一种多桥式结构车辆橡胶减震装置的制作方法

1.本发明涉及车辆用减震装置领域，特别是一种多桥式结构车辆橡胶减震装置。


背景技术：

2.振动和冲击与车辆运行有关。这些振动和冲击包括诸如由发动机和变速器之类的动力传动系产生的振动，车轮接触路面时产生的振动以及由不规则引起的冲击等。
3.为了减轻这种振动和冲击，在车辆中安装了各种减震装置。车辆的减震装置主要分为橡胶衬套(rubber bushing)和液压衬套(hydraulic bushing)。橡胶衬套利用橡胶隔震垫的阻尼特性，而液压套管利用其中灌入的流体的阻尼特性来衰减震动或冲击。橡胶衬套按结构一般大致分为管式衬套和桥式衬套。图1是现有管式橡胶衬套的示意性剖视图，如图1的橡胶衬套包含内管10、包围内管10的外管20、径向内侧连接到内管10并且径向外侧包括连接到外管20的橡胶隔震垫30。橡胶隔震垫30沿着橡胶衬套的纵向方向具有基本连续的截面结构。内管10和外管20由金属或硬质塑料材料制成，并且是用于连接车辆的其他零件；橡胶隔震垫30作为衰减内管10和外管20之间的振动，并且如图1，橡胶隔震垫30是填充为内管10和外管20所有空间的管式衬套形式。
4.在现有技术中，如果振动的输入频率和橡胶隔震垫30的固有频率一致，则会发生振动振幅被放大的问题。图2至图4是不同类型的现有桥式橡胶衬套的示意性剖视图。在图2至图4中，内管10和外管20分别具有不同的形状，但是可以看作它们在功能上与图1的基本相同。
5.然而，在图2至图4中，与图1不同的是橡胶隔震垫30实际为分离的桥式形态。在此橡胶隔震垫30被分割实际上意味着对振动衰减做出贡献的部分被分割。
6.当将这种桥式橡胶隔震垫30的最短长度l定义为从与内管10粘结的部分到与外管20粘结的部分的最短长度时，当与其他桥式橡胶绝缘子30相比时，因为每个桥式橡胶绝缘子30所接合的内部和外部结合区域的形状彼此相同或对称所以橡胶隔震垫30的形状不仅相对于另一种桥式的橡胶隔震垫30的形状相同或对称，而且最短长度l相同。
7.因此，在桥式橡胶衬套中，各桥式橡胶绝缘子具有相同的固有频率，因此，当输入振动的输入频率与各橡胶隔震垫30的固有频率一致时，振动的振幅仍然会增大。
8.像这样，橡胶隔震垫30在内燃机或电动机驱动时衰减连续输入的各种振动，但是当输入振动的输入频率与橡胶隔震垫30的固有频率匹配时，该振动被放大。
9.为了解决固有频率下的振动放大的问题，正在摸索如下各种措施，但实际上很难把它们被认为是适当的替代方案。
10.(1)为了减小共振能量，可以增加阻尼值，但是当阻尼值增加时，橡胶绝缘子的动刚度也与此成比例地增加，在一般常用的使用区间会发生较大振动的问题。
11.(2)可以通过调节橡胶隔震垫的刚度来移动峰值频率，但是由于必须将橡胶隔震垫的刚度限制在系统所需的刚度范围内，因此必须有限地调节橡胶绝缘子的刚度难以获得令人满意的效果。
12.(3)另外可以安装一个单独的动态吸震装置来解决固有频率下的振动放大问题，但是由于安装价格和重量的原因导致实用性不强，再有考虑到各种输入频率，存在在其他频域中可能会出现其他问题的风险。


技术实现要素：

13.本发明的目的是要解决现有技术中存在的问题，提供一种多桥式结构车辆橡胶减震装置，以解决橡胶衬套式车辆减震装置在固有频率下的振动放大问题。
14.为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
15.一种多桥式结构车辆橡胶减震装置，包括设置于外管体内的内管体，所述内管体外壁与外管体内壁之间设置有多桥式结构的橡胶隔震垫，所述多桥式结构的橡胶隔震垫的外壁与外管体的内壁连接，多桥式结构的橡胶隔震垫的内壁与内管体的外壁连接；所述多桥式结构的橡胶隔震垫中的至少一个桥的固有频率与其他桥式橡胶隔震垫的固有频率不同。
16.作为本发明的一种优选方案，所述多桥式结构的橡胶隔震垫中的至少一个桥的最短长度与其他桥的最短长度不同，所述最短长度为桥与内管体外壁接合处和桥与外管体内壁接合处之间的最小距离。
17.作为本发明的一种优选方案，所述多桥式结构的橡胶隔震垫的每一个桥的一阶固有频率控制在400hz-3000hz。
18.作为本发明的一种优选方案，所述内管体外壁朝向外管体内壁设有突起，相应地与内管体外壁的突起连接处的多桥式结构的橡胶隔震垫的内壁设有凹槽。
19.作为本发明的一种优选方案，所述外管体内壁朝向内管体外壁设有突起，相应地与外管体内壁的突起连接处的多桥式结构的橡胶隔震垫的外壁壁设有凹槽。
20.作为本发明的一种优选方案，所述的多桥式结构的橡胶隔震垫其中一个桥的最短长度是其他任何一个桥的最短长度的70％-98％。
21.作为本发明的一种优选方案，所述内管体和外管体由金属或硬质塑料材料制成。
22.作为本发明的一种优选方案，所述多桥式结构的橡胶隔震垫设置四个桥。
23.与现有技术相比，与现有技术相比，本发明通过改变内管体和外管体的形状和中间橡胶桥式结构的尺寸结构来解决车辆用橡胶衬套减震装置的高频振动时振幅增大问题，多桥式结构的橡胶隔震垫的其中至少一个桥的固有频率和其他桥不同，从而减少整体共振能量。
附图说明
24.图1是现有技术的一种管式橡胶衬垫的剖面示意图。
25.图2是现有技术的第一种桥式橡胶衬套的剖面示意图。
26.图3是现有技术的第二种桥式橡胶衬套的剖面示意图。
27.图4是现有技术的第三种桥式橡胶衬套的剖面示意图。
28.图5是本发明的多桥式结构车辆橡胶减震装置的正视图。
29.图6是图5的a-a基准的剖视图。
30.图7是图5的b-b基准的剖视图。
31.图8是图5的内管的正视图。
32.图9是根据本发明的一个实施例与现有技术之间的共振能的差异示意图。
具体实施方式
33.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定发明。
34.如图5-8所示，本实施例提供了一种多桥式结构车辆橡胶减震装置，包括设置于外管体120内的内管体110，内管体110和外管体120由金属或硬质塑料材料制成用于与车辆的其他零件联接；所述内管体110外壁与外管体120内壁之间设置有多桥式结构的橡胶隔震垫130，所述多桥式结构的橡胶隔震垫130的外壁与外管体120的内壁连接，多桥式结构的橡胶隔震垫130的内壁与内管体110的外壁连接；所述多桥式结构的橡胶隔震垫130中的至少一个桥的固有频率与其他桥式橡胶隔震垫的固有频率不同。
35.如图6所示，本实施例的多桥式结构的橡胶隔震垫130设置四个桥(对应图6中的一个桥130a、一个桥130b、两个桥130c)，但是根据实施例可以改变多桥式结构的橡胶隔震垫130的桥的个数。所述多桥式结构的橡胶隔震垫130的一阶固有频率控制在400hz-3000hz。
36.像这种多桥式结构的橡胶隔震垫130的一阶固有频率，多桥式结构的橡胶隔震垫130具有适合橡胶衬套基本静刚性，本车辆用减震装置对整个领域有振动衰减作用，尤其是对400hz～3000hz以内的共振衰减很有效果。多桥式结构的橡胶隔震垫130的其中一个桥的最短长度是其他任何一个其他桥的最短长度的70％-98％。
37.如果某一个桥的最短长度不足其他任意一个桥的最短长度的70％时，可能会因共振能量的急剧变化而导致整体减震不稳定。特别是，在多桥式结构的橡胶隔震垫130中，一个桥的一阶固有频率与其他一个桥的一阶固有频率存在40hz～1000hz以内的差异更为理想。这是因为如果一个桥的一阶固有频率与另一个桥的一阶固有频率相差不到40hz时，导致能量不能分离，共振能衰减效果不明显。另外一个原因是，如果一个桥的一阶固有频率与另一个桥的一阶固有频率相差超过1000hz时，就会因急剧变化的共振能而引发整体的减震不稳定。
38.本实施例中，多桥式结构的橡胶隔震垫130的至少一个桥的最短长度与其他桥的最短长度不同，所述最短长度是桥与内管体110外壁接合处和桥与外管体120内壁接合处之间的最小距离。本实施例提供了最短长度为la的1个桥130a、最短长度为lb的1个桥130b和与现有技术长度lc相同的2个桥130c。视情况而定，多桥式结构的橡胶隔震垫130的所有的桥可以具有不同的最短长度，或者仅一个桥具有不同的最短长度。
39.而现有技术的桥式橡胶隔震垫的桥都具有相同的最短长度。现有技术中的桥式橡胶隔震垫的内管和外管的连接形态与其他绝缘体的内管和外管连接形态相同或对称，因此现有技术的桥式橡胶隔震垫具有相同或对称的形态。因此，在现有术中，桥式橡胶隔震垫都具有相同的固有频率，因此在其固有频率上会产生较大的共振能量(k*)。另外，桥式橡胶隔震垫的固有频率具有大致与桥式橡胶隔震垫长度的平方成反比的特性。
40.因此，如果改变桥式橡胶隔震垫的桥的最短长度，桥式橡胶隔震垫的固有频率会发生较大的变化。
41.本实施例通过改变多桥式结构的橡胶隔震垫130的桥的最短长度将不同的桥的固
有振动固有频率(或峰值频率)大小相异，用来分散共振能量。
42.具体地，本实施例中所述内管体110外壁朝向外管体120内壁设有突起111a、111b，相应地与内管体110外壁的突起连接处的多桥式结构的橡胶隔震垫130的内壁设有凹槽。当然也可以在所述外管体120内壁朝向内管体110外壁设有突起，相应地与外管体120内壁的突起连接处的多桥式结构的橡胶隔震垫130的外壁壁设有凹槽。
43.为了验证本发明的多桥式结构车辆橡胶减震装置的减震效果，如图9展示了图2这种常规方式和图6展示了本发明的实施例方式的共振能差异。从图中可以看到，发明的多桥式结构车辆橡胶减震装置的共振能量明显降低。
44.本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。