动力吸振器以及动力吸振器的使用方法与流程

本发明涉及车辆领域，尤其是涉及一种动力吸振器以及动力吸振器的使用方法。

背景技术：

车辆的nvh(noise、vibration、harshness-噪声、振动与声振粗糙度)开发调试过程中，会产生窄频带的nvh问题，由于工程条件和项目节点限制，需要使用动力吸振器解决该问题。

现有技术中，动力吸振器的频率是固定且不可改变的，在nvh调校过程中，很难选定与问题频率一致的动力吸振器，动力吸振器的频率调节浪费了大量的时间。并且，动力吸振器只能消除特定频率下的振动峰值，针对不同频率的振动，需要制作不同频率的吸振器，导致动力吸振器的使用范围具有局限性。

另外，对于主机厂而言，现有的动力吸振器大部分是通过试验测试得到的实车振动频率，将频率值反馈给供应商后，供应商制作出该频率值的动力吸振器，主机厂将该动力吸振器在安装在实车上，用来吸收振动。但是供应商提供的动力吸振器的结构和外形，只适用于某一特定结构下的车辆构件，比如副车架等。一旦车辆构件或布置进行调整后，由于问题频率和安装空间等的限制，原有的动力吸振器已不再适用。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种动力吸振器，在车辆的nvh调校过程中，该动力吸振器可以快速准确的调节出与共振部件相同的振动频率，从而可以节省调节动力吸振器的频率时间，也可以扩大动力吸振器的使用范围，并且，车辆的振动部件进行调整后，动力吸振器可以安装在振动部件上。

本发明进一步地提出了一种动力吸振器的使用方法。

根据本发明的动力吸振器，包括：底座；支撑板，所述底座和所述支撑板之间连接有刚度可调的弹性件，所述支撑板设有重量可调的质量块。

根据本发明的动力吸振器，通过设置弹性件和质量块，能够改变动力吸振器的频率，在车辆的nvh调校过程中，可以快速准确的调节出与共振部件相同的振动频率，从而可以节省调节动力吸振器的频率时间，也可以扩大动力吸振器的使用范围，并且，动力吸振器的调谐精度高，不局限于一个范围内，同时，车辆的振动部件进行调整后，该动力吸振器不受限于动力吸振器在实车上的安装空间限制，可以保证动力吸振器能安装在振动部件上。

在本发明的一些示例中，所述弹性件包括多个弹簧，多个所述弹簧连接在底座和所述支撑板之间。

在本发明的一些示例中，所述底座设有第一连接结构，所述第一连接结构适于与所述弹簧可拆卸连接；所述第一连接结构为多个，多个所述弹簧与多个所述第一连接结构一一对应。

在本发明的一些示例中，所述支撑板设有第二连接结构，所述第二连接结构适于与所述弹簧可拆卸连接；所述第二连接结构为多个，多个所述弹簧与多个所述第二连接结构一一对应。

在本发明的一些示例中，所述支撑板的上表面设有多个安装槽，所述质量块包括多个子质量块，多个所述子质量块与多个所述安装槽一一对应；所述子质量块可拆卸地设于所述安装槽内。

在本发明的一些示例中，所述的动力吸振器还包括：连接件，所述底座设有滑动导向孔，所述连接件穿过所述滑动导向孔后适于与车辆的零部件连接。

根据本发明的动力吸振器的使用方法，所述动力吸振器为上述的动力吸振器，使用方法包括以下步骤：获取车辆的问题零部件的第一振动频率和质量参数；根据所述第一振动频率和所述质量参数确定所述动力吸振器的预期总质量和预期总刚度；根据所述预期总质量和所述预期总刚度将所述动力吸振器的总质量调整为所述预期总质量，且将所述动力吸振器的总刚度调整为所述预期总刚度；将所述动力吸振器安装于所述问题零部件上；将所述动力吸振器安装于所述问题零部件上后，检验所述车辆的nvh性能。

根据本发明的动力吸振器的使用方法，在车辆的nvh调校过程中，可以准确调节出与问题零部件相同的振动频率，从而可以节省改变动力吸振器的频率时间，也可以扩大动力吸振器的使用范围，并且，动力吸振器的调谐精度高，不局限于一个范围内，同时，车辆的问题零部件进行调整后，该动力吸振器不受限于动力吸振器在实车上的安装空间限制，可以保证动力吸振器能安装在振动部件上。

在本发明的一些示例中，所述质量参数包括：所述问题零部件的实际质量以及质量比。

在本发明的一些示例中，所述根据所述预期总质量和所述预期总刚度将所述动力吸振器的总质量调整为所述预期总质量，且将所述动力吸振器的总刚度调整为所述预期总刚度后，测试所述动力吸振器的第二振动频率，并判断所述第一振动频率是否等于所述第二振动频率，如果是，将所述动力吸振器安装于所述问题零部件上；如果否，调整所述动力吸振器的总质量和总刚度，以使所述第一振动频率等于所述第二振动频率。

在本发明的一些示例中，将所述动力吸振器安装于所述问题零部件上，包括：检测所述动力吸振器的减振效果是否满足设计要求，当检测所述动力吸振器的减振效果满足设计要求时，根据所述问题零部件的安装位置和安装空间选择合适尺寸的所述质量块和所述弹性件，并将所述弹性件更换为满足预期总刚度的橡胶件。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的动力吸振器的爆炸图；

图2是根据本发明实施例的动力吸振器的侧视图；

图3是根据本发明实施例的动力吸振器的使用方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的整车加速座椅抖动问题峰值的示意图；

图5是根据本发明实施例的动力吸振器的实测频率示意图；

图6是根据本发明实施例的动力吸振器安装在车辆和未安装在车辆上座椅振动峰值对比示意图；

图7是根据本发明实施例的动力吸振器和问题零部件配合的原理图。

附图标记：

动力吸振器10；

底座20；第一连接结构21；安装槽22；

支撑板30；

质量块40；子质量块401；

弹性件50；滑动导向孔60；连接件70。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图7描述根据本发明实施例的动力吸振器10。

如图1-图7所示，根据本发明实施例的动力吸振器10包括：底座20和支撑板30。底座20和支撑板30之间连接有刚度可调的弹性件50，也可以理解为，弹性件50安装于底座20与支撑板30之间，弹性件50可以为弹簧50，也可以为其他弹性物质，支撑板30设置有重量可调的质量块40，也就是说，质量块40设置于支撑板30上。

需要说明的是，动力吸振器10安装在车辆的振动部件上后，动力吸振器10产生的振动力与振动部件产生频率的振动相互抵消。弹性件50的刚度可调，质量块40的重量可调，通过调节质量块40的重量和弹性件50的刚度，能够改变动力吸振器10的质量和刚度，可以调整节出多种频率的动态动力吸振器10。在车辆的nvh调校过程中，根据振动部件的振动频率，动力吸振器10可以简单、快速、准确调节出与振动部件相同的振动频率，从而可以节省改变动力吸振器10的频率时间，进而可以高效地进行nvh问题调校与验证。并且，动力吸振器10的调谐精度高，不局限于一个范围内，通过改变动力吸振器10的频率，能够使动力吸振器10适用于不同振动部件的振动抵消，与现有技术相比，该动力吸振器10的使用范围更广，也可以扩大动力吸振器10的使用范围，从而可以提升动力吸振器10通用性。同时，车辆的振动部件进行调整后，根据实车振动部件位置的安装空间，能够灵活选取弹性件50的材料和形状，质量块40的材料和形状，使动力吸振器10不受限于动力吸振器10在实车上的安装空间限制，可以保证动力吸振器10能安装在振动部件上，进而可以解决车辆的窄频带的nvh问题。

由此，通过设置弹性件50和质量块40，能够改变动力吸振器10的频率，在车辆的nvh调校过程中，动力吸振器10可以快速准确的调节出与共振部件相同的振动频率，从而可以节省调节动力吸振器10的频率时间，也可以扩大动力吸振器10的使用范围，并且，动力吸振器10的调谐精度高，不局限于一个范围内，同时，车辆的振动部件进行调整后，该动力吸振器10不受限于动力吸振器10在实车上的安装空间限制，可以保证动力吸振器10能安装在振动部件上。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，弹性件50可以包括多个弹簧50，多个弹簧50连接在底座20和支撑板30之间，需要说明的是，多个弹簧50中的至少两个弹簧50的刚度不同，多个弹簧50的刚度也可以相同。其中，弹簧50的刚度确定动力吸振器10整体刚度，通过多个弹簧50中任意弹簧50的自由组合，可以调节出不同刚度的动力吸振器10，从而可以实现改变动力吸振器10的刚度的作用，进而可以提高动力吸振器10的工作性能。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，底座20可以设置有第一连接结构21，第一连接结构21适于与弹簧50可拆卸连接，也可以理解为，多个弹簧50均可拆卸地与第一连接结构21连接，第一连接结构21为多个，多个弹簧50与多个第一连接结构21一一对应设置，也就是说，每个弹簧50都有一个相应的第一连接结构21与其连接，这样设置可以改变底座20与支撑板30之间弹簧50的连接数量，实现动力吸振器10的刚度调节，从而可以更加方便、快捷地将动力吸振器10调节至适宜刚度，进而可以通过不同的刚度改变动力吸振器10的频率。

在本发明的一些实施例中，支撑板30可以设置有第二连接结构，第二连接结构适于与弹簧50可拆卸连接，第二连接结构31可以设置为多个，多个弹簧50与多个第二连接结构31一一对应设置，这样设置可以改变底座20与支撑板30之间弹簧50的连接数量，实现动力吸振器10的刚度调节，从而可以更加方便、快捷地将动力吸振器10调节至适宜刚度，进而可以通过不同的刚度改变动力吸振器10的频率，并且，也能够将弹簧50与支撑板30连接在一起。

在本发明的一些实施例中，支撑板30的上表面可以设置有多个安装槽22，质量块40可以包括多个子质量块401，多个子质量块401与多个安装槽22一一对应设置，也可以理解为，一个安装槽22内设置一个子质量块401，多个子质量块401中的至少两个子质量块401的质量不同，多个子质量块401的质量也可以相同。优选地，多个子质量块401的质量均不相同。子质量块401可拆卸地设置于安装槽22内，保证子质量块401可以拆卸，其中，根据车辆上的振动部件的振动频率，通过不同质量和不同数量的子质量块401组合，可以快速调节出准确的动力吸振器10质量，从而可以调节出多种频率的动力吸振器10。

在本发明的一些实施例中，动力吸振器10还可以包括：连接件70，底座20可以设置有滑动导向孔60，滑动导向孔60在底座20的厚度方向贯穿底座20，滑动导向孔60可以构造为长圆型孔，连接件70穿过滑动导向孔60后适于与车辆的零部件(振动部件)连接。其中，连接件70作为动力吸振器10与车辆的主要连接部件，优选地，连接件70为螺栓70，螺栓70可以将动力吸振器10和车辆的振动部件可靠地连接在一起，并且，通过连接件70在滑动导向孔60内滑动，能够将动力吸振器10装配在车辆的不同位置处的零部件上，可以使动力吸振器10的安装不局限于车型，使动力吸振器10的运用更加广泛，也更加方便快捷，解决了现有技术中很多车型安装空间不足导致动力吸振器10装配难的问题。

需要说明的是，本申请通过调节质量块40的质量和弹性件50的刚度来调节动力吸振器10的频率，如图1所示，具体地，动力吸振器10包括：底座20、弹簧50、第一连接结构21、第二连接结构、质量块40、安装槽22、滑动导向孔60以及螺栓70。其中底座20和支撑板30上分别设有六个弹簧50固定点(第一连接结构21、第二连接结构)，底座20和支撑板30由六个弹簧50连接在一起，通过不同刚度的弹簧50组合和不同数量的弹簧50组合来调节动力吸振器10的刚度。支撑板30设有六个安装槽22，用于安装子质量块401，通过不同的质量和不同数量的子质量块401组合来调节动力吸振器10的质量，从而可以调节出多种频率的动力吸振器10，可根据不同振动的频率直接调节并选用，简单、直接、高效地进行车辆的nvh问题调校与验证。

根据本发明实施例的动力吸振器的使用方法，动力吸振器可以为上述实施例的动力吸振器，使用方法如图3所示，使用方法包括以下步骤：

s1、获取车辆的问题零部件(上述的振动部件)的第一振动频率和质量参数；

s2、根据第一振动频率和质量参数确定动力吸振器的预期总质量和预期总刚度；

s3、根据预期总质量和预期总刚度将动力吸振器的总质量调整为预期总质量，且将动力吸振器的总刚度调整为预期总刚度；

s4、将动力吸振器安装于问题零部件上。

s5、将动力吸振器安装于所述问题零部件上后，检验车辆的nvh性能。

需要说明的是，动力吸振器的基本原理是在问题零部件上设置动力吸振器，使动力吸振器产生振动力与问题零部件的振动激励力相位相差180°，从而由动力吸振器运动产生的力来抵消问题零部件频率的振动。

具体地，如图7所示，设m1表示问题零部件的质量，m2表示动力吸振器的质量，x1和x2分别是问题零部件和动力吸振器的位移，k1和k2分别是问题零部件和动力吸振器的刚度，f0sinωt为强迫振动的简谐外力，动力吸振系统的动力方程可写成：

将式(1)化为矩阵形式

令x1＝a1sinωt，x2＝a2sinωt，带入式(2)

可求得主振动系统与动力吸振器的振幅a1、a2分别为

由于振幅大小表征振动烈度，若要对问题零部件进行减振，则应将其振幅降低。由式(3)可知，当k2-m2ω²＝0即时，即当外界激振频率等于吸振器固有频率时，主系统振幅为a1＝0。

所以动力吸振器调谐的核心是使其频率与问题频率一致。如何通过调节动力吸振器的质量和刚度来快速确定正确的动力吸振器频率，是解决问题的关键。所以要先获取车辆的问题零部件的第一振动频率和质量参数。再根据第一振动频率和质量参数确定动力吸振器的预期总质量和预期总刚度。然后根据预期总质量和预期总刚度将动力吸振器的总质量调整为预期总质量，并且将动力吸振器的总刚度调整为预期总刚度。最后将动力吸振器安装于问题零部件上。其中，通过上述实施例的动力吸振器就可将动力吸振器的刚度和质量调节至预期总质量和预期总刚度，能够改变动力吸振器的频率，在车辆的nvh调校过程中，可以快速准确的调节出与振动部件相同的振动频率，从而可以节省调节动力吸振器的频率时间，也可以扩大动力吸振器的使用范围，并且，动力吸振器的调谐精度高，不局限于一个范围内，同时，车辆的振动部件进行调整后，该动力吸振器不受限于动力吸振器在实车上的安装空间限制，可以保证动力吸振器能安装在振动部件上，从而可以解决车辆的窄频带的nvh问题。

在本发明的一些实施例中，质量参数可以包括：问题零部件的实际质量以及质量比，μ＝预期总质量/问题零部件的实际质量，质量比大于0.1，通过公式：μ＝预期总质量/问题零部件的实际质量可以求出预期总质量的值，通过公式第一振动频率、预期总质量，可以计算出预期总刚度和预期总质量，然后将上述实施例的动力吸振器调至预期总刚度和预期总质量，这样设置可以求出预期总质量和预期总刚度，从而可以使动力吸振器准确调节至预期总质量和预期总刚度。

在本发明的一些实施例中，根据预期总质量和预期总刚度将动力吸振器的总质量调整为预期总质量，且将动力吸振器的总刚度调整为预期总刚度后，采用锤击模态法测试动力吸振器的第二振动频率，并判断第一振动频率是否等于第二振动频率，如果是，将动力吸振器安装于问题零部件上。如果否，即第一振动频率不等于第二振动频率，调整动力吸振器的总质量和总刚度，以使第一振动频率等于第二振动频率。这样设置可以通过判断第一振动频率和第二振动频率是否相等判断动力吸振器的频率是否符合问题零部件的要求，若是不等可以重新对动力吸振器做出调整，直至第一振动频率和第二振动频率相等为止，然后将动力吸振器安装在问题零部件上。如此设置可以提高调谐的精度。

在本发明的一些实施例中，将动力吸振器安装于问题零部件上可以包括：检测动力吸振器的减振效果是否满足设计要求，当检测动力吸振器的减振效果满足设计要求时，根据问题零部件的安装位置和安装空间选择合适尺寸的质量块和弹性件，并将弹性件更换为满足预期总刚度的橡胶件，将质量块(铁块)固定在橡胶件上，橡胶件固定在底座上。

在本发明的一些实施例中，将动力吸振器安装于问题零部件上后，检验车辆的nvh性能。通过最后的检验来判定动力吸振器是否成功解决了车辆nvh的性能问题，防止测试过程中出现错误，更好地解决车辆的nvh性能问题。

具体地，作为一个示例，上述的动力吸振器的使用方法包括以下步骤：

s501：通过试验测试获取实车某个问题零部件的第一振动频率和质量参数，如副车架或方向盘等的第一振动频率ω1，并估算激振力幅值fa大小，选择合适的弹簧组合，确定合适的动力吸振器刚度使得动力吸振器振幅为空间许可的合理值，并且弹簧能够经受这一振幅下的疲劳应力；

s502：根据该问题零部件的质量m1及质量比(μ＝m2/m1＞0.1)，选择合适的动力吸振器的总质量m2；

s503：通过及ω1、m2，得到总刚度k2；

s504：采用上述实施例的动力吸振器组合出不同的总质量及总刚度，使得总质量及总刚度满足m2、k2；

s505：采用锤击模态法测试该动力吸振器的固有频率ω2；

s506：若ω1≠ω2，则调整质量块及弹簧的组合，使得ω2＝ω1；

s507：将调整后的动力吸振器固定在问题零部件上，通过nvh测试来验证问题零部件的效果是否满足设计要求；

s508：当满足要求时，根据不同问题零部件的安装位置及安空间，选择合适尺寸的铁块，使得铁块质量满足调整后的m2，选择合适刚度的橡胶，使得橡胶刚度满足调整后的k2；

s509：将步骤s508中的铁块固定在橡胶上，在橡胶底部固定底座上，将该动力吸振器固定在问题零部件上，随实车组装并验证。

其中，μ太小，即m2太轻，会导致问题零部件的振幅难以趋近于0，μ太小，即m2太重，会导致固定在实车上的动力吸振器总重过大，不满足轻量化造车的要求，因此将μ大于0.1，能够使μ的值更加适宜，可以使问题零部件的振幅趋近于0，也可以避免固定在实车上的动力吸振器总重过大。

进一步地，如图4-图6所示，在某车型地板上加装动力吸振器。

某车型在三档缓油门加速和全油门加速1590rpm时，车内座椅感觉到明显抖动。经排查，是由三缸发动机1.5阶引起的39hz振动激励地板结构共振，从而导致座椅抖动。在地板共振处试验安装组合质量为3.6kg、组合刚度为5.8n/mm、共振频率为39hz动力吸振器后，车内座椅抖动明显改善。

其中动力吸振器的匹配方法，步骤如下：

(a)通过nvh排查测试确认问题峰值存在于1590rpm，根据计算公式freq＝rpm/60*order，问题中心频率＝1590rpm/60*1.5＝39.75hz(三缸机问题阶次为1.5阶次)，以此设定动力吸振器的频率；

(b)通过计算确定动力吸振器的组合质量与组合刚度，通过该发明组合完毕并采用锤击法测试动力吸振器的固有频率，最后调试得到固有频率为39hz的动力吸振器；

(c)将匹配好的动力吸振器安装的实车地板上进行整改效果验证，根据实车状态调整动力吸振器的总重量和总刚度，直至根据实车抖动问题解决的最优效果调节出最优的质量与刚度，获取安装动力吸振器前后座椅抖动对比结果如图6所示。需要说明的是，图6中峰值高的曲线为动力吸振器安装前座椅振动曲线，峰值低的曲线为动力吸振器安装后座椅振动曲线。

(d)最后，根据实车的实际安装空间和试验匹配所得的质量和刚度来制造满足量产要求的动力吸振器。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。