1、參考資料一一頁眉頁腳可刪除一伴隨著汽車制造工業(yè)高性能技術(shù)的高速發(fā)展，汽車技術(shù)的發(fā)展一方面謀求汽車的使用經(jīng)濟(jì) 性，同時，也正在改善汽車的舒適性、安全性。這就從減振、噪音、舒適性和行使穩(wěn)定性的角度，對橡膠減振元件提出了更高的要求。與其他減振制品相比，橡膠減振制品具有以下優(yōu)點(diǎn)1:(1)形狀自由度較大；(2)可在X、Y、Z方向上旋轉(zhuǎn)，具有六方向彈簧作用：(3)具有適度的阻尼性能，可在低頻高頻的范圍內(nèi)加以利用；(4)同時具有減振、緩沖、隔音等多樣性能；沖擊剛度大于動剛度，動剛度大于靜剛度，有利于減小沖擊變形和動態(tài)變形。汽車的振動現(xiàn)象十分復(fù)雜，最明顯的振動是懸掛彈簧裝置支承的簧上質(zhì)量的固有振動。因此,減振

2、橡膠制品主要用于控制汽車振動和噪聲及改善汽車操縱穩(wěn)定性，一般置于汽車發(fā)動機(jī)機(jī)架、壓桿裝置、懸掛軸襯、中心軸承托架、顛簸限制器和扭振減振器等部位，以改善汽車的安全性和舒適性。1.橡膠材料性能要求及發(fā)展方向由于汽車的車輪、車型、車種以及懸掛機(jī)構(gòu)不同，減振橡膠元件的種類也各不相同。用橡膠材料作為減振材料的優(yōu)點(diǎn)在于2:(1)橡膠是非壓縮材料，具有良好的阻尼特性，其泊松比接近0.5 ,在彈性范圍內(nèi)的相對滯后值可以達(dá)到1065%,動、靜模數(shù)之比為1.5左右。橡膠的彈性變形比金屬大的多(可達(dá)10000 倍以上)，而彈性模數(shù)比金屬的小得多(為1/700 到 1/4000);(3)形狀能自由選擇，可自由選擇三個

3、方向的彈簧常數(shù)比；(4)容易與金屬牢固地粘合成一個整體，可使減振橡膠件體積變小，重量減輕，且支承方法也簡 單化。橡膠的聲速為 40200m/s,鋼的聲速卻為 5000m/s。因此具有良好的減振、隔音和緩沖性能3 o減振所用橡膠的品種很多，主要以天然橡膠和丁苯橡膠為主，為改善減振制品的耐熱性，也使用丁睛橡膠(NBR)、氯丁橡膠(CR)、丁基橡膠(IR)、三元乙丙橡膠(EPDM)等。通常針對不同的應(yīng)用環(huán)境和使用要求，選用不同的橡膠材料或?qū)追N橡膠共混以及采用某些改性方法來提高橡膠材料的某一項(xiàng)和幾項(xiàng)性能。1.1低動倍率、高阻尼性能 TOC o 1-5 h z 理想的橡膠減振制品應(yīng)具有以下功能1:(1

4、)支撐功能：為支撐要求重量的物體，必須確保足夠的靜態(tài)彈簧常數(shù)Ks ;(2)減振功能：相對要求的頻率，應(yīng)具有足夠低的動態(tài)彈簧常數(shù)Kd ;(3)防振功能：為了控制共振 (不可避免的)時的傳導(dǎo)率增幅，所以應(yīng)具有足夠的高阻尼性。在所要求頻率下的動態(tài)彈簧常數(shù)Kd和靜態(tài)彈簧常數(shù) Ks的比值，稱之為動態(tài)比例因子。這一比值愈小，減振性能愈好，但通常是 Kd/Ks 1。為了減小動態(tài)比例因子，從橡膠配合方面或 材料方面也可加以探討。在提高防振功能上，采用高阻尼材料是有效的。對通常的硫化膠來講， 隨著Ks的增加，Kd不可避免地會出現(xiàn)增大的傾向。因此，從 Kd和Ks兩者兼?zhèn)涞挠^點(diǎn)對橡 膠的配合加以探討是十分必要的。N

5、R的特點(diǎn)是動態(tài)比例因子比其他橡膠低，所以天然橡膠應(yīng)用最廣泛。在天然橡膠膠料中當(dāng)增加炭黑用量時就可達(dá)到高阻尼化，但同時也會使動倍率上升；而增大硫黃用量時動倍率就會降低，但同時也會使阻尼下降。從橡膠配合方面已有很多探討工作。有專利介紹，在天然橡膠中配甲類研制#-參考資料一頁眉頁腳可刪除一合60% 澳化丁基橡膠，添加六甲撐四胺，作為改性酚醛樹脂固化劑。與添加前相比，雖然硬度 和靜態(tài)彈性模量有較大的增加，但動倍率處于同等水平以下，而且損耗系數(shù)增大，并達(dá)到了高阻尼化。在天然橡膠/聚氯乙烯為60/40（份）配合中，當(dāng)作為兩成分填充體系添加滑石粉（SiO2十Mg0）或陶土（Si02 十A1203）時，就可達(dá)

6、到低動倍率、高衰減化。在相對氯丁橡膠的炭黑配合體系，當(dāng)添加有碳化硅 （須晶）或氮化硼（為粉末狀，在表面有許多銳角的角或凹凸?fàn)睿r，就可達(dá)到低動倍率、高阻尼化，而且損耗系數(shù)對溫度的依賴性也比較小，可獲得在寬廣溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定的特性1 o此外利用橡膠材料的共混技術(shù)改善橡膠的動態(tài)性能的還有：Wang Xiaorog 等人4采用聚（芳香烯煌-co-馬來酰亞胺）共聚物與馬來酸化的烷基烯煌和烷基雙胺在充分干燥的條件下 形成聚烯燒接枝聚（芳香烯煌-co-馬來酰亞胺）共聚物，將這種材料和橡膠混合可以制備高阻尼材 料；Kentaro 等人5 , 6由芳香乙烯基單體和丁二烯共聚物形成的減振用絕緣橡膠材料具有 很好的

7、防止振動和防止噪音的特性，同時這種材料還具有很好的屈撓疲勞性能。Toshiaki等人7, 8采用不能硫化的異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和可硫化的澳化對甲基苯乙烯-異丁烯共聚物的混合物以比例80 : 20到25 : 75配制成的共混橡膠材料，在應(yīng)用到減振橡膠配方中時材料的損耗因子 TanS大于0.5 ,同時在-30 C到20 c的范圍內(nèi)損耗因子TanS的變化小于0.5，使材料不僅具有很好的減振性能，而且還具有很好的減振穩(wěn)定性，同時材料還有很好的耐氧化和耐臭氧化性能；Masashi等人9采用澳化乙烯基共聚物橡膠（Br含量0.25%）和NR以及異丁烯橡膠制成的減振橡膠材料具有很好的耐熱老化、拉伸疲勞性

8、能和臭氧裂解性 能，在90 c條件下處理1000小時后拉伸強(qiáng)度保持62 %，壓縮永久變形保持 39 %； Okada 等人10 采用不飽和的乙烯、芳香族烯煌、非共知烯煌以一定比例形成的不飽和共聚物制成的橡 膠共混物使得減振橡膠在力學(xué)性能、耐熱性、耐老化性能、減振性能、振動性能消失和耐屈撓疲勞性能上都具有很好的性能。.耐熱性能為保證制品的耐久性，在減振橡膠的配合設(shè)計上，必須考慮的一點(diǎn)是隨時間老化的性能保持 性，將橡膠的耐熱溫度從目前的l00 C提高到150 C,將來還要用超耐溫（300 C以上）和可變彈性常數(shù)橡膠制備減震制品1 , 11 o減振橡膠隨時間老化的原因來自于多方面，但主要的還是熱氧、

9、動態(tài)疲勞、臭氧等老化現(xiàn)象。其中，熱的影響在減振橡膠使用環(huán)境變化中是主要的因素之,o改善天然橡膠類材料的耐熱性，常采用以下方法：（1）交聯(lián)形態(tài)的最佳化 1:對交聯(lián)形態(tài)最佳化的減振橡膠來講，出于物性和加工性能兩 方面的原因，多數(shù)場合是采用硫黃進(jìn)行交聯(lián)的。為了提高硫黃交聯(lián)體系的耐熱性，有必要選擇可獲得單硫化物體系交聯(lián)形態(tài)的硫化體系。但由于單硫化物體系的交聯(lián)形態(tài)會使減振橡膠的耐疲勞性交差，所以如何兼?zhèn)淠蜔嵝院湍推谛裕@在改善天然橡膠類材料的耐熱性上是十分重要的， 配方上大多采用半有效硫化體系。（2）防老劑的選擇1:由于減振橡膠是在動態(tài)下使用的，它的老化（氧老化、臭氧老化、和疲勞老化）遠(yuǎn)比靜態(tài)時嚴(yán)重得

10、多，各老化因素不僅單獨(dú)作用，還以各種各樣的耦合形式對橡膠 施加作用，如機(jī)械方面的影響因素 （載荷、振動條件等）常常有大氣中的氧、 臭氧和光等參與作用， 還有熱（溫度）也參與作用，從而將導(dǎo)致橡膠的發(fā)粘 （切斷交聯(lián)）硬化（交聯(lián)的進(jìn)行）或者龜裂及裂紋 等現(xiàn)象發(fā)生，所以防老劑的使用及其配合十分重要。（3）共混膠的應(yīng)用等。以改善臭氧性為目的在天然橡膠中混合30 %左右的EPDM是常見的方法，但在改善減振橡膠的耐熱性時，主要用的以SBR、EPDM為主的IIR 等。Nishiue Takeshi等人12使用天然橡膠、含有不飽和鍵的順丁橡膠、以及碳原子數(shù)大于4的含有-OH基團(tuán)有機(jī)酸的金屬鹽，和一些其他的添加劑

11、制成的減振器具有較好的耐久性和壓縮永久變形甲類研制#參考資料一頁眉頁腳可刪除一性能，在70 c壓縮22小時和在40 C壓縮148小時的壓縮永久變形分別是 17.0 和11.7% 。 O kada Osamu 13采用EPDM橡膠和EAM橡膠共混制得減振橡膠材料，發(fā)現(xiàn)材料具有 很好的耐熱性和耐油性。.疲勞性能在橡膠制品中，多少都存在潛在的缺陷部位，這是由于制品在受到反復(fù)變形時，產(chǎn)生應(yīng)力集中，引起結(jié)構(gòu)和彈性的變化。因這種變化而產(chǎn)生的微小龜裂，再次受到反復(fù)變形時會加速增長， 直至破壞。Liu Lan等人14利用蒙脫土的層狀結(jié)構(gòu)，制得NBR橡膠層狀硅酸鹽納米 復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)不僅可以顯著提高材料的定伸應(yīng)

12、力、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等性能，而且可以顯著降低高結(jié)構(gòu)炭黑的用量，改進(jìn)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，從而使材料的疲勞生熱顯著降低，延緩疲勞破壞過程。.抗蠕變性能蠕變是指在一定的溫度和恒定外力作用下，材料的形變隨時間的增加而逐漸增大的現(xiàn)象， 是一種隨時間呈非線性變化的力學(xué)松弛過程。當(dāng)橡膠減振器蠕變過大時，會引起橡膠減振器位置偏斜、干擾、擋塊間距減小、非線性彈簧特性不當(dāng)變化等情況。橡膠的蠕變性能反應(yīng)了材料的尺寸穩(wěn)定性和長期的負(fù)載能力，有重要的實(shí)用性。橡膠蠕變除受負(fù)荷（或應(yīng)力、變形）大小外，還受溫度影響，溫度遠(yuǎn)低于 Tg時，蠕變很小，且很慢，短時間 內(nèi)只看到蠕變的起始部分，溫度遠(yuǎn)高于Tg時，蠕變很快，只能看到曲線右

13、邊向上升起的部分。由于蠕變過程中實(shí)驗(yàn)要持續(xù)很長時間，因此還必須注意蠕變（及其回復(fù)）過程中試樣的結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了變化。橡膠減振器的最大使用力應(yīng)該考慮能夠避免過度蠕變，設(shè)計時可從以下兩個方面考慮15。（1）注意選擇生膠的品種和硫化體系16 , 1 7 o 一般來說，天然橡膠、順丁橡膠蠕變較小，丁苯橡膠、丁基橡膠較大。從配方方面，宜選用硬質(zhì)炭黑和硫黃硫化體系。（2）從使用條件方面考慮，溫度的影響最大，所以嚴(yán)格控制溫度是十分必要的。 2.橡膠減振制品汽車交通控制振動的途徑和其它領(lǐng)域相同18 :1）降低振源的激發(fā)力；2）將振動與激發(fā)源離開（隔振）；3）緩和振動體的振動。橡膠減振主要用于后兩個方面。橡膠減振

14、器具有許多優(yōu)點(diǎn)2 : 1）可以通過設(shè)計結(jié)構(gòu)、調(diào)整橡膠性能來滿足對各個方向剛度的要求；2）兼具衰減和吸能兩種能力，減振效果好，容易越過共振區(qū)；3）彈性模量比金屬小得多，能夠產(chǎn)生較大彈性形變；4）沒有滑動部分，因此無磨耗，易于保養(yǎng)；5）重量輕，安裝、拆卸方便。當(dāng)然，橡膠減振器也有一些缺點(diǎn)：1）高溫低溫性能不如金屬；耐油性能不如金屬；2）對于直射日光需要注意用薄膜遮蔽等；3）長期用于大載荷時彈性減弱。2.1發(fā)動機(jī)座1 , 18機(jī)座是支撐動力裝置（發(fā)動機(jī)、變速機(jī)）的重要部件，除要求具有一定的減振特性外，還必須兼?zhèn)溆邢拗莆灰频墓δ堋０l(fā)動機(jī)安裝用橡膠減振配件，產(chǎn)品如發(fā)動機(jī)后安裝墊、引擎前支撐、發(fā)動機(jī)螺釘接線索環(huán)等（見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6）。甲類研制#參考資伴一一頁眉頁腳可刪除一一圖4發(fā)動機(jī)前懸置軟墊