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7-2

1.5产品定义

见XX产品开发清单

零件号名称材质

厚度（mm）

密度材料标准总厚度各材料的厚度定义

XX-5310011前挡板内侧上减震垫棉毡+EPDM25±2EPDM:3棉毡：1400±100(g/m2)Q/SQR·04·301 XX-5310013前挡板内侧下减震垫棉毡+EPDM25±2EPDM:3EPDM：4±0.4(kg/m2)Q/SQR·04·301

XX-5310021前挡板外侧减震垫无纺布＋棉毡＋EPDM

（局部）+棉毡＋无纺

布＋铝箔（局部）

18±2

EPDM:2无纺布：100±10(g/m2)

Q/SQR·04·147

铝箔:0.08棉毡：1200±120(g/m2)

EPDM：2.5±0.25(kg/m2)

XX-5110101前地板前减震垫棉毡16±2棉毡：1100±100(g/m2)Q/SQR·04·301 XX-5110107前地板后减震垫棉毡18±2棉毡：1100±100(g/m2)Q/SQR·04·301

B12-5310011前挡板内侧减震垫PU＋EPDM18±2PU:15PU：65±5(kg/m3)

Q/SQR·04·301 EPDM:3EPDM：4±0.4(kg/m2)

B12-5310021前挡板外侧减震垫无纺布＋棉毡＋EPDM

（局部）+棉毡＋无纺

布＋铝箔（局部）

14±2

EPDM:2无纺布：100±10(g/m2)

Q/SQR·04·147

铝箔:0.08棉毡：1000±120(g/m2)

EPDM：2.5±0.25(kg/m2)

B12-5110101前地板前减震垫PU＋EPDM±2EPDM:2PU：65±5(kg/m3)

Q/SQR·04·301 EPDM：2.5±0.25(kg/m2)

B12-5110107前地板后减震垫PU＋EPDM±2EPDM:2PU：65±5(kg/m3)

Q/SQR·04·301 EPDM：1.8±0.2(kg/m2)

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

EVA or EPDM

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7-3

2.3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）可压缩量（mm）总厚度（mm）

800212

1000 2.516～18

1200319～21

1400 3.522～24

1600425～30

发动机舱减震垫厚度、密度以及压缩量表

密度（g/m2）可压缩量（mm）总厚度（mm）

800210

1000 2.513～15

1200316～18

1400 3.519～21

1600422～24

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7-5

2.6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。

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

发动机舱减震垫轮廓线

2.6.23D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；

●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5mm

2.7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

图7-21减震垫安装以及固定点的校核钣金

卡片

螺钉

减震垫

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

Gas phase chromatogram instrument

产地：美国Country of Origin:America

试验项目：总碳含量测试

Test Item:total carbon content

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.

Technical Data:columniation box:operating temperature is from4to450℃above room temperature,max rise temp rate is120℃/min,Entrance:diffluence/ notdiffluence(S/SL)capillary pole entrance:the highest operate temperature is 400℃,pressure enactment scope is0~100psi,general0~1000ml/minHe.Examine machine:flame ionization examiner(FID),the highest operate

图7-25气相色谱仪

3.2AN8-FOG气雾-冷凝装置

Fogging-Condensation N8-Fog Device Unit

产地：德国Country of Origin:Germany

试验项目：冷凝值测试

Test Item:Fog Value Examine

技术参数：Technical Data

工作温度范围working temperature scope℃：45~300

温度显示temperature display℃：LCD（液晶图象显示）

分辨能力resolving power℃：0.01

温度控制temperature control：Fuzzy Star

加热器容量W（瓦）heater capacity(Watt)：3000

安全等级safety grade（DIN12879）：2

接口joint：RS232C和RS485

浴池开口/深度bath width/depth mm：400×300/300

浴池容量l（升）bath capacity1liter：大约40about40liter

环境温度范围environment temperature scope℃：10~40

图7-26AN8-FOG气雾-冷凝装置

3.3高低温潮湿试验箱

VC4034high-low temperature humidity oven

产地：德国Country of Origin:Germany

试验项目：老化试验、高低温存放试验、交变循环试验等

Test Item:aging test,high&low temp save test,change cycle test

技术参数：Technical Data

温度范围Temperature range℃：-40~+180

温度波动Temperature fluctuation：暂时temporal±0.1to±0.5K；空间spatial±0.5to±2K

温度变化频率Temperature rate of change：

加热heating3K/min；

冷却cooling3K/min

湿度范围Humidity range r.h.：10to98%r.h.湿度波动Humidity fluctuation：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Country of Origin:China

试验项目：甲醛含量测试test

Test Item:formaldehyde content

技术参数：Technical Data

波长范围wavelength scope：330~900nm

波长准确度wavelength nicety：±1nm

波长重复性wavelength repetition：≤0.5nm透

射比（即透过率）准确度transmission ratio(permeate rate)nicety：±0.8%τ（T）透射比（即透过率）重复性transmission ratio(permeate rate)repetition：≤0.2%τ（T）杂光sundry light：≤0.6%τ（T）（360nm：亚钠sub sodium nitrate）透射比范围transmission ratio scope：0.0%τ（T）~110.0%τ（T）

吸光度范围absorbency scope：-0.043~1.999

浓度范围concentration scope：0000~9999τ/A

转换精度switch precision：±0.004A

图7-28可见分光光度计

3.5电子天平

BP211DElectronic Balance

产地：德国Country of Origin:Germany

试验项目：重量测试

test Test Item:Weight test

技术参数：Technical Data

称量范围Weighing capacity：40/80/210g

读数精度Readability：0.01/0.01/0.1mg

操作温度范围Operating temperature range：+10~+30℃图7-29电子天平

3.6三坐标测量仪

CHXY-1000F20Three direction coordinate metrical instrument

产地：中国测试技术研究院实验总厂Country of Origin:China testing and technical academe experiment factory

试验项目：模具和样架尺寸测试

Test Item:examine tool and checking tool size

技术参数：Technical Data

Z轴有效行程valid distance in Z axis：1000mm

Y轴有效行程valid distance in Y axis：1200mm

X轴有效行程valid distance in X axis：2000mm

空间精度space precision：0.05+0.03L（L为有效测量长度，单位为m）(L is valid measure length,unit is meter)

重复精度repetition precision：±0.03

最小读数least reading：0.001图7-30三坐标测量仪

3.7ADXLL—10000N电子强力机

Electron mightiness machine

产地：中国Country of Origin:China

试验项目：撕裂力、分离力、压缩强度、负载后的厚度减少等

Test Item:tear and separate strength,compress intensity,thickness reduce after loading

技术参数：Technical Data

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

speed scope and precision:speed scope1~1000mm/min，precision±0.5%FS draught and extend distance:valid distance1000mm

measure scope:1%~100%of force value sensor type value

measure precision：force value±0.5%loading sensor configure:10000N,1000N and 50N pull/press sensor图7-31电子强力机

3.8气味测量罐

Odor testing jar

产地：德国Country of Origin:Germany

试验项目：气味Test Item:Odor

技术参数：Technical Data

容量Capacity：1L

图7-32气味测量罐3.9阻燃箱

QCS-1Combustibility measure box

产地：中国Country of Origin:China

试验项目：燃烧测试Test Item:flammability test 技术参数：Technical Data

喷嘴内径Interior diameter of nozzle：9.5mm

火焰高度Height of flame：38mm

标准试样Standard sample：365×100×13mm

图7-33阻燃箱

3.10恒温烘箱

101A-4Thermostat oven

产地：中国Country of Origin:China

试验项目：温度存放试验

Test Item:Temperature save test

技术参数：Technical Data

温度范围Temperature range℃：+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

序号项目

结果

表达

性能要求

1尺寸要求-符合生产用产品图纸的要求

2外观-平整、均匀，不得出现分层、破洞、污渍、透光等。

3密度kg/m3合成件≥7000（试样厚度为23+3

-2

mm）、绝缘材料6000+600（见5.1.4.1要求）

4试样吸音系数-1000HZ时吸声系数为0.17～0.5 5大气老化（1个周期）-无异常

6燃烧特性mm/min≤100

7气味性-≤4或按图纸规定

8冷凝组分mg≤2

9甲醛含量测定mg/kg≤10

10有机物含量测定μgC/g≤50

11冷凝组分mg≤2

12导热系数W/m.k<0.05

13防霉菌性能试验-不出现霉菌及霉气

14重金属含量g不允许含：铅、铂、汞等重金属4.2无纺布+棉毡+EVA+棉毡+无纺布复合件1.2PUR+EVA材料复合件

序号项目

结果表

达

性能要求

复合件表皮泡沫

1色泽--灰黑色白色或淡黄色

2外观-无分离及破损等

缺陷

无伤痕、无色

差、无气泡等

无破裂、缺

料、起皮及结

块等影响外

观的缺陷

序号项目结果表达性能要求1色泽-应为材料的本色

2外观-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。

3形变-不允许存在明显形变

4修饰-周边修饰完美，孔边圆滑

5密度kg/m3按图纸

6耐油性-不应有变质、层间脱离等异常现象

7耐水性（厚度变化

率）

%

≤5

8耐热性-不应有变质、层间脱离等异常现象

9剥离强力N≥6或材料撕裂（棉毡与棉毡之间≥3）10防霉菌性能-不出现霉菌及霉气

11燃烧特性mm/min≤75

12导热系数W/m.k<0.055

13大气老化（1个周期）-无异常

14气味性-≤4或按图纸规定

15甲醛含量测定mg/kg≤30

16试样隔音dB＞曲线

17重金属含量g不允许含：铅、铂、汞等重金属。

续表

3形变--不允许断裂、

分层等

不允许塌陷、

扭曲等

4密度g/m2-1750×厚度

±350

1200±200

5厚度E10mm

公差：上偏差为

+1，下偏差为-2

-

公差±1，具

体按图纸

压缩性（平均值）%--≥35

6厚度mm -2（低档）-- 2.5（普通）--3（中档）-- 3.5（高档）-

7剥离强力（粘结）N ≥6或泡沫塑料断

裂

--

8断裂强度N/m2--≥100

915℃，φ20园棒弯

曲性能

--无异常-

10试样隔音dB＞曲线

11耐油性-无异常，（柴油，

A、C）

--

12大气老化-1个周期，无异常--13粘结性能-应能使用粘结剂批量粘贴

14燃烧特性mm/min不燃烧/自动熄灭或≤100

15气味特性-≤4或按图纸规定

16甲醛含量测定mg/kg≤10

17有机物含量测定μgC/g≤50

18冷凝组分mg≤2

19拉伸强度MPa-纵/横向≥1-20断裂伸长率%-纵/横向＞50-21撕裂强度kg/cm-纵/横向≥5-22受热尺寸变化率%-纵/横向＜2-23耐热性%≤1

24导热系数W/m.K≤0.055

25重金属含量g 不允许含：铅、铂、汞等重金属。

4.4PU发泡件

序号项目结果表达性能要求1色泽-白色或淡黄色

2气泡-允许存在一定暗泡，但暗泡直径不大于6mm

3形变-不允许有明显的形变

4修饰-飞边的允许宽度为0.5～1mm，其余部分应清除干净

5表皮-整体外观应平整、圆滑

6大气老化（1个周期）-无异常

7燃烧特性mm/min不燃烧/自动熄灭或≤100

8断裂伸长率%≥80

9撕裂强度N/cm≥2

10密度kg/m345±5

11回弹率%≥50

12压缩强度（50%）kPa3～7

13气味性-≤4或按图纸规定

14冷凝组分mg≤2

15甲醛含量测定mg/kg≤10

16有机物含量测定μgC/g≤50

17导热系数W/m.k<0.05

18重金属含量g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。