)阻尼的大小。Z軸根據(jù)右手定則確定，指向上方。圖1橡膠懸架典型結(jié)構(gòu)形式5.2按橡膠功能和主簧形狀分類a)壓縮型橡膠結(jié)構(gòu)；b)剪切型橡膠結(jié)構(gòu)；c)壓縮剪切復合型橡膠結(jié)構(gòu)。5.2.2主簧形狀分類a)一字圓形截面橡膠主簧I,如圖2a);b)一字矩形截面橡膠主簧I。如圖2b);3T/CASMEXXXX一XXXXa)一字圓形截面橡膠主簧b)一字矩形截面橡膠主簧c)V形截面橡膠主簧5.3按均衡梁球鉸形狀分類按均衡梁球鉸形狀可分為以下兩種：a)金屬向心關節(jié)軸承Ⅱ,如圖3);a)金屬向心關節(jié)軸承備注2Ⅱ34Ⅱ56Ⅱ4與主機廠交流，了解車型具體情況，得到相關車型數(shù)據(jù)NY繪制懸架系統(tǒng)的三維模型將三維模型發(fā)給主機廠.供他們匹配車橋和車架，并檢查干涉NY進行有限元和動力學相關分析，校核強度及NY產(chǎn)品試制，進行產(chǎn)品靜態(tài)性能試驗以及動態(tài)臺架試驗NY給客戶發(fā)樣品，進行試裝車、路試NYNY固化生產(chǎn)流程，持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品性能及生產(chǎn)工藝圖4橡膠懸架開發(fā)流程55.5.1設計總則性，懸架系統(tǒng)偏頻應基本保持不變，懸架系統(tǒng)剛度應具有隨車載荷變化的功能。5.5.2橡膠彈簧基本結(jié)構(gòu)形式或位移。a)壓縮型結(jié)構(gòu)b)剪切型結(jié)構(gòu)5.5.3壓縮剪切復合型橡膠彈簧的結(jié)構(gòu)組成5.5.4剛度匹配設計式中：6m為懸架的簧載質(zhì)量。5.5.4.2由式(1)可知，橡膠彈簧的剛度越小，懸架的偏頻就越低，根據(jù)汽車動力學的相關推導，懸增大車輪對地面的附著力。因此，從提高平順性的要求出發(fā)，懸架橡膠彈簧應設計成較小的剛度。圖7所示，當車輪受到來自路面的沖擊時，車輪的載荷變化情sSa)行駛方向前輪下跳b)行駛方向前輪上跳5.5.4.3圖7中輪荷減小量△F,可由式(2)計算。式中：5.5.4.4如果橡膠彈簧的剛度設計得很小，會使整車的垂向行程范圍變大，增大其他部件的布置難度向力的能力。因此在設計懸架橡膠彈簧時，應綜合考慮整車的平順性、安全性、側(cè)傾性等要求。對于商用載重卡車，其后懸架的滿載偏頻要求為(2.5~3.5)Hz。由式(1)可推導出計算懸架剛度的公式(3)。5.5.4.5參考圖8,假設剪切型橡膠彈簧的成對組合垂向剛度為k(設計準則見附錄A),則可以推導出以下公式。式中：k:為壓縮型橡膠彈簧的垂向剛度；δ:為懸架靜撓度；H:輔簧接觸位置高度。7T/CASMEXXXX一XXXX5.5.4.6由公式(3)-(5)及附錄A,可設計出圖8懸架系統(tǒng)的剛度及幾何參數(shù)包括：總體剛度k,類型/0/注1:f,f分別為橡膠彈簧的膠層厚度，不包括中間金屬隔板的厚度彈簧的橫截面寬度；納剪切型橡膠彈簧與均衡梁的間隙85.6阻力特性設計5.6.1減振器可以等效為一種粘性阻尼彈簧，它能產(chǎn)生與運動方向相反，與運動速度成比例的阻力。尼系數(shù)(又稱阻尼比),對衰減系統(tǒng)的振動起重要影響。5.6.2當懸架系統(tǒng)受到單一脈沖激勵產(chǎn)生自然振動，減振器的阻尼會使振幅衰減，如圖10所示。圖10阻尼衰減振動曲線5.6.3汽車行駛中，懸架系統(tǒng)實際上處在隨機輸入的強迫振動工況，若將汽車簡化成單自由度系統(tǒng)，系統(tǒng)的頻率響應(幅頻特性)曲線如圖11所示。圖中縱坐標為簧載質(zhì)量響應輸出對地面響應輸入的增益(放大因子),橫坐標為激勵頻率與固有頻率的比值元。5.6.4由圖11可以看出，系統(tǒng)的相對阻尼系數(shù)增大，使共振區(qū)的加速度增益明顯減小，但非共振區(qū)的增益卻增大，反之亦然。所以，相對阻尼系數(shù)對不同頻域振動的抑制作用是不同的，應合理選擇。5.6.5減振器的阻尼系數(shù)包括復原(拉伸)行程和壓縮行程的阻尼系數(shù)，需要確定若干特定速度條件取下限，反之取上限，山區(qū)使用工況可加大到=0.5。在條件允許的情況下，為避免在運行過程中出現(xiàn)懸架碰撞車架的情況，將壓縮行程的相對阻尼系數(shù)取得小一些，而拉伸行程的相對阻尼系數(shù)ζ取得大9可按式(6)計算減振器的平均阻力。5.6.7根據(jù)式(7)計算出的額定阻力值，參照QC/T491,可確定減振器的工作缸直徑。一般以額定復原阻力為依據(jù)，額定壓縮阻力為參考。注1:根據(jù)有限元分析的應力情況，在選擇材料時留出2倍以上安全系數(shù)1)畫出上述設計零部件的三維模型。在此建議，零部件三維模型的名稱與在公司的物資編碼一致，不建議采用漢語拼音或者英文命名，以避免在裝配時出現(xiàn)名稱導致的裝配困難等問題；在繪制零部件三維模型時，盡量避免出現(xiàn)尖角，銳角等幾何特征；2)將繪制好的零部件三維模型裝配成懸架系統(tǒng)。在此建議，裝配時盡量按照公司生產(chǎn)組裝的實際順序去裝配零部件，以便于工藝后期制作裝配的視頻動畫等文件；在裝配時應按照實際的接觸屬性對零部件進行約束，不要出現(xiàn)不完全約束的零部件；3)干涉檢查。對裝配好的懸架三維系統(tǒng)進行干涉檢查，對出現(xiàn)的干涉進行排查修改，保證4)將懸架系統(tǒng)的三維模型發(fā)給客戶，通過將車橋及車架與整車進行裝配，檢測懸架接口尺寸是否準確。根據(jù)客戶的需求，我們提供的三維模型需要考慮裝配狀態(tài)和自由狀態(tài)(橡膠彈簧不受載荷),客戶在進行垂向滿載裝配尺寸設計時，需考慮滿載時懸架系統(tǒng)的靜撓度。參照附錄B《橡膠懸架動力學建模參數(shù)表》中的數(shù)據(jù)，根據(jù)以下工況對橡膠懸架系統(tǒng)進行學仿真分析(如果客戶有其他工況要求，需加上客戶指定工況進行綜合分析)。常規(guī)運行工況：汽車在不同負載(空載或滿載),不同車速(40km/hr~100km/h,間隔20km/h),不同路面按照GBT4970規(guī)單輪跳動、左右側(cè)傾、前后俯仰及對輪對扭等特殊工況。具體運a)單輪跳動：一輪驅(qū)動施加位移量，其他車輪位移設置為0;b)左右側(cè)傾：一側(cè)車輪施加正位移量，另一d)對輪對扭：對角車輪施加正位移量，另一對角車輪施加負位移量。b)從常規(guī)運行工況的分析結(jié)果中，提取橡膠懸架主/被動端的加速度值，分析其隔振性能。懸架系統(tǒng)有限元分析加載條件如表4所示。加載方向參考圖1所示的坐標方向。表4橡膠懸架有限元分析加載條件向載荷Z向載荷結(jié)果要求工況一001.應力，應變云圖；2.懸架Z向剛度曲線。工況二001.應力，應變云圖；2.懸架z向剛度曲線。x向最大動載荷01.應力，應變云圖；2.懸架x向剛度曲線。工況四0向最大動載荷1.應力，應變云圖；2.懸架響剛度曲線。x向最大動載荷向最大動載荷應力，應變云圖。a)產(chǎn)品三向剛度(X,Y,z向)是否能夠滿足客戶要求；c)橡膠型面變形是否過大，如果部優(yōu)先區(qū)域，直接影響產(chǎn)品的疲勞性能，因此要對型面進行優(yōu)化設計。5.11整體性能要求表5橡膠懸架性能要求1單側(cè)橡膠懸架垂向靜剛度滿足圖紙或客戶要求。2單側(cè)橡膠懸架縱向靜剛度3單側(cè)橡膠懸架橫向靜剛度456綜合評估裂紋情況，一般裂紋深度不超過10mm,裂紋長度不超過橡率不超過初始剛度的25%;金屬骨架件不允許有任何裂紋和疲勞引起的損傷出現(xiàn)。7滿足圖紙或客戶要求。注：如客戶有其它特殊要求，可進行適當調(diào)整或參考相應的零5.11.2表面防護橡膠套保護，安裝孔涂防銹油。經(jīng)240h鹽霧試驗后，產(chǎn)品起泡或銹點的等級應不低于2級。6試驗方法載速度和F值由客戶輸入),接著卸載至0kN,以此為一個試驗循環(huán)，連續(xù)加載3個循環(huán)，中間無時間間以一定的加載速度對產(chǎn)品施加縱向位移至△(加載速度和△值由客戶輸入),連續(xù)加載3個循環(huán)，中間無時間間隔，記錄第三個循環(huán)的載荷變形曲線，并計算產(chǎn)品在指定區(qū)間內(nèi)的縱向剛度。當無客戶輸入時，△取值范圍10-20mm,且當整車滿載質(zhì)量較大時，△取較大的值，加載速度為40mm/min。以一定的加載速度對產(chǎn)品施加橫向位移至△(加載速度和△值由客戶輸入),連續(xù)加載3個循環(huán)，中間無時間間隔，記錄第三個循環(huán)的載荷變形曲線，并計算產(chǎn)品在指定區(qū)間內(nèi)的橫向剛度。當無客戶輸入時，△取值范圍10-20mm,且當車輛運行路況較差時，△取較大的值，加載速度為40m適性，將橡膠主簧和橡膠輔簧通過試驗工裝分別安裝于高低溫箱中，并施加垂向載荷(額定簧載),在高，低溫箱中保持恒定溫度T(T值由客戶輸入確定),放置24h后測量產(chǎn)品在額定滿載的垂向靜態(tài)剛度、壓縮高。完成在幾種溫度下的剛度測試后，將產(chǎn)品放置在23±2℃環(huán)境中24h后測量垂向靜態(tài)剛度、壓6.1.5橡膠彈簧常溫蠕變試驗橡膠主簧通過試驗工裝與試驗機臺相連，對橡膠主簧施加垂向載荷F(F值由客戶輸入),保持時間為H(H值由客戶輸入),接著卸載至0kN,將橡膠主簧放置在23±2℃環(huán)境中24h后測量蠕變試驗后的垂向高度，通過對比試驗前后橡膠主簧的垂向剛度計算出橡膠主簧的蠕變量。如圖13所示。圖13疲勞試驗載荷方向示意a)疲勞載荷工況、頻率和疲勞循環(huán)次數(shù)；b)疲勞試驗環(huán)境溫度。6.1.8如無技術規(guī)范，疲勞試驗推薦方案可參考表8。其中F、下值需要與客戶商定，試驗時宜采用據(jù)。疲勞試驗加載示意圖見圖14。6.1.9在試驗過程中，當環(huán)境溫度超過50℃時，可以進行風冷處理或者降低試驗頻率?，F(xiàn)象。如有發(fā)現(xiàn)，記錄數(shù)量和尺寸，直到試驗結(jié)束。深度不超過10mm,裂紋長度不超過橡膠周長的1/4;金屬骨架件不允許出現(xiàn)有任何裂紋和疲勞引起的損傷。6.1.12樣件在常溫環(huán)境溫度下放置24h后，按照6.1.1測試橡膠懸架的垂向靜剛度。表6疲勞試驗推薦方案靜態(tài)載荷(kN)動態(tài)載荷(kN)頻率(Hz)aPPbc±±Fd平2圖14疲勞試驗加載示意圖6.2橡膠懸架隔振性能測試6.2.1測試目的動端的振動特性及橡膠彈簧的隔振效果，為橡膠懸架整體系統(tǒng)方案的優(yōu)化提供依據(jù)。6.2.2測點布置參照GB/T4970,在橡膠懸架主動端(車橋)和被動端(正上方車架)分別布置三向加速度傳感器進行測試。測點位置的說明如表9所示，測點位置的示意如圖15所T/CASMEXXXX—XXXX測點編號測試方向中橋左側(cè)后橋左側(cè)后橋右側(cè)中橋右側(cè)注：其中坐標方向與圖1的坐標方向定義一致。振動加速度單位為m/s2。a)左懸架測點b)右懸架測點圖15橡膠懸架測點布置示意圖a)試驗道路應平直，縱坡不大于1%,路面干燥，不平度應均勻無突變，累計的試驗路面總長度不應小于2km,并且兩端應有50-100m的穩(wěn)速段。試驗時風速應不大于5m/s;b)汽車各總成、部件、附件及附屬裝置(包括隨車工具與備胎)應按規(guī)定裝備齊全，并裝在規(guī)定的位置上。調(diào)整狀況應符合整車設計的技術條件的規(guī)定。輪胎的充氣壓力應符合汽車設計c)汽車在有裝載質(zhì)量時，載荷物應均勻分布且固定牢靠，試驗過程中不應晃動和顛離，也不應潮濕、散失等情況而改變質(zhì)量；支撐面上人體的體位姿勢和動作、約束條件，應當取人們通常工作活動的自然狀態(tài)；e)根據(jù)測量儀器的使用條件，應當注意其他環(huán)境條件(溫度、濕度、聲場、磁場和電源等)對測量的影響，并在測試記錄中予以記錄說明。測點標準路面勻速行駛：車速分別為(25、35、45、60)km/h,直到最高設計車速。/注：條件允許的情況下，車輛分別配置橡膠懸架和板簧懸架，6.2.5評價方法a5、as,通過公式(8)計算左、右懸架的隔振率。利用標定后的量具(如游標卡尺，千分尺等)對橡膠懸架關鍵尺寸進行檢驗，并校核產(chǎn)品尺寸及公按GB/T1771規(guī)定，經(jīng)240h鹽霧試驗后測試橡膠懸架的耐腐蝕性能。m—系數(shù)，不隨面積比變化的系數(shù)，它主要取決于橡膠與金屬件的結(jié)合形式和橡膠材料的填料含量，對橡膠硬度為HS=50~70,可分別對應選取m=0.6~1.0,而硬度越高，m選得