一种具有等效机械结构的被动液阻悬置的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有等效机械结构的被动液阻悬置，主要包括外部橡胶主簧、与外部橡胶主簧相连接的上连接螺栓、外部支撑弹簧、上液室、下液室、内气室、内气室内部的内部弹簧和质量块等；从外部向内，依次是分别紧靠在上下液室隔板的上端面的上液室、外部气室和内气室；下液室紧靠在上下液室隔板的下端面；上下液室隔板内设置有将上液室和下液室连通的惯性通道。本发明在低频范围内，使液阻悬置的陷波频率不变，但尽量降低在陷波频率范围内的液阻悬置的动刚度，同时也使对应峰值频率点的动刚度尽可能的减小，提高低频范围内发动机液阻悬置的降噪及减振的效果，并可提高液阻悬置的疲劳性能和蠕变性能。属于发动机支撑结构【技术领域】。
【专利说明】一种具有等效机械结构的被动液阻悬置【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机支撑结构，具体涉及一种发动机液阻悬置。
【背景技术】
[0002]车辆发动机总成悬置系统是指发动机动力总成与车体之间的弹性连接系统，该系统设计的优劣直接影响汽车的平顺性。但随着汽车的轻量化设计，尤其是平衡性较差的四缸发动机在发动机前置一前驱动型式在车辆中的应用，使得动力总成对汽车平顺性的影响越来越大。车辆动力总成既是一个激振源，同时也是被隔振的对象。
[0003]橡胶悬置作为车辆动力总成悬置系统中的隔振元件，曾经发挥了重要的作用，目前在平衡较好的发动机中，仍然采用它作为隔振元件。但是橡胶悬置元件的动态特性有两点不足之处:振动阻尼偏小，不能满足对车辆动力总成悬置系统在低频域的隔振、减振性能要求；在高频振动时会出现动态硬化现象，导致其动刚度显著增大，不能满足对汽车动力总成悬置系统在高频域的隔振、降噪性能要求。
[0004]随着技术的进步，为了减少车辆在行驶过程中发动机振动对车辆的影响。从70年代末开始，一种新型的液体阻尼型橡胶悬置隔振元件(简称液阻型橡胶隔振器或液阻悬置)开始在国外汽车上推广应用，它是在封闭的橡胶悬置元件内附设液体阻尼机构而成的，其弹性特性和阻尼特性都显著优于普通橡胶悬置元件，可在很大程度上弥补普通橡胶悬置元件的缺点，从而可大大改善汽车动力总成悬置系统的隔振降噪、减振缓冲性能。
[0005]新型的液阻悬置可在车辆行驶过程中衰减发动机低频、中频及高频区域的振动，也具有降低发动机中高频振动向车体的传递的能力，抑制乘客舱内的气室共鸣噪声。现阶段，越来越多的车企采用液阻悬置。典型的液阻悬置结构是上液室通过惯性通道和下液室来实现互通。惯性通道内的液体在通道内来回振荡，当液体粘度大时，可产生一个附加阻尼。但当液体粘度较小时，液·体在通道内来回振荡，其作用相当于一个动力吸振器。但当陷波频率改变时，同时在峰值频率点的动刚度也会发生变动。当使在陷波频率点的动刚度降低时，则在峰值频率点的动刚度会变大。
[0006]综上所述，现有的被动液阻悬置装置中，当车辆在怠速行驶时，如使在陷波频率点的动刚度降低，则使被动液阻悬置在峰值频率点的动刚度会变大，导致其隔振性能变差，无法有效的对发动机产生的振动进行衰减，传递给车身的振动变大，增大乘客舱内的共鸣噪声，影响车辆驾驶及乘坐的舒适性。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是克服传统典型液阻悬置在降低陷波频率点的动刚度时，在峰值频率点的动刚度会变大的问题，提供一种对发动机中低频区域内的振动能够更好地进行减振隔振的一种具有等效机械结构的被动液阻悬置。
[0008]为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0009]—种具有等效机械结构的被动液阻悬置，包括上液室、下液室、外部气室、内气室、上下液室隔板和由内部弹簧和质量块构成的动力吸振器；从外层向内层，依次是分别紧靠在上下液室隔板的上端面的上液室、外部气室和内气室；动力吸振器位于内气室内；下液室紧靠在上下液室隔板的下端面；上下液室隔板内设置有将上液室和下液室连通的惯性通道。
[0010]采用这种结构后，当发动机在怠速工况下工作，产生低频振动，上液室和下液室内的液体通过惯性通道(也称低频减振通道)进行来回流动，增大阻力系数，提高了吸振能力，起到减振的目的。当设置内部弹簧和质量块的合适参数，在惯性通道内液体达到共振频率范围邻近，使内部弹簧与质量块组成的动力吸振器工作，内部弹簧与质量块所产生的力与激励力反向，可使在陷波频率点液阻悬置的动刚度降低，并降低在峰值频率点液阻悬置的动刚度，可更大限度的衰减发动机产生的振动，减少传递给车架的振动，降低乘客舱内的噪声，提高车辆驾驶及乘坐的舒适性。
[0011]一种具有等效机械结构的被动液阻悬置，包括上连接螺栓、外部橡胶主簧、封闭支架、内部橡胶主簧、橡胶膜片、下端盖、及下安装螺栓；外部橡胶主簧、封闭支架和内部橡胶主簧从外层向内层依次设置，且分别通过硫化固定在上下液室隔板的上端面；外部橡胶主簧的内侧、封闭支架的外侧和上下液室隔板的上端围成上液室，封闭支架、内部橡胶主簧和上下液室隔板围成外部气室，内部橡I父王黃和上下液室隔板围成内气室；橡1父I旲片固定在上下液室隔板的下端面，且和上下液室隔板围成下液室；上连接螺栓安装在外部橡胶主簧上，且上连接螺栓通过外部支撑弹簧与封闭支架相接；下端盖扣合在橡胶膜片的外围，下安装螺栓与下端盖固定连接。采用这种结构后，外部橡胶主簧采用弹性橡胶材料，起到支撑发动机总成及提供摩擦阻尼的作用。上、下液室内充满液体，液体在惯性通道内来回流动产生附加阻尼，起到动力吸振器的作用。当其产生的力与激励力的方向相反，可适当降低动刚度的值，这样可使振动的传递减小，增加减振的效果。橡胶膜片的作用，一是便于形成下液室，二是利用橡胶弹性形变的特性，以衰减发动机工作时产生的振动，实现减少发动机振动的影响及隔离传递到乘车舱噪声的目的。
[0012]封闭支架包括:弹簧座、隔板和支撑架；弹簧座固定在隔板的上方，隔板固定在支撑架的上方；上连接螺栓安装在弹簧座的上方，上连接螺栓的下端与弹簧座之间设有外部支撑弹簧。采用这种结构后，即弹簧座被隔板支撑安装于支撑架上，外部支撑弹簧与外部橡胶主簧共同支撑动力总成的重量，从而外部橡胶主簧的壁厚可以做的较薄，改变上液室的体积刚度；上液室体积刚度的变化可改变液阻悬置峰值频率点的动刚度；外部支撑弹簧也可进一步增大对动力总成的支撑，在提高支撑的同时，也增强了减振效果，并可提高液阻悬置的疲劳性能和蠕变性能。
[0013]内部橡胶主簧的上端与隔板的下端相连接；隔板、支撑架、内部橡胶主簧和上下液室隔板围成外部气室。采用这种结构后，外部气室内充满空气，由于空气具有可压缩性，在受到冲击力时，可充当空气弹簧的作用，减少动力总成的振动。
[0014]动力吸振器中，内部弹簧的上端与内部橡胶主簧和隔板相接，质量块吊挂在内部弹簧的下端。采用这种结构后，在一定频率范围内，内部弹簧产生的力的方向与激励力的方向相反，可降低动刚度的值，这样可使振动的传递降低，增加减振效果，提高乘车舱内乘客的舒适性。
[0015]下端盖的上端开口设有向内弯曲的折边；外部橡胶主簧的下端设有贴合上下液室隔板的向外延伸的上边缘，橡胶膜片的上端设有贴合上下液室隔板的向外延伸的下边缘；折边将上边缘、上下液室隔板和下边缘包裹并压紧。采用这种结构后，首先，下端盖可将外部橡胶主簧、上下液室隔板和橡胶膜片紧密结合；其次，可在下端盖和橡胶膜片之间形成空气室，供橡胶膜片变形的空间；最后，下端盖可对内部构件进行很好的保护。
[0016]下端盖设有通气孔。采用这种结构后，橡胶膜片的下端与下端盖形成的空气室通过通气孔与大气相连，更有利于橡胶膜片的变形。
[0017]惯性通道在水平面上的投影为螺旋形；惯性通道的一端与上液室连通，另一端与下液室连通。采用这种结构后，惯性通道具有较长的流动距离，但惯性通道并不局限于螺旋形，也可以采用其它流道形状。
[0018]惯性通道的横截面形状为圆形或方形；惯性通道的开口处设有导角。采用这种结构后，有利于液体进出惯性通道。
[0019]上液室和下液室内装有乙二醇液体。采用这种结构后,可有效提高整个液阻悬置的减振效果。上液室和下液室内可以封装其它流动稳定性比较好的液体，为了使液体在受到振动激励力下可在螺旋形惯性通道内可靠，稳定的流动。
[0020]总的说来，本发明具有如下优点:
[0021]1、利用构件的弹性变形特性，衰减发动机工作时产生的振动，从而达到减振隔音的目的。
[0022]2、在液阻悬置的上液室内增加了外部支撑弹簧，其提高了液阻悬置的支撑性能，同时也起到减振的作用，并可提高液阻悬置的疲劳性能和蠕变性能。
[0023]3、采用螺旋形的惯性通道，增大了液体的阻力系数，提高了液阻悬置的吸振能力，增加了吸振效果。
[0024]4、液阻悬置的内部橡胶主簧的内气室设有由内部弹簧与质量块构成的动力吸振器，在共振频率范围内，可使振动的传递能量降低，增加减振效果，提高乘车舱内乘客的舒适性。
[0025]5、本液阻悬置可在降低陷波频率点动刚度的情况下，同时使峰值频率点的动刚度降低。降低振动的传递，增加减振效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为一种具有等效机械结构的被动液阻悬置的结构示意图。
[0027]图2为外部支撑弹簧的结构示意图。
[0028]图3为惯性通道的结构示意图。
[0029]图4为动力吸振器的结构示意图。；
[0030]附图标记:
[0031]1、上连接螺栓；2、外部支撑弹簧；3、弹簧座；4、隔板；5、支撑架；6、外部气室；7、惯性通道；8、下液室；9、橡胶膜片；10、通气孔；11、下安装螺栓；12、下端盖；13、上下液室隔板；14、质量块；15、内部橡胶主簧；16、内部弹簧；17、上液室；18、外部橡胶主簧。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合附图和【具体实施方式】来对本发明做进一步详细的说明。[0033]一种具有等效机械结构的被动液阻悬置可应用于发动机，作为减振装置，连接在发动机与车体之间，其中上连接螺栓可与发动机连接，下安装螺栓与机体连接，这样在发动机工作过程中，具有等效机械结构的被动液阻悬置作为车辆的减振装置连接在车辆的发动机与车架之间，可对发动机的振动进行隔离，减少传递给车身的振动，降低乘客舱内的共鸣噪声，提高车辆驾驶及乘坐的舒适性。
[0034]一种具有等效机械结构的被动液阻悬置包括:上连接螺栓、外部支撑弹簧、封闭支架(含弹簧座、隔板、支撑架)、内部橡胶主簧、内部弹簧和质量块、上下液室隔板、橡胶膜片、下端盖及下安装螺栓外部橡胶主簧。
[0035]上连接螺栓安装在外部橡胶主簧的上端中间位置，且上连接螺栓的下端与外部橡胶主簧和外部支撑弹簧相接。上连接螺栓在弹簧座的中间位置，外部支撑弹簧的下端接底端为圆盘形的弹簧座。
[0036]上下液室隔板整体为圆盘状，内部设有螺旋形的惯性通道，惯性通道的横截面为方形。惯性通道的一端的上部设有与上液室连通的开口，另一端的下部设有与下液室连通的开口。惯性通道的开口处的边缘设有半径为5mm的导角，也可采用其他尺寸的倒角。惯性通道的截面形状可为圆形，也可采用其它的截面形状。制作时，采用上下两个流道板对和的方式形成螺旋形的惯性通道，具体的，在下流道板的表面上设置有螺旋形的沟槽，当使其与上流道板进行贴合后，可形成螺旋形的惯性流道。液体在一定压力下，可在上、下液室间自由流动。螺旋形的惯性通道可使液体在流道中流动更加稳定。本领域的技术人员对惯性通道的理解可以是，上述的螺旋形惯性通道是指具有较小流动半径，且具有较长的流动距离的液体流动通道，但本发明所述的螺旋形惯性通道并不局限流道一定是螺旋形的，也可以采用其它流道形状，在此处不做限制。
[0037]外部橡胶主簧为厚壁的橡胶罩体，倒扣在上下液室隔板的上表面。圆底的弹簧座嵌入隔板中，隔板卡入支撑座中，三者共同形成一罩体状的封闭支架，倒扣在上下液室隔板的上表面。内部橡胶主簧成罩体状倒扣在上下液室隔板的上表面，它的上端顶住隔板的下端。橡胶膜片向上扣合在上下液室隔板的下表面。
[0038]外部橡胶主簧、封闭支架和内部橡胶主簧从外层向内层依次设置，且分别固定在上下液室隔板的上端面；外部橡胶主簧、封闭支架和上下液室隔板围成上液室，内部橡胶主簧和上下液室隔板围成还有空气的内气室。橡胶膜片和上下液室隔板围成下液室。隔板、支撑架、内部橡胶主簧和上下液室隔板围成含有空气的外部气室。
[0039]下端盖也呈罩体状向上扣合在橡胶膜片的外围形成一空气室，下安装螺栓固定在下端盖的下端的中心。下端盖的上端开口设有向内弯曲的折边；外部橡胶主簧的下端设有贴合上下液室隔板的向外延伸的上边缘，橡胶膜片的上端设有贴合上下液室隔板的向外延伸的下边缘；折边将上边缘、上下液室隔板和下边缘包裹并压紧。下端盖下端设有通气孔，从而空气室与大气连通。
[0040]上液室和下液室内装有乙二醇液体。
[0041]内气室内部设置有由内部弹簧和质量块组成的动力吸振器。内部弹簧的上端与内部橡胶主簧和隔板的下端相接，内部弹簧的下端吊挂有质量块。内部橡胶主簧及上下液室隔板所构成的内气室内充满空气，有利于质量块在受到振动激励力时上下移动，使运动产生的力与振动激励力反向，可在陷波频率点处使液阻悬置的峰值动刚度降低，提高整个液阻悬置装置的减振效果。
[0042]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具有等效机械结构的被动液阻悬置，其特征在于:包括上液室、下液室、外部气室、内气室、上下液室隔板和由内部弹簧和质量块构成的动力吸振器；从外层向内层，依次是分别紧靠在上下液室隔板的上端面的上液室、外部气室和内气室；动力吸振器位于内气室内； 下液室紧靠在上下液室隔板的下端面； 上下液室隔板内设置有将上液室和下液室连通的惯性通道。
2.按照权利要求1所述的一种具有等效机械结构的被动液阻悬置，其特征在于:它包括上连接螺栓、外部橡胶主簧、封闭支架、内部橡胶主簧、橡胶膜片、下端盖、及下安装螺栓； 外部橡胶主簧、封闭支架和内部橡胶主簧从外层向内层依次设置，且分别通过硫化固定在上下液室隔板的上端面；外部橡胶主簧的内侧、封闭支架的外侧和上下液室隔板的上端围成上液室，封闭支架、内部橡胶主簧和上下液室隔板围成外部气室，内部橡胶主簧和上下液室隔板围成内气室； 橡胶膜片固定在上下液室隔板的下端面，且和上下液室隔板围成下液室； 上连接螺栓安装在外部橡胶主簧上，且上连接螺栓通过外部支撑弹簧与封闭支架相接； 下端盖扣合在橡胶 膜片的外围，下安装螺栓与下端盖固定连接。
3.按照权利要求2所述的一种具有等效机械结构的被动液阻悬置，其特征在于:所述的封闭支架包括:弹簧座、隔板和支撑架；弹簧座固定在隔板的上方，隔板固定在支撑架的上方；上连接螺栓安装在弹簧座的上方，上连接螺栓的下端与弹簧座之间设有外部支撑弹簧。
4.按照权利要求3所述的一种具有等效机械结构的被动液阻悬置，其特征在于:所述内部橡胶主簧的上端与隔板的下端相连接；隔板、支撑架、内部橡胶主簧和上下液室隔板围成外部气室。
5.按照权利要求3所述的一种具有等效机械结构的被动液阻悬置，其特征在于:所述动力吸振器中，内部弹簧的上端与内部橡胶主簧和隔板相接，质量块吊挂在内部弹簧的下端。
6.按照权利要求2所述的一种具有等效机械结构的被动液阻悬置，其特征在于:所述下端盖的上端开口设有向内弯曲的折边；外部橡胶主簧的下端设有贴合上下液室隔板的向外延伸的上边缘，橡胶膜片的上端设有贴合上下液室隔板的向外延伸的下边缘；折边将上边缘、上下液室隔板和下边缘包裹并压紧。
7.按照权利要求6所述的一种具有等效机械结构的被动液阻悬置，其特征在于:所述下端盖设有通气孔。
8.按照权利要求1所述的一种具有等效机械结构的被动液阻悬置，其特征在于:所述惯性通道在水平面上的投影为螺旋形；惯性通道的一端与上液室连通，另一端与下液室连通。
9.按照权利要求8所述的一种具有等效机械结构的被动液阻悬置，其特征在于:所述惯性通道的横截面形状为圆形或方形；惯性通道的开口处设有导角。
10.按照权利要求1所述的一种具有等效机械结构的被动液阻悬置，其特征在于:所述上液室和 下液室内装有乙二醇液体。
【文档编号】F16F13/00GK103671686SQ201310704157
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】杨超峰, 上官文斌, 邓建向, 余良渭 申请人:华南理工大学