液压悬置参数对其动特性的影响
液压悬置参数对其动特性 的影 响
岳跃 珍 黄 鼎友 ( 苏大学 汽车 与交通工程学 院 , 江 2 2 0 ) 江 镇 12 0
Th f e c fh d a l u t y t m o t e d n m i h a t r t e i l n e o y r ui mo n s e t h y a c c ar c e i i n u c s sc
中图分类 号 : H1 ,H1 2 文献 标识码 : T 2T 3 A 1日 吾 J I
22工 作原 理 .
.1 2 发动机通过悬置弹性连接在车架上 。 发动机悬置系统的理想 2 .静 止状 态 当发动机处于熄火状态 , 液压悬置只承载动力总成部分的静 动特性是 : 悬置 系统具有较高 的静刚度 , 以支承动力总成重量和 态载荷即动力总成的重量。 其中, 主要由橡胶主簧承受载荷 , 液压 输出扭矩 。 低频时应具有大阻尼高刚度的特性 , 以衰减汽车启动、 悬置内部上下两腔液体保持相对静止 , 无液体交换1 4 ] 。 制动 、 换档以及急加速、 减速等过程中, 因发动机输 出扭矩波动引
2 液压悬置的结构和工作原理
21 . 液压悬置的结构特点
液压悬置结构简图, 图 1 如 所示。 目前 , 液压悬置的结构形式
图 1样车液压悬置结构简图 1 . 橡胶主簧 2 冲限位器 3 . 缓 . 惯性通道体上压盖 4 性通道体 顺 5 . 惯性通道体下压盖 6 . 底膜 7 . 下底座总成 8 . 联接螺栓 9 . 金属骨架
第 4期
岳 跃珍等 : 液压 悬置参数 对其 动特性 的影响
9 1
使得液柱具有的动能在解耦 通道 的人 口和出口处被损失掉了。 因 频 、 振 幅激 励 下 的情 况 。 大 此, 解耦盘的存在 , 降低了液压悬置的高频动刚度 , 同时消除了动
态硬 化 m。
在低频 、 大振幅激励工况下 , 解耦盘大部分时间都处 于耦合 ( 关闭 ) 状态 , 可以近似的认 为, 在上 、 下液室之间流动 的液体都经
() 4 液室之间有能够产生阻尼作用 的孔 、 惯性通道或解耦盘 道 内的液柱惯性很大 , 此时液柱几乎来不及流动 , 悬置 出现动态
( ) 膜 。
() 5 液室有可靠 的密封性 , 与外部隔绝 。
★ 来稿 日 : 0 — 6 2 期 2 90 —5 0
解耦盘高速振动 , 上下腔的压力克服解耦通道内液柱的惯性力而
Fi. hce h d a lc g1Ve il y rui mo n tu t r iga u tsr cue da rm
2 . 频 隔振 _2低 2
由于橡胶主簧具有一定的体积 刚度 , 在压力增大时, 会膨胀 多种多样 , 但其基本结构和功能是一致的。分析图 1 可知 , 液压悬 变形 , 占用一部分液体体积 ; 同时 , 有小部分液体经解耦通道、 补 置的结构特点具备以下特点l 引 : 偿孔流入下腔, 这两股旁流对低频大振幅振动时的惯性能量损失 () 1具有橡胶主簧, 以承受静 、 动载荷 。
● ● ● . ● ●
一 先进制造技术一
鲁 鲁 曩
机 械 设 计 与 制 造
M a h n r De in c iey sg & Ma fcue nua t r
第 4期 21 0 0年 4月
文 章 编 号 :O t3 9 ( 0 00 — 0 0 0 lO 一 9 7 2 1 )4 0 9 — 3
YUE Yue z e H UANG n - o - h n, Di g y u
(i guU iesyS ho o u m bl a dT棚 cE gn eigZ ej n 1 2 0 C ia J n s nvri c ol f t o i n r n ier ,h ni g2 2 0 ,hn ) a t A o e n a
起 的大振 幅振动 。 在 (~ 2H 范 围 内具有 较 大 阻尼 , 速 衰 应 71)z 以迅
减 因路面、 轮胎激励引起的动力 总成低频振动 。在 2 H 附近应 5z 具有较低动刚度 , 以衰减怠速振动 。在高频 5 H 以上悬置应具 0z
有小刚度、 小阻尼特性 , 以降低振动传递率 , 提高降噪效果 。 因此 ,
解耦盘式液阻悬置的性能与惯性通 3液压 悬置 动特性 仿真分 析 的线性集 过 愤性通道 ,此时惯性通道一 道式 液 压 悬 置 的性 能 类 似 。在 方 程 ( )( ) 1~ 5 中令 Q ()0 即得 到 =, £ 总参数模型
31 .液压悬置集总参数模型
根据液压悬置 的工作原理 , 可简化为集 总参数 模型 , 图 2 如
具有 一 定 的影 响 。
() 2液压悬置内部有液体工作介质。
() 3 至少有 2 独 立 的液 室 , 可在 其 间 流动 。 个 液体
2 _ . 3高频 隔振 2
发动机高速运转时 , 液压悬置受到高频小振幅激励。惯性通
硬化 。 内 的液 柱 与 解耦
所示
惯 性 通 道 式 液压 悬 置 的 系统 方 程 。 连续方程 :
A 一 CP , c Q= ,tQ= A 动量方程 : P— 2 = p+ P Q
() 6
() 7
可 得 惯性 通 道 式 液 阻悬 置 的 复刚 度 为 :
悬置的动刚度和阻尼必须同时具有频变特性和幅变特性l l l 。 以某客车发动机用惯性通道一 活动解耦盘式液压悬置为研究
对象 , 建立动特 I 生仿真分析的线性集总参数模 型, 并把仿真结果
和实 验值 进行 了对 比分 析 , 明了模 型 的正 确性 。重 点探 讨 了各 证
设计参数的变化对液阻悬置动态性能的影响, 进而可以通过改变 参数的数值来实现液阻悬置性能的优化设计。
动力总成悬置和支架的动力学特性及其对动力总成高频噪声的影响(二)
动力总成悬置和支架的动力学特性及其对动力总成高频噪声的影响(二)一、动力总成悬置和支架系统的定义单个安装位置的安装和支架系统由车身结构、车身侧支架、安装结构、安装弹性元件、安装嵌件、动力总成侧支架和动力总成支撑结构组成。
在高频时,每一种都能在噪声传递中发挥重要作用。
图1显示了动力总成安装和支架系统的配置示例。
并在下文中对每一部件作用进行介绍。
图1 动力总成悬置和支架示例动力总成侧结构(PowertrainSupport Structure)它的作用是充当动力总成侧支架(Powetrain-Side Bracket)的支撑结构。
这意味着它还将定义传输到支架的动力学。
因此,这是非常重要的零件,这是一个非常刚性的结构,此结构对Powertrain-Side Bracket动态性能影响较大,必须将刚度做的很大。
动力总成侧支架(PowertrainSide Structure)将动力总成结构连接到悬置的内插件。
支架的动态特性影响悬置子系统高频隔振性能,因为支架共振时,动力总成位移通常会放大,支架的共振会对NVH性能产生较大影响。
内芯(Mount Insert)通常是一个金属芯,由悬置的弹性元件包围和粘合。
这用于将悬置固定到动力总成侧托架上,然后将橡胶粘合到嵌件上。
插入件通常用螺栓固定或紧密地安装在动力总成支架上,事实上,它成为支架的一部分,用于系统分析。
悬置弹性元件(Mount Elastomeric )本文所说的悬置弹性元件(Mount Elastomeric )是指悬置结构所包裹的隔振阻尼材料。
这可以是一种橡胶,一种合成橡胶化合物。
或是充满液体的橡胶。
采用液压悬置,以提高低频时的阻尼。
每种类型的弹性元件都有其基于弹性和阻尼特性的复杂动态刚度函数。
需要考虑悬置结构导致的高频动态硬化问题(见图2)。
图2 三代液压悬置动态硬化频率的比较车身侧支架(Body-Side Bracket/Mount Structure)车身侧支架(Body-Side Bracket/Mount Structure)是焊接或螺栓连接到车身并将悬置结构连接到车身结构的支架。
动力总成液压悬置元件的结构与动力学分析
中后对 Ξ 求导并求其极值点, 发现 kd 除在 Ξ= 0 的
最低点处其值等于 km 外, 一般随着 Ξ 的增加而增
加。当 Ξ 增大到一定值后, kd 趋近于 km + ke。此外,
当 Ξ 处于低值时, 小振幅情况下 kd 小于大振幅情
况下的 k d , 但当 Ξ 处于高值时, 情况正好相反, 小
振幅时的 k d 大于大振幅时的 kd 。对于角损失 Υ,
简言之, 理想的发动机悬置元件应在低频范围 有较大的动刚度和阻尼, 而在高频范围有低的动刚 度。 传统的橡胶悬置无法满足这样的要求, 70 年代 末出现的各种液压悬置元件则由于其显著的非线性 特征可以满足上述要求。 2 液压悬置动力学特性原理
各种液压悬置按其结构特点可分为简单节流孔 式、惯性通道式和惯性通道—解耦膜式等类别。为较
片的自由振动使上腔液体压力变化很小, 亦即 k e 接 近于零, 动刚度主要由 km 决定; 当悬置处于低频大 幅度振动时, 膜片大部分时间处于限位状态, 流体主 要通过惯性通道衰减能量, 这便是非解耦状态。图 4
图 2 动刚度变化特征
图 4 惯性通道—解耦膜式液压悬置力学模型
为了进一步降低惯性通道式液压悬置在高频段
的动刚度, 人们在上腔下部设置了一个解耦膜。该膜
片刚度很小, 其上下运动受到档板的限制, 仅能在小
振幅下自由运动。当悬置处于高频小幅度振动时, 膜
图 3 损失角变化特征
3 惯性通道—解耦膜式液压悬置的特点和构造 上述简单节流孔式液压悬置低频大振幅时的阻
(10)
式中: Κ—— 与通道壁面粗糙度有关的沿程阻尼系
数;
l —— 通道长度;
d ——水力直径。
对于具有惯性通道的液压悬置, 式 (4) kR 和 C 3 中的质量 m 不可忽略。观察式 (4) 可以看到, 当 Ξ→
非线性震动对汽车液压悬置动态特性影响研究
非线性震动对汽车液压悬置动态特性影响研究
赵良红
【期刊名称】《科技通报》
【年(卷),期】2013(29)8
【摘要】为研究汽车在颠簸状态下,非线性震动对液压悬置中的动刚度、滞后角等动态特性的影响,针对某汽车发动机液压悬置,建立了震动有限元耦合模型,并通过实验数据验证了有限元模型的正确性。
在此基础上,仿真研究了不同强度的震动信号下对液压悬置的动态特性,发现了震动信号特征变化对动刚度峰值及峰值频率、滞后角峰值及峰值频率的影响规律,具有一定的工程指导意义。
【总页数】3页(P204-206)
【关键词】液压悬置;非线性震动;动态特性
【作者】赵良红
【作者单位】顺德职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】U461.56
【相关文献】
1.发动机半主动液压悬置的动态特性及参数影响分析 [J], 史文库;毛阳;姜雪;陈志勇;马利红;潘斌
2.汽车液压悬置系统动态特性研究 [J], 秦民;林逸;马铁利;朱启昕
3.基于键合图理论的汽车发动机液压悬置动特性的仿真研究 [J], 姜明;侯硕;才建军;
韩清凯;张天侠;闻邦椿
4.液压悬置非线性动态特性仿真研究 [J], 时培成;陈无畏;姜武华
5.汽车液压悬置系统动态特性研究 [J], 沈子龙;梁赛
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液压悬置性能与结构调整的关系..
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惯性通道的横截面积
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• 由上图可见,当惯性通道的横截面积增加时,动刚度、滞后角均下降,当 滞后角出现峰值时的频率增加。 • 这种结构改动由于改动比较简单,也不涉及橡胶主簧的改动,所以常被采 用来调整液压特性。
惯性通道的长度
• 惯性通道的长度即流道的长度,用L1表示。
K*(N/mm)
600 500 400 300 200 100 0 0 10 20 30 40 50 90
K* (N/mm)
45 40
Loss Angle
Axial Frequency (Hz)
15 20 25 30 35 40 45 50
35 30 25 20 15
10
5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Axial Frequency (Hz)
1.用于改善路面振动对动力总成的传递。 2.主要关注滞后角峰值和对应的频率,峰值一压悬置产品
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方形液压悬置(惯性通道—解耦膜式)
8 7
解耦膜 下流道 板
6
5 4 3 2 1
底板
皮碗 螺栓 上流道 板 限位杆 橡胶主 簧
液压悬置的液压特性
10/12/2018 6
低频,大振幅(PP2)液压曲线
400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 5 10 50
橡胶主簧刚度,液体比重,流量阻尼系数
10/12/2018 18
• 橡胶主簧刚度,液体比重,流量阻尼系数这3种调整与液压特性之间关系 如下。
• 增加橡胶主簧刚度,液阻悬置的动刚度增加而滞后角减少,滞后角出现峰值的频率增加。 • 当液体比重增加时,动刚度、滞后角均增加,当滞后角出现峰值时的频率下降。 • 当流量阻尼系数增加时,动刚度、滞后角均减少。流量系数的变化不影响滞后角出现峰值 时的频率。
基于AMESim管道参数对液压系统动态特性的影响分析
基于AMESim管道参数对液压系统动态特性的影响分析罗俊(陕西理工大学机械工程训练中心,陕西汉中723003)摘要:管道参数诸如直径、长度、材料等,对液压系统动态特性的影响常被设计者忽略,文中基于AMESim,针对连接器对接液压缸组的液压系统进行仿真分析,研究了管道长度、直径、材料对系统动态特性的影响,对系统的优化设计具有一定参考价值。
关键词:管道参数;AMESim;仿真中图分类号:TH 137.5文献标志码:A文章编号:1002-2333(2020)07-0043-03 Impact Analysis of Pipeline Parameters on Hydraulic System Dynamic Characteristics Based on AMESimLUO Jun(Mechanical Engineering Training Center,Shaanxi University of Technology,Hanzhong723003,China) Abstract:The influence of pipeline parameters such as diameter,length,material,etc.on the dynamic characteristics of the hydraulic system is often ignored by designers.Based on AMESim,the hydraulic system of the connector docking hydraulic cylinder group is simulated and analyzed.The pipeline length,diameter,and material are studied.The impact on the dynamic characteristics of the system has certain reference value for the optimal design of the system. Keywords:pipeline parameters;AMESim;simulation0引言管道作为液压系统的辅件,如液压系统的血管脉络一样。
汽车悬挂系统的动力学性能研究
汽车悬挂系统的动力学性能研究悬挂系统是汽车的重要组成部分,对汽车的行驶稳定性、舒适性和安全性有着重要的影响。
本文将对汽车悬挂系统的动力学性能进行研究,探讨各种参数对汽车悬挂系统的影响。
一、悬挂系统的基本原理悬挂系统通过连接车身和车轮,起到减震和支撑的作用。
它由弹簧、减振器和悬挂装置组成。
弹簧提供弹性支撑力,减振器用于吸收和消散振动能量,悬挂装置则连接弹簧和减振器。
二、悬挂系统的动力学参数1. 自由长度(Free Length):指弹簧在无任何载荷和自身重量作用下的长度。
2. 刚度(Stiffness):指弹簧在单位变形时提供的弹性支持力。
3. 阻尼(Damping):指减振器在振动过程中吸收和消散的能量。
4. 冲击减缓(Impact Absorption):指悬挂系统对于冲击的吸收能力。
5. 自由回弹(Free Rebound):指悬挂系统在载荷突然消失时的回弹情况。
三、参数对悬挂系统的影响1. 刚度对悬挂系统的影响刚度的增加会使得悬挂系统更加坚固,减小车身的倾斜和侧倾,提高行驶稳定性。
然而,过高的刚度也会降低车辆的乘坐舒适性。
因此,刚度的选择需要综合考虑车辆的使用环境和舒适性需求。
2. 阻尼对悬挂系统的影响阻尼的增加可以有效地减少车身的弹跳和摇晃,提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性。
但是,过高的阻尼会降低车辆的悬挂效率,影响悬挂系统的工作性能。
3. 悬挂装置对悬挂系统的影响悬挂装置的形式多样,如麦弗逊式、双叉臂式、多连杆式等。
不同的悬挂装置对车辆的稳定性、行驶性能和悬挂效果有着不同的影响。
在设计和选择悬挂装置时,需要根据车辆的类型和用途进行合理的匹配。
四、悬挂系统的优化方法1. 悬挂系统的参数调整通过调整悬挂系统的刚度和阻尼等参数,可以在保证行驶稳定性的前提下,提高乘坐舒适性。
2. 悬挂系统的材料选择选择合适的材料可以提高悬挂系统的刚度和强度,提高其疲劳寿命和耐久性。
3. 悬挂系统的结构优化通过优化悬挂系统的结构设计,如减小悬挂部件的质量和惯性矩,可以提高悬挂系统的动力学性能和能效。
液压悬置动特性实验分析
w o dteapi it adce i blyo h o e aev iae . h l a p l a ly n rdt it em d l a dtd en h c i b a i ft r l
: :
Ke r : y a i o nt Ex r m e alm e ho ; na i har t r si s Si ul ton y wo ds H dr ulc m u ; pe i nt t ds Dy m c c ac e itc ; m a i
Smuik Sjw e o p ig wi x e i na n e t ain teprdce e ut t l i to k i l o ̄ a .C m a n t e p r n r r h me t iv si t ,h e itd rs l a y w t i n f l g o s l h
(=zf d AX ) C f P ) (0 + Q +
其中, Q , 于是0
X >A d d时 , n d = k
<Ad时 . 0
… … … … …
三阶偏低 , 五阶偏高 , 四、 究其原因, 主要有以下几点 :
身管为变截 面锥状 与等截面圆柱状的混合体。
Q a— u n HU N ig yu I o h a , A G D n — o B
(i guU iesyS h o o uo bl adTa i E gn eigZ e a g2 2 0 , hn ) J n s nvri c o l f t a t A mo i n rfc n ier ,h  ̄in 1 2 0 C ia e f n
★来 稿 日期 :0 9 0 — 4 20 — 9 2
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汽车液压悬置系统动态特性研究
汽车液压悬置系统动态特性研究
秦民;林逸;马铁利;朱启昕
【期刊名称】《汽车工程》
【年(卷),期】2001(023)006
【摘要】液压悬置是一种先进的减振系统,其动态特性对汽车的乘坐舒适性和NVH性能有很大影响.但是液压悬置的动态特性非常复杂,既具有频变特性,又具有非线性特性.本文基于系统辨识及数值分析理论,提出了模拟液压悬置动态特性的一种数值拟合方法.
【总页数】4页(P381-384)
【作者】秦民;林逸;马铁利;朱启昕
【作者单位】吉林大学;吉林大学;吉林大学;长春汽车研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U46
【相关文献】
1.越野汽车机械自动变速闭锁与滑差液压控制系统动态特性研究 [J], 张泰;葛安林;唐春学;董武;蒋涛;阚玉来
2.汽车起重机变幅机构液压系统的动态特性研究 [J], 姚俊威;卫良保
3.基于AMESim的汽车液压减振器动态特性仿真研究 [J], 戎红俊;彭宇明;李国华;杨明亮;黄海波
4.液压混合动力汽车动态特性分析与研究 [J], 林素敏; 朱亮亮; 刘方
5.非线性震动对汽车液压悬置动态特性影响研究 [J], 赵良红
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动力总成悬置元件特性对整车振动的影响
车辆工程技术66 车辆技术0 前言 在新的时代背景下,汽车性能越来越受人们的重视,理解动力总成悬置系统所具有的特性,对于汽车整体性能的提高具有非常重要的意义,这也成为汽车生产部门所需要关注的重点和难点所在。
动力总成悬置系统,指的是汽车动力源于车架进行连接的系统,由于动力设备直接与车架相联系,那么发动机在进行工作的过程中必然会将振动传递给车身,在很大程度上影响了汽车操作的平稳性和乘坐的舒适性。
更为严重的是,汽车振动会降低各个部件的工作效率和寿命,因此,动力总成悬置软件的优化也成为汽车生产件非常重要的工作。
俗话说工欲善其事,必先利其器,要想能够降低汽车振动的频率,首先就要能够对其构成原理进行了解,这就要求在实践中能够理解动力总成悬置元件的特性。
1 元件材料因素 动力总成设施原件的原材料对于汽车的振动具有非常重大的影响,通过改善其原料的特性提升汽车的舒适度,也成为目前汽车制造行业最重要的工作。
目前汽车动力装置元件主要有两种材料构成,分别是橡胶悬置元件和液压阻尼原件。
橡胶的元件结构简单,而且成本非常低,最为重要的是它能够有效的隔绝动力机制和路面不平滑给车身带来的震动。
但是现在的道路条件已经得到了极大的发展,汽车设计愈加偏向小巧灵便,由于橡胶材质的阻尼小,而且硬度比较高,橡胶材质的悬浮设备已经反而满足日前的需求,反而由于其高频动态硬化,而对汽车的震动造成更大的影响,非常不利于汽车整体性能的改善[1]。
其次,具有频变刚度和阻尼的液压阻尼式橡胶悬置虽然比传统的橡胶设备具有更强的隔震效果,在各种汽车涨也得到了极大的应用,但是由于其材质的特殊性对于吸收动力总成的振动依然存在很大的缺陷。
另外,仅依靠材料的本身特性和不同的结构设计来完成隔振,对于汽车在运行时候的震动效果并不能最大限度的进行吸收,很多汽车无法满足人们日益增长的需求。
2 悬置元件的数量 在目前汽车动力设备进行安装的过程中,根据汽车动力总成的长度,用途以及安装方式有四种选址策略。
典型液压悬置及结构特点
典型液压悬置及结构特点典型的液压悬置有圆锥形、梯形、长腰型以及衬套型以下几种,每种结构都有其性能特点,下面就逐一进行介绍。
1、圆锥形液压悬置一般作为左右支撑悬置使用。
图1 典型圆锥型液压悬置结构优点:1、三向刚度比例可调范围大,X:Y:Z=(0.6-1):(0.6-1):1,动静比在1.3~1.7之间。
2、三向限位要求容易实现,X、Z可限位,一般Y向有两个方向限位3、液压元件(流道、底膜(皮碗)、解耦膜(盘)、节流盘(拉头)比较容易实现共用。
图2 圆锥形液压悬置剖视图4、阻尼角峰值频率易于调整,解耦效果比较容易实现;5、如果有节流盘的解耦,可以在较大频率范围(200HZ或250HZ以内)实现小振幅解耦;局限性:1、需要较大的Z向空间,如果需要对上跳进行限位,则对Z向空间尺寸要求更高。
2、组件数量多,装配工艺复杂,需要注意产品的尺寸链控制避免出现液体泄漏问题。
3、需要对密封筋的装配变形尺寸和空间进行仔细核对,还要注意皮碗在水下灌装是的工艺问题。
4、注意零件极限变形时底膜(皮碗)与下盖的空间关系,避免在预压时就顶死底座,导致动刚度升高。
同时还要注意底盖排气孔的位置和毛刺方向。
5、成本相对较高。
图3 皮碗顶死底座导致动刚度过大的整改案例6、零件承受较大侧向载荷时,需要注意结构件的强度能否满足要求。
2、梯形液压悬置一般作为左、右悬置支撑使用。
图4 典型的梯形液压悬置结构优点:1、阻尼角峰值频率易调,解耦效果容易实现2、能够承受较大的纵向冲击载荷;3、三向静刚度比例易调,X:Y:Z=(0.7-2):(0.6-0.8):14、限位:X、Z可限位,一般Y 向只一个方向限位5、容易在零件上搭载其他附件(如膨胀箱,蓄电池)6、能够在车身大梁较小的Y向空间条件下实现零件布置局限性:1、侧向刚度较小调整范围有限,可能会导致动力总成Y向刚体模态偏低,2、侧向限位比较不好实现;3、液压元件的共用性相对差;4、托臂跟部的设计强度和工艺缺陷需要特别关注;5、密封筋的装配变形尺寸和空间需要仔细校核;6、关注底膜的最大变形空间是否会产生干涉;7、梯形液压悬置一般不会设置节流盘,所以高频动刚度硬化频率较低(130HZ);8、金属骨架以铝件为主,成本相对较高。
