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(shí)，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(duì)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)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(shí)具有減振、緩沖、隔音等多樣性能；
(5)沖擊剛度大于動(dòng)剛度，動(dòng)剛度大于靜剛度，有利于減小沖擊變形和動(dòng)態(tài)變形。
汽車的振動(dòng)現(xiàn)象十分復(fù)雜，最明顯的振動(dòng)是懸掛彈簧裝置支承的簧上質(zhì)量的固有振動(dòng)。因此，減 振橡膠制品主要用于控制汽車振動(dòng)和噪聲及改善汽車操縱穩(wěn)定性,一般置于汽車發(fā)動(dòng)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(duì)滯后值可以達(dá)到 10~65%，動(dòng) 、靜 模數(shù)之比為 1.5左右。
(2)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(gè)方向的彈簧常數(shù)比；
(4)容易與金屬牢固地粘合成一個(gè)整體，可使減振橡膠件體積變小，重量減輕，且支承方法也簡(jiǎn)單化。
(5)橡膠的聲速為 40~200m/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] 。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，也使用丁腈橡膠(NBR)、氯 丁橡膠(CR)、丁 基橡膠(IR)、三元乙丙橡膠(EPDM)等。通常針對(duì)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(lái)提高橡膠材料的某一項(xiàng)和幾項(xiàng)性能。
1.1 低動(dòng)倍率、高阻尼性能
理想的橡膠減振制品應(yīng)具有以下功能 ：
(1)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(duì)要求的頻率，應(yīng)具有足夠低的動(dòng)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(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)通常的硫化膠來(lái)講，隨著 Ks 的增加，Kd 不可避免地會(huì)出現(xiàn)增大的傾向。因此，從Kd 和 Ks 兩者兼?zhèn)涞挠^點(diǎn)對(duì)橡膠的配合加以探討是十分必要的。
NR 的特點(diǎn)是動(dòng)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(shí)就可達(dá)到高阻尼化，但 同時(shí)也會(huì)使動(dòng)倍率上升；而 增大硫黃用量時(shí)動(dòng)倍率就會(huì)降低，但同時(shí)也會(huì)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，在天然橡膠中配合 60%溴化丁基橡膠，添加六甲撐四胺，作為改性酚醛樹(shù)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(dòng)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(shí)，就可達(dá)到低動(dòng)倍率、高衰減化。在相對(duì)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)?時(shí)，就可達(dá)到低動(dòng)倍率、高阻尼化，而且損耗系數(shù)對(duì)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] 。
此外利用橡膠材料的共混技術(shù)改善橡膠的動(dòng)態(tài)性能的還有： Wang Xiaorog 等人 [4] 采用聚(芳香烯烴-co-馬來(lái)酰亞胺)共 聚物與馬來(lái)酸化的烷基烯烴和烷基雙胺在充分干燥的條件下形成聚烯烴接枝聚(芳香烯烴-co-馬來(lái)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防止振動(dòng)和防止噪音的特性，同 時(shí)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溴化對(duì)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(shí)材料的損耗因子 Tanδ大于 0.5，同時(shí)在-30℃到 20℃的范圍內(nèi)損耗因子 Tanδ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(shí)材料還有很好的耐氧化和耐臭氧化性能；Masashi 等人 [9] 采用溴化乙烯基共聚物橡膠(Br 含量 0.2~5%)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 伸疲勞性能和臭氧裂解性能，在 90℃條件下處理1000 小時(shí)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、芳香族烯烴、非 共軛烯烴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(dòng)性能消失和耐屈撓疲勞性能上都具有很好的性能。
