专利名称：多级可切换惯性轨道组件的制作方法
技术领域：
本公开涉及一种阻尼器组件，并且具体涉及一种多级可切换惯性轨道组件。更 具体地，该多级可切换惯性轨道组件包含一个低频惯性轨道和一个高频惯性轨道。低频 轨道用来产生阻尼，以处理车辆平稳道路上的振动。高频轨道用来产生高频感应共振 (sympathetic resonance)，以减小从动力系到车身或车架的空转(idle)干扰频率的传递。 所选择的特征可以在其他相关环境和应用中得到应用。
背景技术：
关于可切换液压发动机底座(mount)的基本技术在行业中已经已知若 干年了。通过打开和关闭端口来将液压底座从流体阻尼状态物理切换到非阻尼状态也是广 为人知的。然而，这可以通过多种方法来实现。为了易于制造，将大多数真空致动硬件安装在外部。此外部安装趋向于降低底座 响应(mount response)的效率，但是其允许更简单地将液压流体密封在底座组件中。大多 数传统设计的一个问题是，它们使用这样的隔板(diaphragm，隔膜)，该隔板包围一容积， 进而形成一气垫(air spring，空气弹簧)，该气垫位于隔板下方且连接至外部端口。打开 和关闭此外部端口是用于“切换”底座状态(即，刚度或阻尼响应)的方法。在切换“打开” 状态中，可将空气从上述容积抽至大气中。例如，液压发动机底座在打开切换状态时(上述 容积向大气开放)具有低的支承弹簧刚度(bearing springstiffness)，并且发动机底座 抑制或隔离了空转振动(低振幅、高频率)。在切换“关闭”状态中，该容积中的空气用作刚 性弹簧(stiffspring)，因为该容积关闭或密封，从而阻尼流体在第一或工作流体室与第二 或补偿流体室之间来回转移，以抑制高振幅、低频率的振动。由于关闭的端口而产生的气垫 (关闭的容积)减小了将另外被抽过惯性轨道的流体的压力，因为一部分流体压力用来压 缩气垫。其他设计也使用真空致动隔板，该隔板在隔板盖上密封，并将该隔板用作惯性轨 道上的密封。还有一些其他设计用旋转阀来打开和关闭端口。这些旋转阀可随着底座轴向地或 径向地旋转。在任一情况中，阀的密封都会变成问题，其中，难以进行从底座的低压侧至高 压侧的密封或是从底座的高压侧至大气的密封。与大多数可切换液压发动机底座相比，此底座旨在悬挂动力系，对动力系运动提 供阻尼，控制动力系运行，并将动力系与车辆底盘隔离。多状态底座中的切换机构允许底 座在四个状态之间切换。其中两个状态允许从顺应振动(compliance vibration)中消除 (decouple，分离)底座的流体效应，而另外两个状态调节底座的阻尼和频率响应。本质上，发动机底座和发动机底座中的这些状态下的真空致动切换各自均不是新 颖的。然而，存在对改进的可切换惯性轨道组件和装配(packing，组装)该组件的相关方法的需求。
发明内容
一种多级可切换惯性轨道组件，其包括壳体；惯性轨道，容纳在壳体中并具有细 长的流体阻尼第一路径和非阻尼第二路径，该流体阻尼第一路径适于与第一侧上的相关联 的第一流体室以及第二侧上的相关联的第二流体室连通，非阻尼第二路径适于与相关联的 第一流体室和第二流体室连通；容纳在壳体中的断开器(decoupler，分离器)，其选择性地 关闭第一路径和第二路径中的至少一个；位于壳体中的空转隔板(diaphragm)，该空转隔 板选择性地控制第一流体室与第二流体室之间的连通，以选择性地改变阻尼；以及位于壳 体中的第一端口和第二端口，该第一端口和第二端口分别与断开器和空转隔板连通。一种制造多级可切换惯性轨道组件的方法，包括提供壳体；在壳体中定位惯性 轨道，该惯性轨道具有非阻尼第二路径和细长的流体阻尼第一路径，第一路径适于与第一 侧上的相关联的第一流体室以及第二侧上的相关联的第二流体室连通，该第二路径适于与 相关联的第一流体室和第二流体室连通；在壳体中固定断开器，以选择性地关闭第一路径 和第二路径中的至少一个；在壳体中提供空转隔板，以选择性地控制第一流体室与第二流 体室之间的连通，并选择性地改变阻尼状态；以及，在壳体中设置第一端口和第二端口，以 分别与断开器和空转隔板连通。将在以下详细描述中发现其他特征和益处。
图1是装配好的液压发动机底座或液压底座(hydromoimt)的透视图。图2是图1的底座组件的各个部件的分解图。图3是图1和图2的装配好的底座的纵向横截面图。图4是惯性轨道组件的第一实施方式的分解图。图5是替代的惯性轨道组件的与图4相似的分解图。图6是惯性轨道主体的透视图。图7是惯性轨道组件的横截面图，示出了穿过断开器真空端口的第一流动路径。图8是惯性轨道组件的横截面图，并且示出了空转隔板真空端口的第二流动路径。
具体实施例方式首先参照图1至图3，示出了在发动机底座或液压底座内的多状态真空致动惯性 轨道组件。更具体地，底座组件100包括限制器(restrictor)或外部壳体102，该外部壳体 的尺寸被构造为容纳第一或弹性体部件或主橡胶元件104，该第一或弹性体部件或主橡胶 元件通常成形为截头锥体的形状且主要由弹性体材料(例如，如在本领域中惯用的弹性橡 胶)制成。紧固件或螺栓106从主橡胶元件向外延伸，以便以本领域通常已知的方式紧固 至动力系或发动机(未示出)。上述紧固件与金属支承构件108配合，该金属支承构件至少 有一部分被封装在第一弹性体构件104内。另外，主橡胶元件的下外围部分可以包括加强 件(Stiffener)，例如金属加强件110，该加强件模制在主橡胶元件内以增加刚度和支撑。
主橡胶元件容纳在限制器壳体102内，使得紧固件106延伸穿过限制器中的中心 开口 112。限制器的内部肩部114(图3)对抵地(abuttingly)接合主橡胶元件的加强的下 部。另外，主橡胶元件的下部形成第一或上流体室116的一部分，即发动机底座的高压侧。 第一流体室116的剩余部分由惯性轨道组件120限定，下面将描述其更具体的细节。由参 考标号122指示的惯性轨道组件的上表面的外部径向部分与主橡胶元件104相抵地且密封 地接合，以密封第一流体室116。如图3中特别显而易见的，惯性轨道组件的至少一部分容 纳在限制器壳体102内。由参考标号124指示的沿着下表面的第二外部径向部分与橡胶罩 (rubber boot)或隔板130密封地接合，尤其是与该橡胶罩或隔板的上外围部分132接合。 隔板130由隔板盖140保护，该隔板盖优选地由比弹性体隔板更刚性的材料形成，并且其相 匹配地接合限制器壳体102。当将隔板盖140紧固至限制器时，主橡胶元件104的下外围边 缘和隔板的外围部分132分别密封地接合于惯性轨道组件120的相对侧或相对面122、124。 当来自动力系的振动或位移被接收到底座中时，以不同的方式从第一流体室116通过惯性 轨道组件120抽吸流体。具体地，且继续参照图1至图3，并另外参照图4和图5，惯性轨道 组件120设置于第一或上流体室116与第二或下流体室150之间。因此，惯性轨道组件的 上侧与底座的高压侧相关联。另一方面，惯性轨道组件的下表面与第二或下流体室150相 关联，并且有时也被叫做底座的低压侧。流体通过惯性轨道组件被从顶部抽至底部。流体 经过惯性轨道组件的路径取决于断开器160和空转隔板170。更具体地，断开器160优选地 是橡胶盘或类似的结构装置，其被接收(received，挡在)在穿过高频惯性轨道的第一开口 或路径180的一部分上方。因此，将橡胶断开器160的尺寸构造为紧密地容纳在壳体的上 表面184中的杯形凹部182内，其具有到达高频惯性轨道180的开口或路径，具体是到达中 心开口 186(图6)，该中心开口由空转隔板170的中央部分188选择性地关闭。因此，断开 器盖190具有一系列开口 192，这些开口允许流体从第一流体室中穿过，且围绕断开器160 进而进入高频惯性轨道180，具体地，除了通过开口 194以外，又通过开口 182。这是从第一 /上流体室116到设置在空转隔板170上方(即，空转隔板的流体侧)的第二 /下流体室 150的最小阻力的路径。替代地，第二路径(或细长的低频惯性轨道)具有在断开器壳体中的断开器盖的 径向之外的开口 196，该开口与蛇形(serpentine，蜿蜒的)低频惯性轨道198 (图6)连通， 该低频惯性轨道最终通过与第二 /下流体室150连通的惯性轨道壳体的下表面而与开口 200连通。然而，只有当另外阻塞高频惯性轨道路径时，流体才仅流过此蛇形路径。因此，例 如，当空转隔板示出为处于其在图3中所示的延伸位置，由于空转隔板的中央部分188密封 了开口 186，所以高频惯性轨道被封闭。于是，流体必须通过低频惯性轨道198前进，以通过 与底座的低压侧连通的开口 200流出。如将理解的，当空转隔板的下侧不施加真空时，会出 现此情况。另外，允许断开器自由地振动，以产生针对小输入位移的断开状态。对于较大的 输入位移，则迫使流体通过低频惯性轨道。在另一操作状态或操作模式中，对空转隔板的下侧202提供真空。以此方式，中央 端口 186打开，并且流体更轻松地从第一或上流体室116流至第二或下流体室150。因此， 通过将空转隔板的下侧202选择性地切换真空或负压，将底座从高频惯性轨道180 (施加真 空，端口打开)切换至低频轨道198 (去除真空，端口关闭)。如图7所示，对端口 210选择性地提供负压或真空。将外部阀(例如，电磁阀)连接至端口 210，并且当对断开器端口施加真空时，断开器160塌陷(collapse)，断开器不再 振动。在图8中更具体地示出了用于使负压或真空到达空转隔板的下侧的轨道或具体 路径，其中阀(例如电磁阀，未示出)对端口 220提供负压。最终，实现四种不同的操作状态或操作模式。在液压底座的第一状态中，当对断开 器160或空转隔板170都不施加真空时，允许断开器自由地振动，从而产生针对小输入位移 的断开状态。对于较大的输入位移，迫使流体通过低频惯性轨道，该低频惯性轨道离开并进 入底座的低压侧。在第二状态中，当对断开器和空转隔板两者都施加真空时，断开器不再振动，且高 频惯性轨道打开(即，空转隔板中央部分188从开口 186收回)。这导致流体流过高频惯性 轨道。这产生高频动态比率下降(rate dip)，其例如可用来减小在比率下降频率时的空转 干扰。在第三状态中，当仅对断开器而不对空转隔板施加真空时，再次迫使流体从第一 流体室通过低频惯性轨道，以到达第二流体室。这是底座的接合状态，其产生低频下的高水 平阻尼，这例如可用来抑制道路输入振动。在底座的可切换惯性轨道组件的第四状态中，仅对空转隔板而不对断开器施加真 空。此状态将允许断开器进行针对小位移输入的自由振动，但在更大的位移输入下，流体将 流过高频惯性轨道，因为高频惯性轨道路径是打开的。上板184(底座的高压侧)由金属、塑料、或复合物材料制成。断开器160由金属、 塑料或复合物材料制成，该复合物材料由金属、塑料或复合物支撑环，以及弹性体隔板材料 制成。通过上板184将断开器保持并密封至中央板或壳体120。中央板由金属、塑料或复合 物材料制成。中央壳体包含大部分的惯性轨道几何形状和结合为一个部件的真空端口。高 频真空隔板170由金属、塑料或复合支撑环和弹性体隔板材料制成。惯性轨道组件包含两个真空切换隔板。这使得更易于将切换器装配在液压底座的 剩余部分中。紧凑型内部切换器防止潜在的运输损坏，因为只有两个真空端口是在外面可 见的。本发明没有将隔板用作切换机构的一部分，由此提高了底座的耐久性和性能。而且，当对断开器端口 210施加真空时，负压导致断开器塌陷。当去除真空时，就 允许断开器自由地移动。此真空切换机构，将底座从接合(施加真空)改变成断开(去除 真空)。当对空转隔板端口 220施加真空或从其去除真空时，这导致空转隔板塌陷或延伸。 这打开和关闭高频空转轨道。此真空切换机构将底座从高频惯性轨道(施加真空-端口打 开)切换至低频轨道(去除真空-端口关闭)。在优选的装配过程中，将断开器160压入断开器壳体中。将断开器盖190超声焊 接至断开器壳体，并且将断开器壳体184超声焊接至惯性轨道主体120。将断开器端口超声 焊接在惯性轨道主体内，进而将空转隔板压入空转隔板壳体230中。将空转隔板壳体超声 焊接至空转隔板盖232。然后，将空转隔板壳体组件超声焊接至惯性轨道主体120。图5的实施方式与图4的实施方式基本相同，除了许多部件包含金属(例如铝) 而并非是简单地包含塑料以外。装配过程包括将断开器160压入断开器壳体中，并且将断 开器盖190弯边(crimped，压接)从而安装至断开器壳体182。将断开器壳体压到惯性轨CN 101999050 A 道主体120上，并将断开器端口 210压入惯性轨道主体中。将空转隔板170压入空转隔板 壳体230中，并将空转隔板壳体超声焊接至空转隔板盖232。然后，将空转隔板壳体组件超 声焊接至惯性轨道主体120。本发明旨在，在-40°C至+120°C的温度范围内能够正确地起作用，而没有多少性 能下降。已经参考优选实施方式描述了本发明。在阅读并理解本说明书的基础上，对于其 他人，将会想到修改和变更。本发明意图是，包括所有这种修改和变更，只要其在所附权利 要求或其等同物的范围内。
权利要求
1.一种多级可切换惯性轨道组件，其特征在于，包括壳体；惯性轨道，容纳在所述壳体中并且具有非阻尼的第二路径和细长的流体阻尼的第一路 径，所述第一路径适于与第一侧上的关联的第一流体室以及第二侧上的关联的第二流体室 连通，所述第二路径适于与所述关联的第一流体室和第二流体室连通；容纳在所述壳体中的断开器，选择性地关闭所述第一路径和所述第二路径中的至少一个；在所述壳体中的空转隔板，所述空转隔板选择性地控制所述第一流体室与所述第二流 体室之间的连通，以选择性地改变所述阻尼；以及在所述壳体中的第一端口和第二端口，所述第一端口和所述第二端口分别与所述断开 器和所述空转隔板连通。
2.根据权利要求1所述的多级可切换惯性轨道组件，其中，所述断开器选择性地密封 所述第二路径，由此流体被引导通过所述细长的第一路径。
3.根据权利要求1所述的多级可切换惯性轨道组件，其中，所述空转隔板选择性地改 变所述第二路径的一部分。
4.根据权利要求1所述的多级可切换惯性轨道组件，其中，所述壳体中的所述第一端 口和所述第二端口选择性地连接至真空。
5.根据权利要求1所述的多级可切换惯性轨道组件，其中，所述多级可切换惯性轨道 组件的尺寸形成为容纳在由流体填充的底座中，以隔离所述底座中的第一流体室和第二流 体室。
6.根据权利要求1所述的多级可切换惯性轨道组件，进一步包括断开器盖，所述断开 器盖被接收在所述断开器上方且将所述分流器保持在所述壳体中。
7.根据权利要求1所述的多级可切换惯性轨道组件，进一步包括空转隔板盖，所述空 转隔板盖被接收在所述空转隔板上方且将所述空转隔板保持在所述壳体中。
8.根据权利要求1所述的多级可切换惯性轨道组件，其中，仅改变所述第一端口中的 流体压力来防止所述断开器振动，并迫使流体从所述第一流体室通过所述第一路径到达所 述第二流体室(第三状态)。
9.根据权利要求8所述的多级可切换惯性轨道组件，其中，由此产生低频下的高水平 阻尼。
10.根据权利要求1所述的多级可切换惯性轨道组件，其中，改变所述第一端口和第二 端口中的流体压力迫使所述流体从所述第一流体室通过所述第二路径到达所述第二流体 室(第二状态)。
11.根据权利要求10所述的多级可切换惯性轨道组件，其中，由此产生高频动态比率 下降。
12.根据权利要求1所述的多级可切换惯性轨道组件，其中，仅改变所述第二端口中的 流体压力来允许所述断开器自由地振动，并迫使流体在更大的位移输入下通过所述第二路 径(第四状态)。
13.根据权利要求1所述的多级可切换惯性轨道组件，其中，在所述第一端口和所述第 二端口两者中的流体压力都不改变的情况下，允许所述断开器自由地振动，并产生针对小输入位移的断开状态(第一状态)。
14.根据权利要求13所述的多级可切换惯性轨道组件，其中，大输入位移迫使流体通 过所述第一路径。
15.根据权利要求1所述的多级可切换惯性轨道组件，进一步包括包围所述第二流体 室的一部分的隔板。
16.根据权利要求15所述的多级可切换惯性轨道组件，其中，所述壳体包围所述第二 流体室的剩余部分。
17.根据权利要求1所述的多级可切换惯性轨道组件，进一步包括包围所述第一流体 室的一部分的主橡胶元件。
18.根据权利要求17所述的组件，其中，所述壳体包围所述第一流体室的剩余部分。
19.一种制造多级可切换惯性轨道组件的方法，其特征在于，包括提供壳体；在所述壳体中定位惯性轨道，所述惯性轨道具有非阻尼的第二路径和细长的流体阻尼 的第一路径，所述第一路径适于与第一侧上的关联的第一流体室以及第二侧上的关联的第 二流体室连通，所述第二路径适于与所述关联的第一流体室和第二流体室连通；在所述壳体中固定断开器，以选择性地关闭所述第一路径和所述第二路径中的至少一个；在所述壳体中设置空转隔板，以选择性地控制所述第一流体室与所述第二流体室之间 的连通并选择性地改变所述阻尼状态；以及在所述壳体中提供第一端口和第二端口，以分别与所述断开器和所述空转隔板连通。
20.根据权利要求19所述的制造多级可切换惯性轨道组件的方法，进一步包括将所述 壳体密封在车辆底座中，以将所述关联的第一流体室和第二流体室限定在所述相对的第一 侧和第二侧上。
21.根据权利要求20所述的制造多级可切换惯性轨道组件的方法，进一步包括提供第 一弹性体构件，所述第一弹性体构件与所述壳体一起包围所述第一流体室。
22.根据权利要求21所述的制造多级可切换惯性轨道组件的方法，进一步包括在所述 第二侧上密封所述壳体的外围部分，以限定所述第二流体室。
23.根据权利要求22所述的制造多级可切换惯性轨道组件的方法，其中，所述外围部 分的密封步骤包括，提供隔板以与所述壳体一起包围所述第二流体室。
24.根据权利要求23所述的制造多级可切换惯性轨道组件的方法，进一步包括将所述 第一弹性体构件和所述隔板夹紧在所述壳体的相对侧的外围部分上。
25.根据权利要求24所述的制造多级可切换惯性轨道组件的方法，其中，所述夹紧步 骤包括，在一外壳内部，将所述壳体定位在所述第一弹性体构件与所述隔板之间。
26.根据权利要求25所述的制造多级可切换惯性轨道组件的方法，包括提供穿过所述 壳通向所述第一端口和所述第二端口的通路。
27.根据权利要求19所述的制造多级可切换惯性轨道组件的方法，其中，所述第一端 口和所述第二端口延伸穿过所述壳体的、与所述第一流体室和第二流体室密封隔离的外围 区域。
全文摘要
本发明在发动机或液压底座内设置一种双真空致动切换机构。沿着惯性轨道组件的外围部分设置第一和第二端口。断开器或真空隔板通过第一端口选择性地暴露于真空。在真空的影响下，断开器不再振动。如果仅对断开器而不对空转隔板施加真空，那么迫使流体通过低频惯性轨道，这导致高水平的阻尼和低频率。如果对断开器以及空转隔板都施加真空，那么高频惯性轨道打开并导致流体流过其中。这产生高频动态比率下降。替代地，如果对断开器或空转隔板都不施加真空，那么允许断开器自由地振动，从而产生针对小输入位移的断开状态。更大的输入位移导致迫使流体通过低频惯性轨道。
文档编号F16F5/00GK101999050SQ200980112765
公开日2011年3月30日 申请日期2009年2月23日 优先权日2008年2月21日
发明者安德鲁·哈特格斯, 杰夫·布拉德肖 申请人:库博标准汽车配件有限公司