为在汽车制动或加速时车轮受到的纵向力会传给控 制臂．而橡胶衬套ｂ的拔出力方向与车轮受到的纵 向力是平行的，所以对此拔出力的要求很大。而纵 臂橡胶衬套ｅ在车辆使用中受力较大．且车轮跳动 会使其经常受到扭转交变载荷。拔出力大除使纵臂 横向定位准确外，也可保证橡胶衬套外筒与纵臂不 会发生相对转动。其它衬套的拔出力相对橡胶衬套 ｂ、ｅ都较小，因为它们所承受力的方向与拔出力方 向呈很大角度．在拔出力方向上的分力就相对较小。
主题词：轿车独立悬架橡胶衬套静刚度 中图分类号：Ｕ４６３．３３＋５．１文献标识码：Ａ文章编号：１０００—３７０３（２００９）０８—００３４—０５
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｒｕｂｂｅｒ Ｂｕｓｈｉｎｇ ｉｎ Ｃａｒ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ
Ｙｕ Ｚｈｅｎｌｏｎｇｄｕ Ｌｏｎｇｘｉ
表２为相同悬架结构形式车型上的单体结构 的副车架橡胶衬套相关参数，前副车架中部增加了 ２个橡胶衬套。从表２可看出，此橡胶衬套特性参数 分布与表１相同。
表２前、后副车架各橡胶衬套（单体结构）特性参数
刚度
１
２
３
４
５
设计理论值／Ｎ·ｍｍ。
Ｊ向静刚度 ３ ０６０ ３ ６７０
２ ２５０
２ ２５０
ｌ，向静刚度 ３ ６７０ ４ ２５０
Ａ６日
（ｂ）前 橡
图７控制臂橡胶衬套转弯时变形示意
螬面受力
外■
内筒
（ａ）普通型
（ｂ）两体型
图２剪切型橡胶衬套
汽车技术
·设计·计算·研究· ｃ．在以上２种橡胶衬套的刚度比均不能达到
要求时，通常采用复合型橡胶衬套，这种橡胶衬套能 够承受剪切和压缩载荷，如图３所示。
Ｉ
愿移
（ａ）常见型
（ｂ）无内筒
图３复合型橡胶衬套
３橡胶衬套在悬架中的应用
３．１悬架橡胶衬套的作用 在悬架系统中引人橡胶元件可在几乎不改变低
３ ０００
３ ４００
总成 ｙ向静刚度 ５ ６３６ ５ ０００
６ １００
７ ３００
Ｚ向静刚度 ２ ０００ ２ ５００
２ ２５０
２ ４００
注：１．前副车架前部上、Ｆ单体橡胶衬套２．前副车架后部上、 下单体橡胶衬套３．后副车架前部上体橡胶衬套４．后副车架前部 下体橡胶衬套５．后副车架后部上、下单体橡胶衬套。
副车架橡胶衬套采用的两体结构的弹簧刚度 比一体衬套更低，具有最佳的弹性特性。这是因为 两体橡胶衬套在受到高频动态应变时应变振幅很 小，起主要作用的是两体衬套中的其中一个单体． 而单体衬套相对两体组成的总成来说刚度小．吸收
高频振动的效果更好。 由表ｌ可知，单体衬套各方向静刚度的大小趋
势与总成的刚度大小趋势相一致，这是因为各单体 橡胶衬套的刚度特性是为了达到总成特性值而设 计的；无论单体还是总成，在Ｚ方向的静刚度一般比 Ｘ、ｙ方向的小，Ｚ方向是衬套的主载荷方向．也是汽
２橡胶衬套分类
橡胶衬套按形状分为压缩型、剪切型和复合型 ３类。
ａ．压缩型橡胶衬套多用于载荷大或允许橡胶 的空间余量小的场合，如图１所示。图１ａ中的内部 自由面积能够降低ｋ１／ｋ２（．｜｝ｌ为垂直或轴向方向刚 度，Ｊ｜｝２为径向或横向方向刚度）的比值，起到降低压 缩向刚度的作用；图１ｂ中的中间粘结板能够提高其 ｋｌｌｋ２值，在截面积相同的情况下可承受大的载荷。 一３４一
以上副车架橡胶衬套都是与套管过盈压入的．
对橡胶衬套的拔出力有一定的要求。如果汽车在行 驶过程中橡胶衬套的拔出力不足且承受大的冲击 力时。橡胶衬套就会与副车架套管有相对的位移． 而副车架橡胶衬套在装配时有一定的预压缩量．所 以就会影响到橡胶衬套的特性及疲劳寿命，从而影
响汽车的舒适性和操纵稳定性。副车架橡胶衬套承 受车身的质量和来自底盘的冲击力，其拔出力是根 据在恶劣条件下承受最大力时计算得来。该前副车 架橡胶衬套的拔出力应在３ ７００ Ｎ以上．后副车架 橡胶衬套拔出力应在３ ０００ Ｎ以上。
车轮跳动时控制臂相对副车架有摆动或扭转．控制 臂橡胶衬套会受到扭转剪切作用。橡胶衬套在０向 的扭转刚度具有扭转弹簧的作用，可以缓解控制臂 受到的冲击，吸收扭转等方向的振动，配合汽车的
汽车技术
万方数据
·设计·计算·研究· 弹性元件选择合适的橡胶衬套扭转刚度值可优化汽 车的操纵稳定性。如图７所示，在转弯时由于橡胶 衬套ｄ的横向刚度（２０ １６２ Ｎ／ｒａｍ）比橡胶衬套ｃ的 横向刚度（１ ３３３ Ｎ／ｒａｍ）大，受到侧向力时后部变形 大、前部变形小，使车轮向与转弯方向相反的方向偏 转，进而增加了汽车的不足转向倾向，提高了汽车转 弯时的操控性能。
一３５—
．设计．计算．研究． 的不准确，从而降低了汽车的操纵稳定性。较硬的 副车架衬套能够带来很高的连接刚度。但是对振动 噪声的隔绝却十分有限。
图５所示的副车架橡胶衬套是复合型衬套，由 上、下两单体组成总成，两单体由压套机分别从上、 下方向被压人副车架套管中。整个橡胶衬套如图示 的位置与车辆的高度方向一致（设车辆前进方向为 Ｘ，高度方向为Ｚ，宽度方向为ｙ），路面传给底盘的 冲击及车体的质量均会通过橡胶衬套来承受和传 递．橡胶衬套在Ｘ、ｙ、Ｚ方向均受力，其静刚度特性 和动刚度特性在各方向也有所差异，如表１所列。
８ ７００
９ ５００
Ｚ向静刚度
８１０
２ ４４０
１ ３７０
ｌ ５００
注：１．前副车架前邵２．前副车架中部３．前副车架后邵４．后 副车架前部５．后副车架后部
４．２控制臂橡胶衬套
如图６所示，控制臂橡胶衬套属剪切型衬套，它 不仅可缓解冲击，还兼有弹簧和悬架摆臂轴承的作 用，一些受扭转的橡胶衬套还起到万向铰链的作用。
ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｆｅａｔＩｌｒｅｓ。ｒｕｂｂｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｆｏｒｍｕｌａ。ｆａｔｉｇｕｅ ｄａｍａｇｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｂｂｅｒ
ｂｕｓｈｉｎｇ，ｅｔｃ．，ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃａｒ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ，Ｒｕｂｂｅｒ ｂｕｓｈｉｎｇ，Ｓｔａｔｉｃ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ
ａ．因橡胶的弹性模量比金属的小。故隔振降 噪效果显著：
ｂ．橡胶的形状不受限制。各方向的刚度可在 一定范围内自由选择，能适当地选择３个方向的弹 簧刚度比：
ｃ．能很容易地与金属件牢固结合．使橡胶衬 套可承受多方向的载荷．既简化了结构，又减轻了整 车质量：
ｄ．硫化橡胶的内部摩擦比金属内部摩擦大，且 具有随频率增大而增大的倾向．故在共振时振幅较 小：
·设计·计算·研究·
轿份有限公司）
【摘要】介绍了橡胶衬套的种类，阐述了汽车悬架橡胶衬套的基本性能及其应用情况。研究了悬架的副车架橡 胶衬套和控制臂橡胶衬套在车辆中各向特性参数的分布及其对汽车操纵稳定性和平顺性的影响．并对橡胶衬套的 结构设计特点、橡胶材料和配方、疲劳破坏性能等进行了分析。
（ＦＡＷ Ｃａｒ Ｃｏ．，Ｌｔｄ）
【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｃａｔｅｇｏｒｙ ｏｆ ｒｕｂｂｅｒ ｂｕｓｈｉｎｇ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ，ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ啪ａｌｓｏ ｒｕｂｂｉｎｇ ｂｕｓｈｉｎｇ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ
车在不平路面行驶时振动传递最直接的方向．Ｚ方 向静刚度小对于吸收悬架传来的低频大振幅振动 有良好的效果，可提高汽车的平顺性和舒适性。无
一３６一
论单体还是总成，在ｙ方向即汽车宽度方向上的静
刚度最大，这样可提高汽车的横向刚度．使其抗侧 倾性好，从而提高汽车的操纵稳定性。总成和单体 中Ｘ方向上的刚度一般比ｙ方向的低．比Ｚ方向刚 度稍高或相近。
ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｂ－ｆｒａｍｅ ｒｕｂｂｅｒ ｂｕｓｈｉｎｇ ｏｆ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ
ｆｉｄｅ眦 ｒｕｂｂｅｒ ｂｕｓｉｎｇ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｎ ｉｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｖｅｈｉｃｌｅ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ
图５副车架衬套总成 表１前、后副车架各橡胶衬套特性参数
刚度
ｌ
２
３
４
５
设计理论值／Ｎ－ｍｌｎ’１
Ｘ向静刚度 ２２５０ 单体 ｙ向静刚度 ２ ２５０
８５０ １ ８００
８００ １ ８００
９００
ｌ Ｏｏｏ
２ ０００ ２ ４００
Ｚ向静刚度 ８４０ １ ０００ ６５０
６００
６５０
Ｘ向静刚度 ５ ６３６ ２ ５００
某车型悬架结构如图４所示，图４中应用橡胶 衬套的场合主要有：
２００９年第８期
万方数据
ａ．副车架橡胶衬套：前副车架和后副车架分别 用４个衬套与车身底板柔性连接。
ｂ．前悬架的上控制臂通过２个橡胶衬套与车 身连接，前下控制臂和后下控制臂的一端通过橡胶 衬套与副车架连接，另一端通过球头与转向节连接。
ｃ．后悬架的上控制臂、下控制臂及调整拉杆 的～端通过橡胶衬套与副车架连接，另一端通过橡 胶衬套与纵臂连接；纵臂的前端用橡胶衬套与车身 底板相连接。
表３为控制臂橡胶衬套各向特性参数。由表３ 可知，控制臂橡胶衬套ａ～ｄ（见图６）在Ｘ方向的刚度
比其它方向的大很多。橡胶衬套ｅ（见图６）在ｙ方 向的刚度比其它方向的大．Ｘ、ｙ方向即车辆横向刚 度大可提高汽车的抗侧倾能力，也可保证悬架的定 位参数准确和悬架运动特性良好。控制臂橡胶衬套
对于衬套的扭转方向（０向）或摆动方向（ｙ向）有刚 度的要求，这与副车架橡胶衬套有所不同．因为在
万方数据
序茂彻彩：／
（ａ）带有内部自由面积 （ｂ）带有中间粘结板 图ｌ压缩型橡胶衬套
ｂ．剪切型橡胶衬套包括普通型和两体型，多用 于某一方向的刚度非常低的场合或载荷轻、转速低 的机器支承上，如图２所示。图２ａ是控制臂橡胶衬 套常用结构，图２ｂ由２个橡胶衬套组成。多在内筒 端面方向加载。由于这种形式的橡胶衬套在端面方 向有主载荷作用，所以通常采用先将内筒与橡胶硫 化粘结，然后再压入外筒的结构形式。