本實用新型涉及工程車輛技術領域，尤其涉及一種減振裝置及工程車輛。

背景技術：

工程車輛如挖掘機、壓路機、裝載機、平地機等，目前已廣泛應用于建筑、道路、礦山、港口等施工現場，由于工作場地的路面狀況及工作環(huán)境比較惡劣，因而工程車輛在工作的過程中，往往伴隨有巨大的瞬時沖擊，產生低頻振動和晃動。隨著工程機械駕駛員群體不斷擴大，他們對工作環(huán)境的要求也日益提高，這就對駕駛室的舒適性提出了較高的要求。

為了對工程車輛的駕駛室進行隔振，一般采用減振器來阻隔并減弱車架向駕駛室傳遞振動能量，以加速車架與駕駛室振動的衰減，從而改善車輛行駛的平順性，并提高操作人員的舒適性。

現有技術中采用的一種用于隔離駕駛室振動的減振裝置為硅油減振器，其結構如圖1所示，包括：芯軸1a、橡膠體2a、內嵌板3a、殼體4a、阻尼盤5a和硅油6a。其中，芯軸1a用來連接駕駛室，芯軸1a周圍設置有橡膠體2a，內嵌板3a設置在橡膠體2a中，阻尼盤5a安裝在芯軸1a上，芯軸1a及橡膠體2a封閉殼體4a的開口，形成容納硅油6a的腔體，硅油6a用來對芯軸1a和橡膠體2a提供支撐。

此種硅油減振器雖然能夠對駕駛室的振動起到衰減作用，但是在實際應用中仍然至少存在以下缺點之一：

(1)不能有效隔離振動，也未從根本上解決工程車輛工作過程中駕駛室產生低頻晃動的問題；

(2)此種硅油減振器剛度固定，難以適應工程車輛在行駛尤其作業(yè)過程中復雜工況的需求，難以最大限度地提升工程車輛的舒適性。

(3)硅油減振器的動態(tài)特性受溫度影響較大，其剛度和阻尼隨溫度的增加而降低，硅油減振裝置長時間在大載荷、大沖擊下作業(yè)時，隔振效果會明顯下降。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提出一種減振裝置及工程車輛，該減振裝置用于工程車輛時能夠更加有效地隔離工程車輛行駛和工作過程中產生的振動。

為實現上述目的，本實用新型第一方面提供了一種減振裝置，包括殼體和橡膠彈簧，所述橡膠彈簧包括芯軸和貼合包圍在所述芯軸外周的橡膠體，所述橡膠彈簧至少部分設在所述殼體內，且底部與所述殼體內壁之間形成第一腔體，所述芯軸的外端用于與隔振對象連接，所述芯軸內端連接有設在所述第一腔體內的第一彈性結構，所述第一彈性結構位于所述第一腔體內，和/或所述橡膠體中設有第二彈性結構。

進一步地，所述第一彈性結構為金屬彈簧，所述金屬彈簧的一端與所述芯軸的內端連接，另一端抵靠在所述殼體的內底面上。

進一步地，所述金屬彈簧為螺旋彈簧，所述螺旋彈簧的直徑從所述芯軸的內端至所述殼體的內底面逐漸增大。

進一步地，所述第二彈性結構為空氣彈簧，所述橡膠體內設有與所述第一腔體連通的第二腔體，所述空氣彈簧包括填充在所述第二腔體內的氣體。

進一步地，所述橡膠彈簧還包括至少部分嵌設在所述橡膠體內的嵌入件，所述嵌入件包括第一加強部，所述第一加強部位于所述第二腔體與所述橡膠體的底面之間。

進一步地，所述嵌入件還包括側壁部和第二加強部，所述側壁部的兩端分別與所述第一加強部和第二加強部連接，所述側壁部呈筒狀且圍繞在所述第二腔體側面的外周，所述第一加強部和第二加強部水平設置，所述第二加強部部分伸出所述橡膠體，用于與所述殼體共同形成與所述固定基體連接的安裝部。

進一步地，所述第一腔體內填充有阻尼液體，所述阻尼液體填充至與所述橡膠體的下表面齊平。

進一步地，還包括阻尼盤，所述阻尼盤連接于所述芯軸的內端且浸沒在所述阻尼液體中，所述阻尼盤上設有阻尼孔，用于形成在所述芯軸隨隔振對象運動時供阻尼液體往復流動的通道。

進一步地，所述阻尼盤的外輪廓與所述殼體的內側壁之間，以及所述阻尼盤的上表面與所述橡膠體的下表面之間均具有間隙。

進一步地，所述阻尼盤包括盤底和側壁向外傾斜的盤沿，所述阻尼孔設在所述盤底上，所述阻尼盤開口向下套設在所述芯軸內端。

為實現上述目的，本實用新型第二方面提供了一種工程車輛，包括上述實施例所述的減振裝置。

基于上述技術方案，本實用新型實施例的減振裝置，在芯軸內端連接有設在第一腔體內的第一彈性結構，和/或橡膠體內設有第二彈性結構，該減振裝置將橡膠彈簧與其它彈性結構在結構上進行有機的組合，在采用橡膠彈簧進行減振的基礎上，增加了其它彈性結構進一步吸收振動，能夠提高隔振率，從而更加有效地對隔振對象產生的振動進行隔離。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為現有技術中減振裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型減振裝置的一個實施例的剖視圖；

圖3為圖2所示減振裝置的俯視圖；

圖4為圖2所示減振裝置的立體圖；

圖5為圖2所示減振裝置中橡膠彈簧的剖視圖；

圖6為圖2所示減振裝置中嵌入件的一個實施例的結構示意圖。

附圖標記說明

1a、芯軸；2a、橡膠；3a、內嵌板；4a、殼體；5a、阻尼盤；6a、硅油；

1、芯軸；2、橡膠體；3、第二腔體；4、嵌入件；5、密封件；6、殼體；7、阻尼盤；8、第一腔體；9、阻尼液體；10、螺旋彈簧；21、凹槽；41、第一加強部；42、側壁部；43、第二加強部；44、安裝孔；61、卡合部；71、盤底；72、盤沿；73、阻尼孔。

具體實施方式

以下詳細說明本實用新型。在以下段落中，更為詳細地限定了實施例的不同方面。如此限定的各方面可與任何其他的一個方面或多個方面組合，除非明確指出不可組合。尤其是，被認為是優(yōu)選的或有利的任何特征可與其他一個或多個被認為是優(yōu)選的或有利的特征組合。

本實用新型中出現的“第一”、“第二”等用語僅是為了方便描述，以區(qū)分具有相同名稱的不同組成部件，并不表示先后或主次關系。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“內”、“外”、“上”、“下”、“左”和“右”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型，而不是指示或暗示所指的裝置必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型保護范圍的限制。

如圖2所示，本實用新型提出了一種改進的減振裝置，在一個示意性的實施例中，包括殼體6和橡膠彈簧，橡膠彈簧包括芯軸1和貼合包圍在芯軸1外周的橡膠體2，橡膠彈簧至少部分設在殼體6內，且底部與殼體6內壁之間圍合形成第一腔體8，芯軸1的外端(露出殼體6外的一端)用于與隔振對象連接，殼體6用于與固定基體連接，芯軸1內端(位于殼體6的一端)連接有設在第一腔體8內的第一彈性結構，或者橡膠體2中設置第二彈性結構，或者第一彈性結構和第二彈性結構同時設置。例如，若要對工程車輛的駕駛室進行減振，則隔振對象為駕駛室，固定基體為車架或車架上的基座。

其中，第一彈性結構能夠在芯軸1隨隔振對象往復運動時起到減振作用，第一彈性結構相當于與橡膠彈簧串聯(lián)設置。第二彈性結構能夠在芯軸1隨隔振對象往復運動使橡膠彈簧發(fā)生變形的同時起到減振作用。此種減振裝置將第一彈性結構和/或第二彈性結構與橡膠彈簧進行有機組合，在采用橡膠彈簧進行減振的基礎上，增加了其它彈性結構進一步吸收振動，能夠提高隔振率，從而更加有效地隔離隔振對象產生的振動。

在該實施例中，第一彈性結構為金屬彈簧，金屬彈簧的一端與芯軸1的內端連接，另一端可以抵靠在殼體6的內底面上，金屬彈簧在減振裝置內處于壓縮狀態(tài)。芯軸1的外端與隔振對象連接后處于初始狀態(tài)(未受到振動)時，芯軸1將受到外載荷作用而使減振裝置產生預壓縮變形，并使減振裝置內部的結構平衡在某一位置，在此過程中金屬彈簧相對于芯軸1未連接隔振對象時的狀態(tài)產生進一步的壓縮變形。當隔振對象受到低頻振動沖擊時，芯軸1隨隔振對象往復運動，從而帶動金屬彈簧相對于初始狀態(tài)下的平衡位置反復改變壓縮量大小，以吸收振動產生的能量，從而對隔振對象所承受的振動進行緩沖。

金屬彈簧的剛度較大，在自身變形過程中產生的阻尼以及對振動帶來的幅值衰減較小，主要起到緩和沖擊的作用。金屬彈簧與橡膠彈簧串聯(lián)設置，有利于減小減振裝置的整體剛度，能夠有效地隔離低頻振動。金屬彈簧的剛度可根據承載的需求進行調整，以適應不同工況的需求。

優(yōu)選地，金屬彈簧為螺旋彈簧10，螺旋彈簧10的直徑從芯軸1的內端至殼體6的內底面逐漸增大?？商娲?，金屬彈簧也可選擇蝶形彈簧、板彈簧等。金屬彈簧隨著芯軸1往復運動產生壓縮變形的過程中，金屬彈簧的剛度隨著載荷的增大而變大，使減振裝置的整體剛度逐漸變大，能夠根據承載的需求進行自動調節(jié)，以滿足不同載荷下的減振需求。若該減振器用于工程車輛中，能夠較好地適應工程車輛在行駛和作業(yè)過程中復雜工況的需求，并提升工程車輛的舒適性。

可選地，根據金屬彈簧可采用的材料，金屬彈簧可以為鋼彈簧(例如彈簧鋼和不銹鋼)、銅彈簧等，所有可形成彈簧的金屬材料制成的彈簧均在本實用新型的保護范圍之內。

如圖2所示，第二彈性結構為空氣彈簧，橡膠體2內設有與第一腔體8連通的第二腔體3，空氣彈簧包括填充在第二腔體3內的氣體，例如空氣或其它類型的氣體。具體地，第二腔體3可以設計為環(huán)繞芯軸1設置的整體式空腔，或者環(huán)繞芯軸設置的多個分離式空腔，橡膠體2在第二腔體3部分靠近芯軸1的側壁與芯軸1之間仍具有壁厚，能夠提高橡膠體2與芯軸1的結合強度。橡膠體2在第二腔體3部分與芯軸1連接的壁厚從芯軸1外端至內端遞減，以便形成第一腔體8與第二腔體3的連通部分，該連通部分可以是設在橡膠體2內表面的環(huán)繞芯軸1的空腔。

芯軸1在隨著隔振對象往復運動時，帶動橡膠體2發(fā)生剪切變形，同時使得第二腔體3的容積增大或減小，以對振動幅值進行阻尼衰減。空氣彈簧能夠設計較低的剛度值，具有較好的低頻隔振性能；而且空氣彈簧具有較理想的非線性彈性特性，可根據振動特性的需求通過第二腔體3大小或形狀的設計獲得相應的彈性特性曲線；另外空氣彈簧的剛度會隨著載荷的增大而變大。如果該減振裝置用于工程車輛時，可適應車輛在不同載荷下工作的隔振需求，使車輛運行更加平穩(wěn)。

優(yōu)選地，第二腔體3設在橡膠體2厚度方向的中部位置，以盡量減小對橡膠體2整體剛度的影響。

考慮到在橡膠體2上開設第二腔體3會影響橡膠體2的剛度，為了在此基礎上對橡膠體2進行加強，結合圖2、圖5和圖6，橡膠彈簧還可包括至少部分嵌設在橡膠體2內的嵌入件4，嵌入件4包括第一加強部41，第一加強部41位于第二腔體3與橡膠體2的底面之間，能夠加強橡膠體2位于第二腔體3下部區(qū)域的剛度。

進一步地，嵌入件4還包括側壁部42和第二加強部43，側壁部42的兩端分別與第一加強部41和第二加強部43連接，連接部分可設置過渡圓角，側壁部42呈筒狀且圍繞在第二腔體3側面的外周，第一加強部41和第二加強部43水平設置，第二加強部43部分伸出橡膠體2，用于與殼體6共同形成與固定基體連接的安裝部。從圖6可以看到，嵌入件4整體形成中心開孔的圓筒形盤式結構，嵌入件4與芯軸1同軸設置。

在圖3和圖4所示的減振裝置中，殼體6的主體部分為頂部開口、底部封閉的圓筒形結構，開口端處設有向外彎折的外輪廓為方形的翻邊，第二加強部43伸出橡膠體2部分的外輪廓也為方形，第二加強部43位于殼體6的翻邊之上且與殼體6貼合，以形成減振裝置的安裝法蘭，安裝法蘭的四個角上設有安裝孔44，用于通過緊固件將減振裝置安裝在固定基體上。為了將殼體6的翻邊和第二加強部43固定在一起，在殼體6翻邊的外邊緣可局部設置卡合部61，具體地，卡合部61可以是L形的卡鉤，水平部限位在第二加強部43的上表面，豎直部貼設在殼體6翻邊和第二加強部43的側面。

在上述實施例的基礎上，橡膠彈簧的底部與殼體6內壁之間圍合形成封閉的第一腔體8，在第一腔體8內填充有阻尼液體9，例如阻尼液體9可選擇硅油或者其它黏性液體等，阻尼液體9填充至與橡膠體2的下表面齊平。由于阻尼液體9的不可壓縮性，可對橡膠彈簧在減振過程中提供支撐。為了防止阻尼液體9的泄露，在橡膠體2的側壁與殼體6的內壁之間設有密封件5，例如，密封件5為環(huán)形的密封圈。

為了能夠利用阻尼液體9實現減振，如圖2所示，本實用新型的減振裝置還包括阻尼盤7，阻尼盤7連接于芯軸1的內端且浸沒在阻尼液體9中，金屬彈簧位于阻尼盤7的下部，阻尼盤7上設有阻尼孔73，用于形成在芯軸1隨隔振對象運動時供阻尼液體9往復流動的通道。當阻尼液體9在阻尼孔73中往復流動時，能夠利用阻尼孔73的節(jié)流阻尼作用消耗振動能量。

該實施例能夠利用阻尼液體9的來回流動與氣體的往復壓縮，增加了阻尼，可有效地抑制共振幅值，加快了低頻沖擊載荷的衰減。如果該減振裝置用在工程車輛中，可有效解決現有駕駛室出現晃動的問題?？諝鈴椈稍诠ぷ鲿r，由于阻尼液體9的不可壓縮特性，隨著振動載荷量的增加，橡膠體2發(fā)生剪切變形，使第二腔體3的容積減小，空氣彈簧的剛度增加，此時空氣彈簧的承載能力也相應增加；當振動載荷量減小時，空氣彈簧的承載能力也相應減小。這樣，通過機械能對壓縮空氣做功，使振動發(fā)生平穩(wěn)的柔性傳遞，從而使振動幅值得到有效的抑制。

優(yōu)選地，阻尼盤7與芯軸1同軸設置，多個阻尼孔73在阻尼盤7沿圓周方向均勻分布，以使阻尼液體9在流動過程中作用于阻尼盤7的力在周向上保持一致，使減振裝置在周向上各處的減振效果更均衡。

優(yōu)選地，阻尼盤7的外輪廓與殼體6的內側壁之間，以及阻尼盤7的上表面與橡膠體2的下表面之間均具有間隙，以保證阻尼盤7在往復運動的過程中，阻尼液體9能夠流動順暢。

在一種具體的結構中，阻尼盤7為圓盤式結構，包括盤底71和側壁向外傾斜的盤沿72，阻尼孔73設在盤底71上，盤底71上還設有安裝孔，以使阻尼盤7通過安裝孔套設在芯軸1的內端。阻尼盤7與芯軸1可通過過盈配合連接，也可以將阻尼盤7嵌設在芯軸1內端的環(huán)槽中。優(yōu)選地，阻尼盤7開口向下套設在芯軸1內端，這是由于阻尼盤7向下運動時減振裝置的剛度較小，向上運動時減振裝置的剛度較大，振動過程中芯軸1可帶動阻尼盤7向下運動較大的幅度，阻尼盤7開口向下，具有更好的阻尼效果。

在本實用新型更優(yōu)的實施例中，仍參考圖2，殼體6為圓筒結構，相應地，橡膠體2為圓柱形結構，且同軸套設在芯軸1的外表面，而且橡膠體2位于殼體6外的上端面A高于芯軸1的上端面B，橡膠體2的上端面設有凹槽21，凹槽21環(huán)繞設在芯軸1的外周，凹槽21的外邊沿形成在橡膠體2的上端面A，按照圓弧形設置凹槽21后，內邊沿過渡連接至芯軸1的外端面B。

在該實施例中，當減振裝置承受的載荷和沖擊作用較大時，芯軸1會產生較大的軸向位移。在芯軸1向下運動使金屬彈簧壓縮時，足以引起隔振對象接觸到橡膠體2的上端面A，接觸以后，減振裝置壓縮時的剛度主要由橡膠體2的壓縮變形提供，由于橡膠體2壓縮變形時剛度較大，因而能夠起到軸向限位和緩沖的作用，以限制減振裝置在軸向產生較大的壓縮位移。在芯軸1向上運動使金屬彈簧的壓縮量減小時，足以引起阻尼盤7接觸到橡膠體2的下端面，接觸以后，減振裝置拉伸時的剛度主要由阻尼盤7、橡膠體2位于第二腔體3下面的部分以及嵌入件4共同作用，由于阻尼盤7、橡膠體2下部及嵌入件4的剛度均較大，而且嵌入件4的第一加強部41能夠對阻尼盤7進行支撐，此時將同樣起到軸向限位和緩沖的作用，以限制減振裝置在軸向產生較大的拉伸位移。因而該實施例能夠減少隔振對象產生低頻晃動，增加穩(wěn)定性。

下面以圖2所示的具體實施例來說明本實用新型減振裝置的工作原理和優(yōu)點。該減振裝置將空氣彈簧、金屬彈簧、橡膠彈簧與阻尼液體9在結構上有機地組合在一起，發(fā)揮了各自的優(yōu)點，具有較低的隔振剛度，較低的固有頻率，較大的阻尼，能夠提高隔振率，有效隔離低頻振動。而且，本實用新型的減振裝置受到空氣彈簧、金屬彈簧、橡膠彈簧與阻尼液體9的綜合作用，能夠在受到較大的載荷或沖擊時，迅速衰減振動能量，相比于現有技術的減振器來說，動態(tài)響應更迅速，衰減時間短，溫度上升慢，因而該減振裝置長時間在較大的載荷或沖擊下作業(yè)時，隔振效果也不會明顯下降。

上面在給出各實施例時只是為了描述方便，將某一結構歸入某一種特定的減振結構中，但其實不同的減振結構之間可能會共用一些結構件。例如，圖2中的橡膠彈簧可包括芯軸1、橡膠體2和嵌入件4；空氣彈簧可包括橡膠體2、第二腔體3內的氣體和阻尼液體9。

若要在工程車輛中安裝本實用新型的減振裝置來吸收駕駛室的振動，在使用時，將減振裝置的殼體6通過安裝孔44固定在車架或基座上，芯軸1的上端與駕駛室底部連接，此時減振裝置將受到一個預載荷作用而產生預壓縮變形，此時橡膠彈簧、阻尼盤7、金屬彈簧將平衡在某一位置。

當車架或基座上有低頻振動沖擊時，首先會帶動減振裝置中的芯軸1上下往復運動，使橡膠體2產生剪切變形，第二腔體3的容積就會隨著增大或減小，由于阻尼液體9不可壓縮，此時橡膠體2、第二腔體3內的氣體及阻尼液體9形成空氣彈簧，同時芯軸1上下運動使金屬彈簧的變形量發(fā)生變化，由于金屬彈簧在壓縮時的剛度隨著載荷增加而變大，從而使減振裝置整體剛度逐漸變大，以適應對不同載荷進行減振的需求。

當阻尼盤7處于有效的行程內，即阻尼盤7接觸橡膠體2的下表面之前，芯軸1的往復運動能夠使橡膠體2的剪切變形、金屬彈簧的壓縮變形及空氣彈簧氣體的壓縮共同為減振裝置提供所需的剛度。而且，芯軸1的往復運動帶動阻尼盤7上下運動，使阻尼液體9通過阻尼盤7上的阻尼孔73來回流動，同時第二腔體3中的氣體往復壓縮也與阻尼液體9的流動一起共同提供所需阻尼，可以使振動發(fā)生平穩(wěn)的柔性傳遞，起到隔離低頻振動和迅速衰減振動能量的作用。

此外，本實用新型還提供了一種工程車輛，包括上述實施例所述的減振裝置。優(yōu)選地，減振裝置安裝在駕駛室下方，用于減弱駕駛室受到的振動。可替代地，減振裝置也可安裝在工程車輛中其它需要減振的部位。

對于在駕駛室下方安裝本實用新型減振裝置的工程車輛，至少可具備以下優(yōu)點之一：

(1)由于本實用新型的減振裝置將空氣彈簧、金屬彈簧、橡膠彈簧與阻尼液體9有機組合在一起，可有效地緩沖低頻振動，并迅速衰減振動能量，因而能夠阻隔并減弱車架向駕駛室傳遞的振動能量，加速振動的衰減，以改善工程車輛行駛的平順性及提高操作人員的舒適性。

(2)減振裝置通過空氣彈簧的往復壓縮和阻尼液體9的來回流動，可對振動進行阻尼衰減的同時使振動發(fā)生平穩(wěn)的柔性傳遞，能夠有效減小駕駛室低頻晃動對人體的影響。

(3)減振裝置中設置了變剛度的金屬彈簧，其剛度可隨載荷大小自動調節(jié)，能夠滿足工程車輛在多種工況下的減振需求。

(4)在工程車輛遇到較大的動載荷和沖擊載荷時，減振裝置能夠對駕駛室起到軸向限位和緩沖作用，防止沖擊載荷對駕駛室與車體的連接部位造成損害。

以上對本實用新型所提供的一種減振裝置及工程車輛進行了詳細介紹。本文中應用了具體的實施例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。