動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置。其技術方案是：橡膠彈簧(3)的中間位置處同軸心地嵌入連接骨架(2)內，橡膠彈簧(3)的開口端通過鋼圈(4)與懸置殼體(5)的開口端相向固定連接。外鋼管(11)和內鋼管(12)的上端面和下端面與連接骨架(2)的下平面和底板(10)的上平面同軸心地對應連接，阻尼腔(15)中裝有鋼珠(14)，鋼珠(14)的裝入量為阻尼腔(15)容積的50～80%。外鋼管(11)外壁安裝有電磁線圈(13)，電磁線圈(13)位于底板(10)的上平面；電磁線圈(13)通過固定在懸置殼體(5)上的線圈插座(6)外接懸置總成的控制器，線圈插座(6)固定在懸置殼體(5)上。本發(fā)明具有結構簡單可靠、制造方便和成本低的特點，且具有寬頻隔振、減振和降噪的性能。
【專利說明】動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車零部件【技術領域】。尤其涉及一種動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置。

【背景技術】
[0002]近年來，汽車設計向輕型化和經濟型發(fā)展，但少缸、大功率發(fā)動機和輕量化車架(車身)的應用會導致由發(fā)動機傳遞至車身的振動加劇，使車內的振動和噪聲特性惡化。特別是采用平衡性較差的四缸四行程發(fā)動機的發(fā)動機前置一前輪驅動式轎車，動力總成的振動對汽車乘坐舒適性的影響越來越突出。與此同時，人們對乘坐舒適性的要求又不斷地提高。為了解決這些矛盾，必須提高動力總成懸置裝置對動力總成與車體間振動傳遞的隔離效果，才能有效地降低車身振動和車內噪聲。
現有動力總成懸置裝置分為普通橡膠懸置、液阻型橡膠懸置、半主動懸置和主動懸置。
[0003]普通橡膠懸置雖然結構簡單、成本低，但由于剛度偏大、阻尼不足和高頻動態(tài)硬化等缺點，難以滿足汽車動力總成在較寬頻率范圍內對懸置系統(tǒng)的隔振要求。
[0004]液阻型橡膠懸置常見的有節(jié)流孔型、慣性通道型、慣性通道一固定解耦膜型、慣性通道一活動解耦膜型多種結構形式，結合了橡膠阻尼和液體阻尼的特性，性能較普通橡膠懸置有很大提高，但只能在一定頻段范圍內隔振效果明顯，且容易在高頻時產生動態(tài)硬化，無法滿足現代中高級轎車的減振要求。
[0005]半主動懸置常見的是半主動式液阻懸置，該裝置可根據汽車的運行工況實時調節(jié)懸置的動態(tài)特性，能實現寬頻隔振、減振和降噪，具有優(yōu)于被動式液阻懸置的隔振性能。但由于半主動式液阻懸置較被動式液阻懸置增加了控制單元和執(zhí)行機構，存在結構較復雜、成本高和占用空間大的問題，沒有被廣泛采用。
[0006]主動懸置則是通過作動器直接產生動態(tài)力以抵消作用在懸置上的振動力，使發(fā)動機和車體間傳遞的動態(tài)力大大減小，從而獲得最佳隔振效果。主動懸置的響應速度快，其隔振性能比半主動懸置更好，但存在系統(tǒng)復雜、功率消耗大、成本高、可靠性較低和安裝不便的缺點，目前在實車上還很少應用。


【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種結構簡單可靠、制造方便、成本低的動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置，該裝置能根據汽車的運行工況實時調節(jié)懸置的動態(tài)特性，實現寬頻隔振、減振和降噪。
[0008]為實現上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:連接骨架的上平面固定有上連接螺栓，橡膠彈簧的中間位置處同軸心地嵌入連接骨架內，橡膠彈簧開口端的外壁與鋼圈硫化粘接，橡膠彈簧的開口端通過鋼圈與懸置殼體的開口端相向固定連接。懸置殼體底部的內側設有緩沖墊，懸置殼體的殼體開有連通孔，懸置殼體底部的外側固定有下連接螺栓。
[0009]外鋼管的下端和內鋼管的下端同軸心地粘接在底板的上平面，外鋼管的上端和內鋼管的上端同軸心地焊接在連接骨架的下平面，內鋼管位于外鋼管內。內鋼管外壁、外鋼管內壁、連接骨架和底板10間的封閉容積構成阻尼腔，阻尼腔中裝有鋼珠，鋼珠的裝入量為阻尼腔容積的50?80%。
[0010]內鋼管內裝有電磁鐵芯，外鋼管外壁安裝有電磁線圈，電磁線圈位于底板的上平面。電磁線圈通過固定在懸置殼體上的線圈插座外接懸置總成的控制器，線圈插座固定在懸置殼體上。
[0011]上連接螺栓、連接骨架、橡膠彈簧、鋼圈、懸置殼體、緩沖墊、下連接螺栓、底板、夕卜鋼管、內鋼管、電磁線圈，電磁鐵芯同軸心設置。
[0012]所述連接骨架為上下兩塊形狀相同，截面形狀呈“工”字形。
[0013]所述橡膠彈簧呈碗狀，材質為天然橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠和丁基橡膠中的一種。
[0014]所述懸置殼體呈碗狀，材質為鋼材。
[0015]所述鋼珠的直徑為0.05?5mm。
[0016]所述電磁線圈的導線截面積為0.53?1.0mm2,匝數為200?1000，工作電壓為12V或24V，工作電流的幅值為0.5?5A、頻率為20?200HZ。
[0017]所述電磁鐵芯的材質為鐵氧體軟磁材料。
[0018]所述外鋼管的高度與內鋼管的高度相同；外鋼管的形狀與內鋼管形狀相似，均為圓管、或均為橢圓形管、或均為多邊形管。
[0019]由于采用上述技術方案，本發(fā)明與現有技術相比，具有如下積極效果:
本發(fā)明由上連接螺栓、連接骨架、橡膠彈簧、鋼圈、懸置殼體和下連接螺栓組成的橡膠隔振器保證了懸置總成的安裝要求，提供了支承動力總成所需的靜剛度。在橡膠隔振器內部安裝一種由電磁力控制的、阻尼大小可調的顆粒阻尼器。顆粒阻尼器由底板、外鋼管、內鋼管、電磁線圈、鋼珠、阻尼腔和電磁鐵芯構成。內鋼管位于外鋼管中央，內鋼管和外鋼管的上端焊接在與橡膠彈簧硫化粘接在一起的連接骨架的下平面，下端粘接在底板上。內鋼管外壁、外鋼管內壁、連接骨架和底板之間的封閉容積形成了阻尼腔，在阻尼腔中裝入鋼珠，在外鋼管外壁裝有電磁線圈，在內鋼管內裝有電磁鐵芯。故結構簡單可靠、制造方便和成本低。
[0020]在動力總成工作時，其振動會引起由橡膠彈簧，鋼圈和懸置殼體形成的密閉空腔的容積發(fā)生變化，連通孔可使所述密閉空腔與大氣連通，防止壓力升高。在懸置殼體底部內側的緩沖墊能防止底板和懸置殼體撞擊導致顆粒阻尼器損壞。動力總成的振動會引起鋼珠的跳動，在鋼珠之間產生碰撞和摩擦，同時，鋼珠與阻尼腔內壁之間亦產生碰撞和摩擦，產生阻尼力，改變懸置總成的動剛度。
[0021]當動力總成低頻、大振幅振動時，這種阻尼力比較小，還達不到理想的隔振效果，此時，在電磁線圈內通入交變電流，使其產生交變電磁場，在電磁力的作用下，鋼珠的振動會加劇，鋼珠之間的碰撞與摩擦以及鋼珠與阻尼腔內壁之間的碰撞與摩擦產生的阻尼力增大，使動力總成懸置具有較大的動剛度，以抑制動力總成大幅振動。當動力總成高頻、小振幅振動時，電磁線圈內通入的電流為零,此時鋼珠的振動很小,其產生的阻尼力也很小,使動力總成懸置具有較小的動剛度，以衰減動力總成的高頻振動。因此，根據汽車的行駛工況與動力總成的振動狀況，控制通入電磁線圈中交變電流幅值和頻率的大小，使顆粒阻尼器產生合適的阻尼作用，可調節(jié)動力總成懸置的動剛度，使其具有低頻高動剛度和大阻尼、高頻低動剛度和小阻尼的理想動態(tài)特性。
[0022]因此，本發(fā)明具有結構簡單可靠、制造方便和成本低的特點，且具有寬頻隔振、減振和降噪的性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的一種結構示意圖。

【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖1和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。
[0025]實施例1
一種動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置。如圖1所示:本實施例的上連接螺栓I與動力總成連接，下連接螺栓8與車架連接。連接骨架2的上平面固定有上連接螺栓1，橡膠彈簧3的中間位置處同軸心地嵌入連接骨架2內，橡膠彈簧3開口端的外壁與鋼圈4硫化粘接，橡膠彈簧3的開口端通過鋼圈4與懸置殼體5的開口端相向固定連接。懸置殼體5底部的內側設有緩沖墊7，懸置殼體5的殼體開有連通孔9，懸置殼體5底部的外側固定有下連接螺栓8。
[0026]外鋼管11的下端和內鋼管12的下端同軸心地粘接在底板10的上平面，外鋼管11的上端和內鋼管12的上端同軸心地焊接在連接骨架2的下平面，內鋼管12位于外鋼管11內。內鋼管12外壁、外鋼管11內壁、連接骨架2和底板10間的封閉容積構成阻尼腔15，阻尼腔15中裝有鋼珠14，鋼珠14的裝入量為阻尼腔15容積的50?60%。
[0027]內鋼管12內裝有電磁鐵芯16，外鋼管11外壁安裝有電磁線圈13，電磁線圈13位于底板10的上平面。電磁線圈13通過固定在懸置殼體5上的線圈插座6外接懸置總成的控制器，線圈插座6固定在懸置殼體5上。
[0028]上連接螺栓1、連接骨架2、橡膠彈簧3、鋼圈4、懸置殼體5、緩沖墊7、下連接螺栓
8、底板10、外鋼管11、內鋼管12、電磁線圈13,電磁鐵芯16同軸心設置。
[0029]所述連接骨架2為上下兩塊形狀相同，截面形狀呈“工”字形。
[0030]所述橡膠彈簧3呈碗狀，材質為天然橡膠。
[0031]所述懸置殼體5呈碗狀，材質為鋼材。
[0032]所述鋼珠14的直徑為0.0.05?0.1mm。
[0033]所述電磁線圈13的導線截面積為0.53?1.0mm2,匝數為200?1000，工作電壓為12V，工作電流的幅值為0.5?5A、頻率為20?200HZ。
[0034]所述電磁鐵芯15的材質為鐵氧體軟磁材料。
[0035]所述外鋼管11的高度與內鋼管12的高度相同。外鋼管11的形狀與內鋼管12形狀相似，均為圓管。
[0036]實施例2
一種動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置。除下述技術參數外，其余與實施例1相同。
[0037]所述鋼珠14的直徑為0.1?1mm。
[0038]所述橡膠彈簧3的材質為丁腈橡膠。
[0039]所述鋼珠14的裝入量為阻尼腔15容積的60?70%。
[0040]所述外鋼管11的形狀與內鋼管12的形狀均為橢圓形管。
[0041]實施例3
一種動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置。除下述技術參數外，其余與實施例1相同。
[0042]所述電磁線圈13的工作電壓為24V。
[0043]所述鋼珠14的直徑為I?3mm。
[0044]所述橡膠彈簧3的材質為氯丁橡膠。
[0045]所述鋼珠14的裝入量為阻尼腔15容積的70?80%。
[0046]所述外鋼管11的形狀與內鋼管12的形狀均為多邊形管。
[0047]實施例4
一種動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置。除下述技術參數外，其余與實施例1相同。
[0048]所述電磁線圈13的工作電壓為24V。
[0049]所述鋼珠14的直徑為2?5mm。
[0050]所述橡膠彈簧3的材質為丁基橡膠。
[0051]本【具體實施方式】與現有技術相比，具有如下積極效果:
本【具體實施方式】由上連接螺栓1、連接骨架2、橡膠彈簧3、鋼圈4、懸置殼體5和下連接螺栓8組成的橡膠隔振器保證了懸置總成的安裝要求，提供了支承動力總成所需的靜剛度。在橡膠隔振器內部安裝一種由電磁力控制的、阻尼大小可調的顆粒阻尼器。顆粒阻尼器由底板10、外鋼管11、內鋼管12、電磁線圈13、鋼珠14、阻尼腔15和電磁鐵芯16構成。內鋼管12位于外鋼管11中央，內鋼管12和外鋼管11的上端焊接在與橡膠彈簧3硫化粘接在一起的連接骨架2的下平面，下端粘接在底板10上。內鋼管12外壁、外鋼管11內壁、連接骨架2和底板10之間的封閉容積形成了阻尼腔15，在阻尼腔15中裝入鋼珠14，在外鋼管11外壁裝有電磁線圈13，在內鋼管12內裝有電磁鐵芯16。故結構簡單可靠、制造方便和成本低。
[0052]在動力總成工作時，其振動會引起由橡膠彈簧3，鋼圈4和懸置殼體5形成的密閉空腔的容積發(fā)生變化，連通孔9可使所述密閉空腔與大氣連通，防止壓力升高。在懸置殼體5底部內側的緩沖墊7能防止底板10和懸置殼體5撞擊導致顆粒阻尼器損壞。動力總成的振動會引起鋼珠14的跳動，在鋼珠14之間產生碰撞和摩擦，同時，鋼珠14與阻尼腔15內壁之間亦產生碰撞和摩擦，產生阻尼力，改變懸置總成的動剛度。
[0053]當動力總成低頻、大振幅振動時，這種阻尼力比較小，還達不到理想的隔振效果，此時，在電磁線圈13內通入交變電流，使其產生交變電磁場，在電磁力的作用下，鋼珠14的振動會加劇，鋼珠14之間的碰撞與摩擦以及鋼珠14與阻尼腔15內壁之間的碰撞與摩擦產生的阻尼力增大，使動力總成懸置具有較大的動剛度，以抑制動力總成大幅振動。當動力總成高頻、小振幅振動時，電磁線圈13內通入的電流為零，此時鋼珠14的振動很小，其產生的阻尼力也很小，使動力總成懸置具有較小的動剛度，以衰減動力總成的高頻振動。因此，根據汽車的行駛工況與動力總成的振動狀況，控制通入電磁線圈中交變電流幅值和頻率的大小，使顆粒阻尼器產生合適的阻尼作用，可調節(jié)動力總成懸置的動剛度，使其具有低頻高動剛度和大阻尼、高頻低動剛度和小阻尼的理想動態(tài)特性。
[0054]因此，本【具體實施方式】具有結構簡單可靠、制造方便和成本低的特點，且具有寬頻隔振、減振和降噪的性能。
【權利要求】
1.一種動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置，其特征在于:連接骨架(2)的上平面固定有上連接螺栓(1)，橡膠彈簧(3)的中間位置處同軸心地嵌入連接骨架(2)內，橡膠彈簧(3)開口端的外壁與鋼圈⑷硫化粘接，橡膠彈簧(3)的開口端通過鋼圈⑷與懸置殼體(5)的開口端相向固定連接；懸置殼體(5)底部的內側設有緩沖墊(7)，懸置殼體(5)的殼體開有連通孔(9)，懸置殼體(5)底部的外側固定有下連接螺栓(8)； 外鋼管(11)的下端和內鋼管(12)的下端同軸心地粘接在底板(10)的上平面，外鋼管(11)的上端和內鋼管(12)的上端同軸心地焊接在連接骨架(2)的下平面，內鋼管(12)位于外鋼管(11)內；內鋼管(12)外壁、外鋼管(11)內壁、連接骨架(2)和底板(10)間的封閉容積構成阻尼腔(15)，阻尼腔(15)中裝有鋼珠(14)，鋼珠(14)的裝入量為阻尼腔(15)容積的50?80% ； 內鋼管(12)內裝有電磁鐵芯(16)，外鋼管(11)外壁安裝有電磁線圈(13)，電磁線圈(13)位于底板(10)的上平面；電磁線圈(13)通過固定在懸置殼體(5)上的線圈插座(6)外接懸置總成的控制器，線圈插座￠)固定在懸置殼體(5)上； 上連接螺栓(I)、連接骨架(2)、橡膠彈簧(3)、鋼圈(4)、懸置殼體(5)、緩沖墊(7)、下連接螺栓(8)、底板(10)、外鋼管(11)、內鋼管(12)、電磁線圈(13)，電磁鐵芯(16)同軸心設置。
2.根據權利要求1所述的動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置，其特征在于所述連接骨架(2)為上下兩塊形狀相同，截面形狀呈“工”字形。
3.根據權利要求1所述的動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置，其特征在于所述橡膠彈簧(3)呈碗狀，材質為天然橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠和丁基橡膠中的一種。
4.根據權利要求1所述的動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置，其特征在于所述懸置殼體(5)呈碗狀，材質為鋼材。
5.根據權利要求1所述的動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置，其特征在于所述鋼珠(14)的直徑為0.05?5mm。
6.根據權利要求1所述的動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置，其特征在于所述電磁線圈(13)的導線截面積為0.53?1.0mm2，匝數為200?1000，工作電壓為12V或24V，工作電流的幅值為0.5?5A、頻率為20?200HZ。
7.根據權利要求1所述的動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置，其特征在于所述電磁鐵芯(16)的材質為鐵氧體軟磁材料。
8.根據權利要求1所述的動力總成半主動顆粒阻尼橡膠懸置，其特征在于所述外鋼管(11)的高度與內鋼管(12)的高度相同；外鋼管(11)的形狀與內鋼管(12)形狀相似，均為圓管、或均為橢圓形管、或均為多邊形管。
【文檔編號】F16F9/44GK104196944SQ201410426622
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權日:2014年8月27日
【發(fā)明者】胡溧, 楊啟梁, 郭健忠, 游彩霞, 許小偉 申請人:武漢科技大學