汽车减震垫设计指导

1简要说明1.1减震垫综述

减震垫主要分为发动机仓内、驾驶室内以及行李箱内，减震垫一般是与钣金件服贴在一起，用卡扣或者其他零件固定到车身的钣金上，起降噪、减震、隔音、隔热和提高整车舒适性的作用。1.2设计该产品的目的

减小整车的噪音、震动，阻隔发动机仓热量，提高整车的舒适性，提高整车的质量。1.3适用范围

适用于乘用车、商务车和要求较高的载重车等。1.4零件构成图

减震垫主要用于如下图所示位置。图7-1图7-21.5产品定义

见XX产品开发清单厚

零件号

名

称

材质

总厚度

XX-5310011XX-5310013

前挡板内侧上减震垫棉毡+EPDM前挡板内侧下减震垫棉毡+EPDM

无纺布＋棉毡＋EPDM

XX-5310021

前挡板外侧减震垫

（局部）+棉毡＋无纺布＋铝箔（局部）

XX-5110101XX-5110107

前地板前减震垫前地板后减震垫

棉毡棉毡

16±218±218±225±225±2

度（mm）

密度

各材料的厚度定义

EPDM:3EPDM:3EPDM:2铝箔:0.08

棉毡：1400±100(g/m2)EPDM：4±0.4(kg/m2)无纺布：100±10(g/m2)棉毡：1200±120(g/m2)EPDM：2.5±0.25(kg/m2)棉毡：1100±100(g/m2)棉毡：1100±100(g/m2)

PU:15

PU：65±5(kg/m3)

Q/SQR·04·301

EPDM:3

EPDM：4±0.4(kg/m2)无纺布：100±10(g/m2)棉毡：1000±120(g/m2)EPDM：2.5±0.25(kg/m2)PU：65±5(kg/m3)

Q/SQR·04·147Q/SQR·04·301Q/SQR·04·301Q/SQR·04·147Q/SQR·04·301Q/SQR·04·301材料标准

B12-5310011前挡板内侧减震垫PU＋EPDM18±2

无纺布＋棉毡＋EPDM

B12-5310021前挡板外侧减震垫

（局部）+棉毡＋无纺布＋铝箔（局部）

14±2

EPDM:2铝箔:0.08

B12-5110101前地板前减震垫PU＋EPDM±2EPDM:2

EPDM：2.5±0.25(kg/m2)PU：65±5(kg/m3)

Q/SQR·04·301

B12-5110107前地板后减震垫PU＋EPDM±2EPDM:2

EPDM：1.8±0.2(kg/m2)

Q/SQR·04·301

2减震垫设计

2.1设计原则

2.1.1减震垫的功能要求

减震垫的主要满足功能要求：材料要轻，轻量化是整个汽车制造领域发展的大趋势，轻量化材料施工后不会使车身自重增加太多，而增加油耗；在宽频带范围内隔音性能和吸音性能好，隔音吸音性能长期稳定可靠。有良好的隔热性和疏水性；有一定强度，安装和使用过程中不易破损，不易老化，耐气候性能好，使用寿命长；外观整洁，没有污染；防潮防水，耐腐防蛀，不易发霉。不易燃烧，最好能防火阻燃；环保材料，不含石棉、玻璃纤维、重金属铅等有害物质；材料本身便于施工，如：便于裁剪，粘贴牢固等。2.1.2减震垫常用材料

目前车用减震垫的主要材料如下表：常用材料示意图再生棉+酚醛树脂玻璃纤维+酚醛树脂麻纤维+酚醛树脂再生棉+PP续表

常用材料示意图麻纤维+PP

EVAorEPDM

再生PU成型件

铝箔

2.2减震垫系统的定义

对于不同汽车不同位置，减震垫功能的定义是不一样的。发动机仓内的减震垫的工作温度范围-50℃～100℃；室内的减震垫的工作温度范围-50℃～50℃，因此发动机仓和地板减震垫的主要功能定义也不一样，如下图，比如发动机仓减震垫的主要功能是隔热，而地板减震垫的主要功能是减震隔音。因此，首先确定在汽车某个位置需要覆盖减震垫，然后确定其主要功能，选择合适的材料。图7-32.3材料的选择

根据不同减震垫功能的不同、整车的价位，各部分减震垫的材料也不一样。一般发动机仓采用耐热材料，并且加铝箔；前挡板减震垫一般采用PU＋EVA或者毛毡＋EPDM，地板一般采用毛毡或者PU或者PU+EVA。下面的一张示意图就是发动机舱减震垫每层的材料示意图。图7-4发动机舱减震垫材料示意图2.4厚度的定义

一般发动机仓减震垫厚度为15mm左右＋局部0.08mm铝箔前挡板减震垫厚度一般20mm左右（PU/毛毡）＋1.5～4mm（EVA/EPDM）地板减震垫厚度一般25mm左右（毛毡/PU/PU+EVA等等）。下面是前挡板减震垫以及发动机仓减震垫厚度的参考：前挡板减震垫厚度、密度以及压缩量表密度（g/m2）8001000120014001600密度（g/m）80010001200140016002

可压缩量（mm）22.533.54可压缩量（mm）22.533.54总厚度（mm）1216～1819～2122～2425～30总厚度（mm）1013～1516～1819～2122～24发动机舱减震垫厚度、密度以及压缩量表2.5紧固件选择

目前我们XX公司，减震垫常用的固定方式是采用卡片N90335002固定。图7-52.6数据的设计

首先在进行减震垫设计时，一定要收集全所有相关边界。主要有电器线束、IP、风口、空调、底盘踏板、转向管柱、助力泵、制动管路、前挡板钣金等等。2.6.1初步定义

初步定义减震垫的布置，画出大致轮廓线，再根据钣金以及相关边界，完成典型截面。发动机舱减震垫轮廓线图7-6典型截面主要分布在减震垫与其他件的配合的地方，上面的一个示意图主要是前舱减震垫的主要的几个重要截面的位置以及减震垫的轮廓线。在做典型截面时还需要注意几点：1、相关边界数据的收集全面。2、需要考虑钣金的料厚方向以及料厚，将钣金的料厚空出。3、需要与相关件的保留一定的间隙，由于减震垫的装配公差，减震垫与其他件间隙一般保留在5mm左右。根据具体位置需要适当调整。下面两张图是减震垫的截面：图7-7图7-82.6.23D数据制作

根据钣金，初步完成减震垫的轮廓图7-9车身钣金图7-10完成减震垫的初步轮廓2.6.3减震垫固定点的布置

减震垫固定点布置时，需要注意以下几点：1、能将减震垫整体固定，固定点需要均匀布置。2、根据减震垫厚度，选择焊接螺钉的长度，目前用于减震垫螺钉都是直径为5mm。3、减震垫的固定点尽量布置在减震垫有开孔的附近，这样可以减小减震垫的装配误差。4、尽量将凸焊螺柱焊接在钣金的同一表面上，并且在焊点周围直径30mm的范围内没有其他焊点以及相关钣金件。图7-11前挡板减震垫垫固定点图7-12发动机仓减震垫固定点2.6.4据相关边界，如电器的空调、线束，底盘的转向管柱、制动管路、助力泵等等，修改减震垫数据。图7-13电器、底盘、地毯、钣金等边界条件图7-14初步的减震垫轮廓2.6.5根据已经布置好的减震垫固定点，按照下面要求，修改减震垫固定点。图7-15前挡板减震垫安装固定点开孔要求图7-16前挡板减震垫安装固定点开孔要求图7-17发动机仓减震垫安装固定点开孔要求图7-18发动机仓减震垫安装固定点开孔要求功能尺寸减震垫的所有边界均需要压实，确保减震垫周边不松散，推荐压缩至(10～15)mm；图7-19减震垫上边界的设计：确保减震垫的上边界与钣金翻边之间的间隙大于5mm；图7-20减震垫下边界和侧面边界的设计：确保减震垫的下边界和侧面边界与钣金翻边之间的间隙分别大于10mm；减震垫与制动管路尽量保持8mm的间隙，至少在5mm以上；与空调安装孔等，减震垫的开孔半径比其半径约大5mm2.7数据校核

2.7.1边界数据清单

发动机仓减震垫相关边界：底盘制动管路、转向拉杆机构、助力泵、发动机三元催化器，电器前舱线束以及安装固定点，发动机仓钣金等等。前挡板减震垫相关边界：电器线束以及安装固定点、空调以及风口，IP的风口、固定点、以及安装支架，底盘的转向管柱、踏板，相关BCM、ECU，地毯，司机脚踏板，副仪表，前挡板钣金等等。地板减震垫相关边界：电器线束以及安装固定点，沥青板，风口，副仪表，地毯，门槛压板、地板钣金以及座椅相关数据等等。行李箱减震垫相关边界：地毯，沥青板，后地板钣金，备胎，工具箱、行李箱护板等等。2.7.2数据校核

减震垫数据校核主要包括减震垫装配以及与相关边界是否有干涉，减震垫与相关件的间隙，减震垫固定以及与钣金的贴合等等。下面主要是截取减震垫的部分校核的图片钣金螺钉卡片减震垫图7-21减震垫安装以及固定点的校核图7-22发动机舱减震垫的校核图7-23与地毯、线束、地板的校核图7-24减震垫与钣金、地毯、线束的校核2.7.3工艺分析

减震垫的拔模角α≥5°，推荐拔模角α为10°~20°。减震垫上的圆角R≥5mm，推荐圆角为R10或者R20。减震垫（特别是前仓和前挡板减震垫）和NVH的关系很大，但现阶段很难量化，凭经验得出：在不引起装配困难的条件下前仓和前挡板减震垫应尽可能覆盖更大的前围钣金面积，而且型面要与钣金面保持一致、伏贴，与钣金面配合不能形成空腔，与线束和周边相关件配合所需要开孔的尺寸应根据相关件的尺寸来确定。减震垫所选用的材料、成形工艺方法不合适不仅会导致减震垫在装配时困难，而且还会影响到整车的震动和噪声性能。3减震垫的检测设备和器具介绍3.1气相色谱仪

Gasphasechromatograminstrument产地：美国CountryofOrigin:America试验项目：总碳含量测试TestItem:totalcarboncontent技术参数：柱箱：操作温度为室温以上到4℃到450℃,最大升温速率为120℃/min进样口：分流/不分流（S/SL）毛细管柱进样口：最高使用温度为400℃，压力设定范围为0~100psi,总流量设定范围为0~1000ml/minHe。检测器：火焰离子化检测器（FID）,最高使用温度450℃,自动灭火检测，数据采集速率高达200Hz.TechnicalData:columniationbox:operatingtemperatureisfrom4to450℃aboveroomtemperature,maxrisetemprateis120℃/min,Entrance:diffluence/notdiffluence(S/SL)capillarypoleentrance:thehighestoperatetemperatureis400℃,pressureenactmentscopeis0~100psi,general0~1000ml/minHe.Examinemachine:flameionizationexaminer(FID),thehighestoperate图7-25气相色谱仪3.2AN8-FOG气雾-冷凝装置

Fogging-CondensationN8-FogDeviceUnit产地：德国CountryofOrigin:Germany试验项目：冷凝值测试TestItem:FogValueExamine技术参数：TechnicalData工作温度范围workingtemperaturescope℃：45~300温度显示temperaturedisplay℃：LCD（液晶图象显示）分辨能力resolvingpower℃：0.01温度控制temperaturecontrol：FuzzyStar加热器容量W（瓦）heatercapacity(Watt)：3000安全等级safetygrade（DIN12879）：2接口joint：RS232C和RS485浴池开口/深度bathwidth/depthmm：400×300/300浴池容量l（升）bathcapacity1liter：大约40about40liter环境温度范围environmenttemperaturescope℃：10~40图7-26AN8-FOG气雾-冷凝装置3.3高低温潮湿试验箱

VC4034high-lowtemperaturehumidityoven产地：德国CountryofOrigin:Germany试验项目：老化试验、高低温存放试验、交变循环试验等TestItem:agingtest,high&lowtempsavetest,changecycletest技术参数：TechnicalData温度范围Temperaturerange℃：-40~+180温度波动Temperaturefluctuation：暂时temporal±0.1to±0.5K；空间spatial±0.5to±2K温度变化频率Temperaturerateofchange：加热heating3K/min；冷却cooling3K/min湿度范围Humidityranger.h.：10to98%r.h.湿度波动Humidityfluctuation：temporal±1to±3%r.h.图7-27高低温潮湿试验箱3.4可见分光光度计

7230Gspectrophptpmeter产地：中国CountryofOrigin:China试验项目：甲醛含量测试testTestItem:formaldehydecontent技术参数：TechnicalData波长范围wavelengthscope：330~900nm波长准确度wavelengthnicety：±1nm波长重复性wavelengthrepetition：≤0.5nm透射比（即透过率）准确度transmissionratio(permeaterate)nicety：±0.8%τ（T）透射比（即透过率）重复性transmissionratio(permeaterate)repetition：≤0.2%τ（T）杂光sundrylight：≤0.6%τ（T）（360nm：亚硝酸钠subsodiumnitrate）透射比范围transmissionratioscope：0.0%τ（T）~110.0%τ（T）吸光度范围absorbencyscope：-0.043~1.999浓度范围concentrationscope：0000~9999τ/A转换精度switchprecision：±0.004A图7-28可见分光光度计3.5电子天平

BP211DElectronicBalance产地：德国CountryofOrigin:Germany试验项目：重量测试testTestItem:Weighttest技术参数：TechnicalData称量范围Weighingcapacity：40/80/210g读数精度Readability：0.01/0.01/0.1mg操作温度范围Operatingtemperaturerange：+10~+30℃图7-29电子天平3.6三坐标测量仪

CHXY-1000F20Threedirectioncoordinatemetricalinstrument产地：中国测试技术研究院实验总厂CountryofOrigin:Chinatestingandtechnicalacademeexperimentfactory试验项目：模具和样架尺寸测试TestItem:examinetoolandcheckingtoolsize技术参数：TechnicalDataZ轴有效行程validdistanceinZaxis：1000mmY轴有效行程validdistanceinYaxis：1200mmX轴有效行程validdistanceinXaxis：2000mm空间精度spaceprecision：0.05+0.03L（L为有效测量长度，单位为m）(Lisvalidmeasurelength,unitismeter)重复精度repetitionprecision：±0.03最小读数leastreading：0.001图7-30三坐标测量仪3.7ADXLL—10000N电子强力机

Electronmightinessmachine产地：中国CountryofOrigin:China试验项目：撕裂力、分离力、压缩强度、负载后的厚度减少等TestItem:tearandseparatestrength,compressintensity,thicknessreduceafterloading技术参数：TechnicalData速度范围和精度：速度范围1~1000mm/min，精度±0.5%FS拉伸行程：有效行程为1000mm测量范围：力值传感器型号值的1%~100%测量精度：力值±0.5%负荷传感器配置：10000N拉/压传感器，1000N拉/压传感器，50N拉传感器speedscopeandprecision:speedscope1~1000mm/min，precision±0.5%FSdraughtandextenddistance:validdistance1000mmmeasurescope:1%~100%offorcevaluesensortypevaluemeasureprecision：forcevalue±0.5%loadingsensorconfigure:10000N,1000Nand50Npull/presssensor图7-31电子强力机3.8气味测量罐

Odortestingjar产地：德国CountryofOrigin:Germany试验项目：气味TestItem:Odor技术参数：TechnicalData容量Capacity：1L图7-32气味测量罐3.9阻燃箱

QCS-1Combustibilitymeasurebox产地：中国CountryofOrigin:China试验项目：燃烧测试TestItem:flammabilitytest技术参数：TechnicalData喷嘴内径Interiordiameterofnozzle：9.5mm火焰高度Heightofflame：38mm标准试样Standardsample：365×100×13mm图7-33阻燃箱3.10恒温烘箱

101A-4Thermostatoven产地：中国CountryofOrigin:China试验项目：温度存放试验TestItem:Temperaturesavetest技术参数：TechnicalData温度范围Temperaturerange℃：+50～+300读数精度Readability℃：1图7-34恒温烘箱4减震垫性能要求4.1再生纤维混纺

序号1234567891011121314项尺寸要求外观密度试样吸音系数大气老化（1个周期）燃烧特性气味性冷凝组分甲醛含量测定有机物含量测定冷凝组分导热系数防霉菌性能试验重金属含量目--kg/m3

结果表达性能要求符合生产用产品图纸的要求平整、均匀，不得出现分层、破洞、污渍、透光等。合成件≥7000（试样厚度为23+3、绝缘材料-2mm）+600

6000（见5.1.4.1要求）1000HZ时吸声系数为0.17～0.5无异常≤100≤4或按图纸规定≤2≤10≤50≤2<0.05不出现霉菌及霉气不允许含：铅、铂、汞等重金属--mm/min-mgmg/kgμgC/gmgW/m.k-g4.2无纺布+棉毡+EVA+棉毡+无纺布复合件

序号1234567891011121314151617色泽外观形变修饰密度耐油性耐水性（厚度变化率）耐热性剥离强力防霉菌性能燃烧特性导热系数气味性甲醛含量测定试样隔音重金属含量项目----kg/m-%-N-mm/minW/m.k-mg/kgdBg3

结果表达性能要求应为材料的本色无纺布无起皱、无严重稀密不均、无明显起球等缺陷；玻璃棉无明显的堆积、空缺或夹有杂物。不允许存在明显形变周边修饰完美，孔边圆滑按图纸不应有变质、层间脱离等异常现象≤5不应有变质、层间脱离等异常现象≥6或材料撕裂（棉毡与棉毡之间≥3）不出现霉菌及霉气≤75<0.055无异常≤4或按图纸规定≤30＞曲线不允许含：铅、铂、汞等重金属。大气老化（1个周期）-1.2PUR+EVA材料复合件

序号1色泽项目结果表达--复合件性能要求表皮灰黑色泡沫白色或淡黄色无破裂、缺料、起皮及结块等影响外观的缺陷2外观-无分离及破损等缺陷无伤痕、无色差、无气泡等续34表形变密度厚度E10-g/m2mm--公差：上偏差为+1，下偏差为-2-----≥6或泡沫塑料断裂--不允许断裂、不允许塌陷、分层等扭曲等1750×厚度1200±200±350公差±1，具-体按图纸-≥352（低档）-2.5（普通）-3（中档）-3.5（高档）---无异常-≥100-5压缩性（平均值）%6厚度mm78910111213141516171819202122232425剥离强力（粘结）N断裂强度15℃，φ20园棒弯曲性能试样隔音耐油性大气老化粘结性能燃烧特性气味特性甲醛含量测定有机物含量测定冷凝组分拉伸强度断裂伸长率撕裂强度受热尺寸变化率耐热性导热系数重金属含量N/m-dB---mm/min-mg/kgμgC/gmgMPa%kg/cm%%W/m.Kg2

＞曲线无异常，（柴油，-A、C）1个周期，无异常-应能使用粘结剂批量粘贴不燃烧/自动熄灭或≤100≤4或按图纸规定≤10≤50≤2-纵/横向≥1-纵/横向＞50-纵/横向≥5-纵/横向＜2≤1≤0.055不允许含：铅、铂、汞等重金属。------4.4PU发泡件

序号123456789101112131415161718色泽气泡形变修饰表皮大气老化（1个周期）燃烧特性断裂伸长率撕裂强度密度回弹率压缩强度（50%）气味性冷凝组分甲醛含量测定有机物含量测定导热系数重金属含量项目结果表达------mm/min%N/cmkg/m%kPa-mgmg/kgμgC/gW/m.kg3

性能要求白色或淡黄色允许存在一定暗泡，但暗泡直径不大于6mm不允许有明显的形变飞边的允许宽度为0.5～1mm，其余部分应清除干净整体外观应平整、圆滑无异常不燃烧/自动熄灭或≤100≥80≥245±5≥503～7≤4或按图纸规定≤2≤10≤50<0.05不允许含：铅、铂、汞等重金属。5减振垫DVP

在减震垫的设计中，我们主要集中在安装布置上，我们的材料也比较笼统和单一，对添加成分与性能的影响研究的不够，工艺性与填料的关系研究也不多，今后在材料上要加大研究力度，尤其是在材料配方、工艺过程的研究，以提高我们设计能力和质量控制水平。