汽车悬挂系统中使用的橡胶是经过特殊设计和的高性能弹性体材料,其核心作用是提供柔性连接、缓冲振动、抑制噪音并允许部件间的可控运动。这些橡胶部件统称为悬挂衬套或悬置,其性能直接关系到车辆的操控性、舒适性和NVH(噪声、振动与声振粗糙度)水平。

核心橡胶类型与应用
汽车悬挂系统主要使用以下几类橡胶:
1. 天然橡胶:因其优异的弹性、高强度和良好的疲劳寿命,常用于需要大变形和以剪切受力为主的衬套,如控制臂衬套。它能有效过滤高频振动。
2. 丁苯橡胶:是天然橡胶的常用替代或共混材料,提供良好的耐磨性和成本效益,广泛应用于各种衬套和防尘罩。
3. 氯丁橡胶:以其出色的耐油性、耐臭氧、耐候性和耐老化性著称。常用于可能接触油液或暴露在恶劣环境下的部件,如某些发动机悬置和稳定杆衬套。
4. 乙丙橡胶:具有极佳的耐热性、耐臭氧性和耐候性,但耐油性一般。常用于对耐热要求较高的部位,或作为空气弹簧气囊的材料之一。
5. 硅橡胶:在极端高低温环境下(-60°C至+200°C以上)性能稳定,但机械强度较低。主要用于某些高性能或特种车辆的高温区域衬套。
6. 聚氨酯橡胶:虽非传统橡胶(属弹性塑料),但因其极高的机械强度、耐磨性和抗变形能力,被广泛用于改装或高性能悬挂的强化衬套,以提升操控响应,但通常会牺牲一些舒适性。
关键技术要求与设计
悬挂橡胶并非简单块状体,其设计极为精密:
- 硫化粘接:橡胶通过高温硫化工艺与内部金属套管(骨架)和外部金属外套牢固粘接为一体,形成“三明治”结构。
- 空腔与液腔设计:许多现代衬套内部设计有复杂的空腔或填充乙二醇等液体,形成液压衬套,能针对不同频率和幅度的振动提供差异化的阻尼特性,更好地平衡舒适与操控。
- 各向异性刚度:通过橡胶体的形状设计,使衬套在车辆行驶方向、垂直方向和侧向拥有不同的刚度,以满足特定的力学性能要求。
主要部件与功能概览
| 部件名称 | 主要功能 | 常用橡胶材料 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 控制臂衬套 | 连接控制臂与车架/副车架,控制车轮运动轨迹,过滤振动。 | 天然橡胶、丁苯橡胶、聚氨酯(改装) | 多为液压衬套,是影响操控质感的关键。 |
| 发动机/变速箱悬置 | 支撑并隔离动力总成的振动向车架传递。 | 天然橡胶、氯丁橡胶、EPDM | 常采用液压悬置以高效衰减发动机怠速与行驶振动。 |
| 减震器上座/顶胶 | 连接减震器与车身,提供轴向旋转支撑并隔离振动。 | 天然橡胶、丁苯橡胶 | 集成了平面轴承,易损件。 |
| 稳定杆连杆衬套/吊杆衬套 | 连接稳定杆与悬挂,在车身侧倾时提供扭力。 | 天然橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯 | 承受较大剪切力,工作环境恶劣。 |
| 稳定杆支座衬套 | 将稳定杆固定于副车架或车体。 | 天然橡胶、氯丁橡胶 | 需具备低摩擦和良好耐久性。 |
| 空气弹簧气囊 | 在空气悬挂中作为承重和弹性元件。 | 多层复合材料(常含EPDM、锦纶帘线) | 对气密性、耐曲挠疲劳、耐候性要求极高。 |
| 各类防尘罩/防尘套 | 保护球头、减震器杆等部件,防止灰尘、水汽侵入。 | 氯丁橡胶、EPDM、热塑性弹性体 | 要求高耐候性、耐屈挠。 |
失效模式与未来趋势
悬挂橡胶的主要失效模式包括:老化开裂、永久变形(塌陷)、与金属骨架脱胶、液腔泄漏(针对液压衬套)。失效会导致操控松散、异响、车辆跑偏或振动加剧。
未来趋势包括:开发具有更长寿命和更宽温域的新型合成橡胶;在衬套中集成传感器,实现主动悬挂控制;以及针对电动汽车(振动特性不同)进行专门的橡胶和结构优化,以应对其重量大、扭矩瞬时输出高和需要极致静谧性的特点。

查看详情

查看详情