一种动力吸振器及其加工工艺的制作方法

本发明涉及汽车零部件技术领域，尤其是一种动力吸振器及其加工工艺。

背景技术：

随着汽车节能化能源要求，汽车向着大扭矩轻量化的方向发展，在技术上增加汽车nvh(振动、噪音、舒适性)的技术难度要求。与此同时，消费者对汽车nvh性能认知不断提升，消费者对汽车主观驾驶nvh特性要求越来越高，由此可见，汽车nvh性能成为汽车重要特性之一。从目前实际运行的情况分析，新型能源汽车电池续航技术有待提高，目前国内汽车动力总成主要以内燃机为主，汽车的减震降噪仍然任重道远。汽车动力总成是汽车主要振动激励源之一，对汽车的乘坐舒适性有很大的影响。

现有的发动机nvh调校时、存在动态特性要求不能满足汽车工况的需要，导致整车nvh调校时不能发现异响的根源，譬如当汽车以80～120km/h行驶时，传统发动机内部容易出现明显的、固频的、重复再现的异响(高频啸叫)。加上国产发动机的设计及制造工艺与发达国家发动机相比确实存在着一定的差异，尤其是主阶次发火激励幅值较大。因此从整车nvh调校角度，提升国产汽车多种工况nvh性能需求(尤其是衰减413hz附近的高频啸叫)，设计一款合理的、经济的、可靠的、实用的新型动力吸振器满足汽车多种动态特性要求十分必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种动力吸振器及其加工工艺，主要解决上述现有技术所存在的问题一：如何有效摔跤汽车高速行驶时产生的高频啸叫的问题。

问题二：如何使得动力吸振器的加工工艺，加工难度低，精度高，故障率低，结构上规避异响衰减的问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种动力吸振器，包括质量块，硫化橡胶和底板，其特征在于：所述质量块与底板之间通过硫化橡胶连接，质量块与硫化橡胶之间、硫化橡胶与底板之间均通过硫化工艺硫化成型。

进一步，所述动力吸振器设有至少一个贯穿质量块和硫化橡胶的圆柱体形的第一孔，设有至少一个贯穿底板的圆柱体形的第二孔，第一孔与第二孔数量相同且一一对应，对应的第一孔的轴线与第二孔的轴线重合，对应的第一孔的截面直径大于第二孔的截面直径。

进一步，所述动力吸振器设有至少一个定位槽。

进一步，所述第一孔和第二孔均为两个，定位槽为一个。

进一步，所述定位槽贯穿质量块、硫化橡胶和底板，定位槽并设置在动力吸振器一角上。

进一步，所述动力吸振器四角呈倒圆结构。

一种动力吸振器的加工工艺，涉及上述一种动力吸振器，加工工艺具体步骤如下：

(1)根据需要衰减的啸叫频率，来选择满足对应衰减的啸叫频率的硫化橡胶硬度；

(2)根据发动机内用于放置动力吸振器的空间大小、质量块的质量要求以及硫化橡胶硬度来确定质量块的形状及密度、硫化橡胶和底板的形状及大小；

(3)将选择后的硫化橡胶与质量块、底板分别进行硫化成型，形成动力吸振器的初步形状，即初步动力吸振器；

(4)在初步动力吸振器上制作两对第一孔和第二孔，每对第一孔和第二孔位置对应。

(5)将初步动力吸振器安装在发动机支架上，进行主观评价和调整后，确定动力吸振器最终状态。

一种动力吸振器的加工工艺，涉及上述一种动力吸振器，加工工艺具体步骤如下：

(1)根据需要衰减的啸叫频率，来选择满足对应衰减的啸叫频率的硫化橡胶硬度；

(2)根据发动机内用于放置动力吸振器的空间大小、质量块的质量要求以及硫化橡胶硬度来确定质量块的形状及密度、硫化橡胶和底板的形状及大小；

(3)将选择后的硫化橡胶与质量块、底板分别进行硫化成型，形成动力吸振器的初步形状，即初步动力吸振器；

(4)在初步动力吸振器上制作两对第一孔和第二孔，每对第一孔和第二孔位置对应；

(5)在初步动力吸振器上制作定位槽。

(6)将初步动力吸振器安装在发动机支架上，进行主观评价和调整后，确定动力吸振器最终状态。

一种动力吸振器的加工工艺，涉及上述一种动力吸振器，加工工艺具体步骤如下：

(1)根据需要衰减的啸叫频率，来选择满足对应衰减的啸叫频率的硫化橡胶硬度；

(2)根据发动机内用于放置动力吸振器的空间大小、质量块的质量要求以及硫化橡胶硬度来确定质量块的形状及密度、硫化橡胶和底板的形状及大小；

(3)将选择后的硫化橡胶与质量块、底板分别进行硫化成型，形成动力吸振器的初步形状，即初步动力吸振器；

(4)在初步动力吸振器上制作两对第一孔和第二孔，每对第一孔和第二孔位置对应；

(5)在初步动力吸振器上制作定位槽；

(6)在初步动力吸振器四角制作倒圆结构；

(7)将初步动力吸振器安装在发动机支架上，进行主观评价和调整后，确定动力吸振器最终状态。

进一步，所述质量块由铁制成，采用qt450铸造成型；所述底部由铁制成，采用st12冲压成型。

鉴于上述技术特征，本发明具有如下有益效果：

1、本发明中一种动力吸振器，成本低、结构精巧、简单，布局合理、紧凑、生产工艺简单、效率高效易于批量生产、对发动机的高频啸叫振动衰减效果显著、消除传统发动机高频本身异响缺陷、提升发动机耐久性能。

2、本发明中一种动力吸振器，底板与质量块简单巧妙的硫化成一个整体、不仅控制力生产成本、而且使得动力吸振器批量流水作业得以实现。

3、本发明中一种动力吸振器，经对比，加载动力吸振器之后的汽车发动机提升了整车nvh性能、提升了发动机本身耐久性能，而且使得动力吸振器和发动机之间批量生产高效率化、批量生产及过程控制风险降低。

4、本发明中一种动力吸振器，尤其对发动机高频啸叫振动衰减效果显著。相比之下，对整车nvh效果提升显著。

5、本发明中一种动力吸振器，动力吸振器与发动机刚性螺栓安装间隙几乎为零，可靠性强。同时动力吸振器柔性变形最大限度地吸收振动能量。

6、本发明中一种动力吸振器，特性稳定、结构紧凑、精巧、生产成形简单，组装合理、具有防错漏装功能、过程管控易受控、易于批量化、易于平台化；加工难度低，精度高，故障率低，结构上规避异响衰减，提升发动机使用寿命，既能有效地节约了生产与制造成本，又方便了后期的维护与保养，汽车维护保养时、产品互换性便捷。

7、本发明中一种动力吸振器及其加工工艺，尤其对汽车发动机高频啸叫衰减性好、nvh调校技术方案延伸拓展。

附图说明

图1是实施例1中一种动力吸振器的结构剖面图。

图2是实施例1中一种动力吸振器的俯视图。

图3是图2中b-b的剖面图。

图4是实施例1中一种动力吸振器的仰视图。

图5是图4中c-c的剖面图。

图6是实施例1中一种动力吸振器测试示数据(即动力吸振器固有模态实际调剂测试数)。

图7是实施例1中北汽国产车wot工况测试nvh对比数据附表。

图8是实施例1中一种动力吸振器的透视图。

图9是实施例1中硫化橡胶参数的设计分析云图。

图10是实施例1中动力吸振器的介绍中计算公式对应的参考图。

图中：1为质量块；2为硫化橡胶；3为底板；4为第一孔；5为第二孔；6为定位槽；7为倒圆结构。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

参见图1至图8，具体实施例1，本发明提供的一种动力吸振器，包括质量块1，硫化橡胶2和底板3，其特征在于：所述质量块1与底板3之间通过硫化橡胶2连接，质量块1与硫化橡胶2之间、硫化橡胶2与底板3之间均通过硫化工艺硫化成型。

底板3与质量块1简单巧妙的硫化成一个整体、不仅控制力生产成本、而且使得动力吸振器批量流水作业得以实现。

质量块1与底板3柔性接触(即硫化橡胶2与底板3之间均通过硫化工艺硫化成型)，结构上规避动力吸振器工作状态下质量块1与底板3间的共振时瞬态响应(避免汽车高速运转时啸叫)，从而提升产品耐久特性。

所述动力吸振器设有至少一个贯穿质量块1和硫化橡胶2的圆柱体形的第一孔4，设有至少一个贯穿底板3的圆柱体形的第二孔5，第一孔4与第二孔5数量相同且一一对应，对应的第一孔4的轴线与第二孔5的轴线重合，对应的第一孔4的截面直径大于第二孔5的截面直径。每一对第一孔4和第二孔5配合组成一个可以用于安装螺栓的螺栓孔，通过该螺栓孔实现将底板3与发动机上端面刚性螺栓连接。这样有利于动力吸振器和发动机之间的生产线组装批产，动力吸振器和发动机之间工艺生产水平稳定、动力吸振器和发动机之间安装后产品性能再现性好、动力吸振器和发动机之间安装过程控制便捷、动力吸振器和发动机之间安装生产效能高效。

动力吸振器中质量块1在整车x/y/z向具有三个方向移动自由度和绕z向旋转的自由度，当汽车高速行驶时，动力吸振器受到发动机整车z向(即向上)激励时，动力吸振器向上移动，此时发动机施加给动力吸振器载荷，在一定的程度上有利于衰减发动机下冲击响应，同时有利于衰减发动机的置反力，从而改善整车主观受(即有效衰减啸叫，提高车主乘坐舒适性)。

所述动力吸振器设有至少一个定位槽6。

所述第一孔4和第二孔5均为两个，定位槽6为一个。定位槽6起到防错装、防漏装的作用，该定位槽6与发动机定位槽匹配安装。

所述定位槽6贯穿质量块1、硫化橡胶2和底板3，定位槽6并设置在动力吸振器一角上。

所述动力吸振器四角呈倒圆结构7，与发动机内部空间匹配。

一种动力吸振器的加工工艺，涉及上述一种动力吸振器，加工工艺具体步骤如下：

(1)根据需要衰减的啸叫频率，来选择满足对应衰减的啸叫频率的硫化橡胶2硬度；

比如本实施例1中，通过客户反馈和检验发现国产汽车(北汽申宝280)的发动机振频在413hz(赫兹：如附件图7实线所示)附近时，发动机在在高转速区间啸叫明显、车主舒适感较低，此时就需要针对该国产汽车发动机内部空间情况以及发动机振频在413hz(赫兹)来确定硫化橡胶2参数，此时硫化橡胶2参数详见附图9，即硫化橡胶参数的设计分析云图。

(2)根据发动机内用于放置动力吸振器的空间大小、质量块1的质量要求以及硫化橡胶2硬度来确定质量块1的形状及密度、硫化橡胶2和底板3的形状及大小；

本实施例1中，发动机内用于放置动力吸振器总成件的空间大小为：79.5x88x46mm，质量块1的参数：材料铸铁qt450；大小79.5x88x38mm，重量为1300±20g，且谐振块质量优于尺寸。自上而下质量块1、硫化橡胶2和底板3三者外部形状相同(长度为79.5mm，宽度为88mm)，厚度(即高度)不同，质量块1厚度为38±0.3mm、底板3厚度为4mm。

(3)将选择后的硫化橡胶2与质量块1、底板3分别进行硫化成型，形成动力吸振器的初步形状，即初步动力吸振器；

此时的硫化橡胶2可用摆胶硫化工艺方式(无需注胶孔、在硫化模具合模前将胶料摆放入模具内即可)、且可多腔模具生产(一次硫化出两件以上的总成件)、效率高、工艺成熟、操作便捷、飞边少(模具本身可设计撕边槽、后续橡胶飞边少，多余的橡胶飞边修理简单快捷)。

(4)在初步动力吸振器上制作两对第一孔4和第二孔5，每对第一孔4和第二孔5位置对应。

(5)在初步动力吸振器上制作定位槽6；

(6)在初步动力吸振器四角制作倒圆结构7。

(7)对初步动力吸振器的固有频率进行验证，验证情况参见图6，即通过图6中反馈可得知被测试的动力吸振器的主向固有模态＝413hz，即本实施例1中动力振动器在啸叫频率为413hz时，能够满足有效衰减啸叫的设计目的。

(8)将初步动力吸振器安装在发动机支架上，进行主观评价和调整后，确定动力吸振器最终状态。尤其是高速运转时加载动力吸振器和未加载动力吸振器情况，然后将主观数据量化，进行nvh数据采集对比(nvh数据采集采用西门子lms声振测试系统)。

第一孔4和第二孔5组合形成螺栓孔，该螺栓孔用于通过螺栓将动力吸振器安装到发动机支架(发动机上端面设计是预留安装螺纹孔)，螺栓扭矩参照汽车设计手册。

参见图7，即本实施例1中动力吸振器安装在发动机内前后nvh测试数据比对，可知安装了本实施例1的动力吸振器后，挡wot工况(即行车制动状态)，驾驶员右耳噪音明显降低或改善，即动力振动器对于衰减啸叫有明显效果，即能大幅度进行减震降噪。经对比，加载动力吸振器之后的汽车发动机提升了整车nvh性能、提升了发动机本身耐久性能，而且使得动力吸振器和发动机之间批量生产高效率化、批量生产及过程控制风险降低。另外，采用该动力吸振器前后nvh数据及主观评价，当采用动力吸振器后、发动机在高转速区间啸叫消除。客观数据在413hz的发动机啸叫消除、橡胶也可用于平台化(只需调配不同的橡胶的配方即可实现不同刚度的悬置)。从而缩短整车nvh调校周期，缩短悬置供应商同步匹配研发周期。有利于提升实体企业的经济效益。

附图7，nvh测试数据图的结论如下：

1.当采用动力吸振器后，噪音曲线整体成显著降低。

2.尤其在413hz，驾驶员右耳侧噪音优化明显。

3.当该国产汽车发动机搭载该设计的动力吸振器，发动机端尤其在主向z向，规避了发动机高转速下激励，原理上：动力吸振器－高频吸收发动机的高频振动能量，同时结构上规避本身共振问题，故此项发现实用性较强、成本底、易于批量、工艺稳定、可控性和操作性强、nvh优化效果显著。尤其是在413hz的啸叫衰减比较明显。大大提升国产民族汽车驾驶舒适性能。

使用设备参见下表：

本实施例1中动力吸振器采用原理：单自由系统受到的简谐激振力的频率同系统的固有频率相同时，系统就会发生共振，一般可通过改变系统的质量或弹簧刚度来改变系统的固有频率。当某些情况下系统质量和刚度无法改变时，为了减小振动，可以附件一个第二个质量和弹簧，使系统变为二自由度系统。

公式见下图：

动力吸振器的介绍(详见附图10)

其解可以得出：

由上述公式可见，当激振力频率ω＝ωa时，主系统的振幅x1为零，可见吸振器是能起到吸振作用的。

吸振器弹簧的力为k2x2(t)＝-f1sinωt

x1(t)＝x1sinωt，x2(t)＝x2sinωt

所述质量块1与底板3和橡胶硫化成一个整体。只要动力吸振固有频率与发动机激振频率相同，任何一吸振器均能起到减振的作用，当发动机高频率的载荷施加在动力吸振器，导致动力吸振器可产生上下方向的振动，从而吸收某些频率的振动能量，衰减发动机的振动能量向副车架，以达到最大限度地衰减发动机的振动传递：①.尤其对发动机高频啸叫振动衰减效果显著。②.相比之下，对整车nvh效果提升显著。③.所述动力吸振器与发动机刚性螺栓安装间隙几乎为零，可靠性强。同时动力吸振器柔性变形最大限度地吸收振动能量。

所述质量块1由铁制成，采用qt450(抗拉强度为450mpa的球墨铸铁)铸造成型，优点是：成型工艺成熟、价格便宜、质量可靠；所述底部由铁制成，采用st12(德国冷轧碳素薄钢板st12)冲压成型，优点是：冲压工艺成熟、易加工、效率高、尺寸容易控制、经济适用。

另外，可以在设计具体动力吸振器之前，首先可以由硫化工艺工程师首先将不同的胶料配方(橡胶的硬度不一样)调试出来。然后，试制不同胶料的硫化件、主要采用的硫化工艺，由硫化工艺工程师调试，并记录其工艺参数。最后，对硫化橡胶2参数及质量块1、底板3压装工艺参数可以通过理论验证，即将不同的胶料动力吸振器分别装配于某国产轿车nvh测试对比，得出对比曲线，从而进一步优化汽车nvh性能，设定合理的压装工艺参数完成数据的分析、锁定、存储、可追溯性等。

选用硫化橡胶2，是因为硫化橡胶2配方可调性好，可以由胶料高分子工程师调质不同的橡胶配方，达到可以调试出不同的固有频率的动力吸振器、后续可调性优越、平台化广、操作性强、作为一种新型减震件，最大限度地衰减汽车动力总成振动激励能量，从而进一步改善汽车nvh特性、延长汽车使用寿命、缩短与合资汽车配置差距是很有必要的。

一种动力吸振器悬置，其特征在于吸收高频振动能量。优化国产民族轿车主观驾驶性能，提升国产民族汽车nvh的性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。