專利名稱:半主動控制式車輛動力總成磁流變體液壓懸置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型為半主動控制式車輛動力總成磁流變體液壓懸置,用于一般車輛動力總成的支撐元件,用來固定、支撐動力總成,同時減少發(fā)動機(jī)的振動向車身的傳遞,降低車輛的噪聲,提高車輛乘坐的舒適性。
現(xiàn)代汽車正朝著小型化、舒適化、低成本和低噪聲方向發(fā)展。中高級以上轎車普遍采用發(fā)動機(jī)前置前驅(qū)動的型式,發(fā)動機(jī)多使用平衡性差的四缸機(jī),車身為整體式薄壁結(jié)構(gòu),這樣也必然導(dǎo)致汽車彈性的增加,振動趨勢上升。發(fā)動機(jī)作為一個主要的振源,其振動的傳遞途徑是由動力總成經(jīng)懸置傳遞到車架或車身上,因此最大限度的減少發(fā)動機(jī)的振動和噪聲向車身的傳遞是汽車減震和降噪的關(guān)鍵。動力總成懸置作為振動傳遞途徑中的一個重要元件,對汽車的隔振降噪來說是不可忽視的一個環(huán)節(jié),其隔振性能直接影響著汽車的振動和噪聲狀況,對汽車舒適性和汽車部件的正常工作及壽命有著重要的影響。
目前,常用的懸置件主要有普通橡膠懸置和液壓懸置件。橡膠懸置件由于其動特性隨頻率的變化很小,不能滿足現(xiàn)代車輛對減振、降噪的更高的要求。液壓懸置是本世紀(jì)70年代末開始應(yīng)用的新型懸置件,其結(jié)合了橡膠阻尼和液體阻尼的特性,性能較橡膠懸置件有了很大的提高,其充注的液體多為水和乙二醇的混合物,通常只能在某一頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的減振性能,而不能在整個工作范圍內(nèi)滿足要求,即通過增大阻尼可降低發(fā)動機(jī)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時的振動的傳遞率,但同時,由于阻尼的增加也加大了高頻時振動的傳遞率,不利于高頻降噪。美國專利US-5398917采用的液體為磁流變體,其中間結(jié)構(gòu)線圈的中心孔不是通孔,設(shè)置有橡膠膜;專利中的另一種中間結(jié)構(gòu)其連接上、下液室的通孔設(shè)置在邊緣部分。采用了磁流變體后對解決低頻特性較有利,對高頻降噪效果仍不明顯。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足,而提出的帶有橡膠解耦環(huán)的半主動控制式車輛動力總成磁流變體液壓懸置是一種全新的液壓懸置,可在車輛工作的頻率范圍內(nèi)同時滿足低頻減振和高頻降噪的要求,大大改善車輛的乘座舒適性。
本實(shí)用新型的上述目的由如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)這種半主動控制式車輛動力總成磁流變體液壓懸置,包括連接螺栓、橡膠主簧、限位擋板、線圈、橡膠解耦環(huán)、橡膠底膜、外殼、磁流變體;連接螺栓、橡膠主簧、主簧支座、下部分殼體及連接螺栓形成了一個完全封閉的空間,由限位擋板、上隔板、下隔板、線圈、橡膠解耦環(huán)組成的中間結(jié)構(gòu)將這個封閉的空間分隔為上、下兩部分,分別稱為上液室、下液室,兩個液室通過限位擋板上均勻分布的圓形孔及線圈中間部分的中心孔連通,液室中充滿了磁流變體;連接螺栓鑲嵌在橡膠主簧的中部,橡膠主簧的外圍和喇叭形的主簧支座硫化在一起,橡膠主簧的底部為梯形,中間結(jié)構(gòu)部分倒盆形的限位擋板緊靠主簧支座底部,上隔板緊貼限位擋板的內(nèi)側(cè)面,下隔板緊靠上隔板的底部,線圈固定在圓環(huán)形的上隔板和下隔板的內(nèi)部,其中心設(shè)置有中心孔,與上、下液室連通,線圈和上隔板的上表面與限位擋板底部之間設(shè)有間隙,上隔板與下隔板連接部分的外壁有環(huán)行的凹槽,帶有金屬骨架的橡膠解耦環(huán)卡接在凹槽內(nèi);橡膠解耦環(huán)的下面設(shè)置有橡膠底膜形成下液室的底部,主簧支座和下部殼體及連接螺栓通過螺栓、彈簧墊片、螺母及密封墊片連接在一起,形成封閉的外殼。半主動控制式車輛動力總成磁流變體液壓懸置上的連接螺栓的底座部分帶有均布的環(huán)行凹槽。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是在高頻區(qū),振動的振幅很小(0.1mm左右),液壓懸置中的液體運(yùn)動位移基本為零,使液壓懸置的減振作用大大減弱,這就是所謂的“高頻動態(tài)硬化”。本發(fā)明除了通過調(diào)節(jié)磁流變體的粘度以外,采用橡膠解耦環(huán),可大大改善液壓懸置的高頻動態(tài)硬化。在車輛工作的頻率范圍內(nèi)同時滿足低頻減振和高頻降噪的要求,大大改善車輛的乘座舒適性。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由附
圖1~7給出。
圖1為帶有橡膠解耦環(huán)的半主動控制式車輛動力總成磁流變體液壓懸置結(jié)構(gòu)圖圖2(a)為上連接螺栓、橡膠主簧、主簧支座的硫化結(jié)構(gòu)主視圖圖2(b)為上連接螺栓、橡膠主簧、主簧支座的硫化結(jié)構(gòu)俯視圖圖3(a)為上連接螺栓體結(jié)構(gòu)主視圖圖3(b)為上連接螺栓體結(jié)構(gòu)俯視圖圖4(a)為帶橡膠解耦環(huán)的中間隔板結(jié)構(gòu)主視圖圖4(b)為帶橡膠解耦環(huán)的中間隔板結(jié)構(gòu)俯視圖5(a)為橡膠底膜結(jié)構(gòu)主視圖圖5(b)為橡膠底膜結(jié)構(gòu)俯視圖圖6(a)為下部分殼體及連接螺栓結(jié)構(gòu)主視圖圖6(b)為下部分殼體及連接螺栓結(jié)構(gòu)俯視圖圖7(a)為限位擋板結(jié)構(gòu)主視圖圖7(b)為限位擋板結(jié)構(gòu)俯視圖圖中主要結(jié)構(gòu)為導(dǎo)線1、密封環(huán)2、橡膠主簧3、連接螺栓4、主簧支座5、磁流變體6、限位擋板7、上隔板8、解耦橡膠環(huán)9、金屬骨架10、螺栓11、彈簧墊片12、螺母13、下部分殼體及連接螺栓14、橡膠底膜15、線圈16、下隔板17、密封墊片18、中心孔19、圓形孔20。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型加以詳細(xì)說明。
其主要結(jié)構(gòu)及工作原理為連接螺栓4、橡膠主簧3、主簧支座5、下部分殼體及連接螺栓14等形成了一個完全封閉的空間,由限位擋板7、上隔板8、下隔板17、線圈16、橡膠解耦環(huán)9等組成的中間結(jié)構(gòu)將這個封閉的空間分隔為上、下兩部分,分別稱為上液室、下液室,兩個液室通過限位擋板7上均勻分布的圓形孔20及線圈16中間部分的中心孔19連通。液室中充滿了磁流變體6。連接螺栓4鑲嵌在橡膠主簧3的中部,橡膠主簧3的外圍和喇叭形的主簧支座5硫化在一起。連接螺栓4的底座部分帶有均布的環(huán)行凹槽以增加和橡膠主簧3的接觸面積,加強(qiáng)二者之間的粘接力。橡膠主簧3的底部為梯形。中間結(jié)構(gòu)部分倒盆形的限位擋板7緊靠主簧支座5底部,起著限位的作用,防止液壓懸置在受到?jīng)_擊力時損壞線圈16等部件,同時其上部均勻分布的圓形孔20,可使磁流變體通過這些圓孔在上、下液室間流動。上隔板8緊貼限位擋板7的內(nèi)側(cè)面,下隔板17緊靠上隔板8的底部,線圈16固定在圓環(huán)形的上隔板8和下隔板17的內(nèi)部,其中心設(shè)置有中心孔19,與上、下液室連通。線圈16和上隔板8的上表面與限位擋板7底部之間設(shè)有間隙,上隔板8與下隔板17連接部分的外壁有環(huán)行的凹槽,帶有金屬骨架10的橡膠解耦環(huán)9卡接在凹槽內(nèi)。橡膠解耦環(huán)9的下面設(shè)置有橡膠底膜15形成下液室的底部。主簧支座5和下部殼體及連接螺栓14通過螺栓11、彈簧墊片12、螺母13及密封墊片18連接在一起,形成封閉的外殼。線圈16的引出導(dǎo)線1通過在主簧支座5上帶有密封環(huán)2的小孔引出,與控制器連接。限位擋板7用金屬材料制成。
液室內(nèi)充注的磁流變體一般由分散在載體介質(zhì)(最普通的是礦物油或硅氧油)中的微小的、可磁化的極性粒子組成。當(dāng)作用一個磁場時就形成了粒子鏈。在剪切力存在的條件下,粒子鏈的形成與斷裂之間的平衡取決于磁流變體的磁場屈服強(qiáng)度。當(dāng)沒有磁場作用時,磁流變體可以自由流動。在磁場的作用下,磁流變體的粘度一般隨磁場強(qiáng)度的加強(qiáng)而單調(diào)增加。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時,若通過連接螺栓傳遞的載荷發(fā)生變化,則上液室內(nèi)壓力發(fā)生變化,驅(qū)使上下液室內(nèi)的磁流變體通過線圈中心孔產(chǎn)生阻尼。當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時,通過增大線圈的電流,使其產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度變大,通過線圈中心孔的磁流變體的粘度迅速增加,使整個液壓懸置的阻尼增加,減小了振動的傳遞率;反之,當(dāng)發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn),即在高頻區(qū),通過減小線圈的電流,使其產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度減弱,磁流變體的粘度減小,使整個液壓懸置的阻尼降低;同時配合橡膠解耦環(huán)9的解耦作用,使高頻傳遞率降低,減小噪聲。
權(quán)利要求1.一種半主動控制式車輛動力總成磁流變體液壓懸置,其特征在于包括連接螺栓(4)、橡膠主簧(3)、限位擋板(7)、線圈(16)、橡膠解耦環(huán)(9)、橡膠底膜(15)、外殼(14)、磁流變體(6);連接螺栓(4)、橡膠主簧(3)、主簧支座(5)、下部分殼體及連接螺栓(14)形成了一個完全封閉的空間,由限位擋板(7)、上隔板(8)、下隔板(17)、線圈(16)、橡膠解耦環(huán)(9)組成的中間結(jié)構(gòu)將這個封閉的空間分隔為上、下兩部分,分別稱為上液室、下液室,兩個液室通過限位擋板(7)上均勻分布的圓形孔(20)及線圈(16)中間部分的中心孔(19)連通,液室中充滿了磁流變體(6);連接螺栓(4)鑲嵌在橡膠主簧(3)的中部,橡膠主簧(3)的外圍和喇叭形的主簧支座(5)硫化在一起,橡膠主簧(3)的底部為梯形,中間結(jié)構(gòu)部分倒盆形的限位擋板(7)緊靠主簧支座(5)底部,上隔板(8)緊貼限位擋板(7)的內(nèi)側(cè)面,下隔板(17)緊靠上隔板(8)的底部,線圈(16)固定在圓環(huán)形的上隔板(8)和下隔板(17)的內(nèi)部,其中心設(shè)置有中心孔(19),與上、下液室連通,線圈(16)和上隔板(8)的上表面與限位擋板(7)底部之間設(shè)有間隙,上隔板(8)與下隔板(17)連接部分的外壁有環(huán)行的凹槽,帶有金屬骨架(10)的橡膠解耦環(huán)(9)卡接在凹槽內(nèi);橡膠解耦環(huán)(9)的下面設(shè)置有橡膠底膜(15)形成下液室的底部,主簧支座(5)和下部殼體及連接螺栓(14)通過螺栓(11)、彈簧墊片(12)、螺母(13)及密封墊片(18)連接在一起,形成封閉的外殼。
2.如權(quán)利要求1所述的半主動控制式車輛動力總成磁流變體液壓懸置,其特征在于連接螺栓(4)的底座部分帶有均布的環(huán)行凹槽。
專利摘要一種半主動控制式車輛動力總成磁流變體液壓懸置,由連接螺栓、橡膠主簧、限位擋板、線圈、橡膠解耦環(huán)、橡膠底膜、外殼、磁流變體等組成。這種液壓懸置充注的液體是具有可控功能的磁流變體,可通過改變流過線圈的電流的大小改變磁流變體的粘度特性,使液壓懸置可滿足車輛動力低頻減振的要求;同時配合橡膠解耦環(huán)可解決普通液壓懸置高頻動特性惡化的問題,降低車輛的噪聲,是一種性能先進(jìn)的半主動控制式液壓懸置。
文檔編號B60G11/00GK2465967SQ0120830
公開日2001年12月19日 申請日期2001年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月8日
發(fā)明者閻為革, 劉淑艷, 趙克強(qiáng), 應(yīng)建仁, 胡新如 申請人:北京理工大學(xué)