CN104100673A - 汽车动力总成半主动控制液压悬置 - Google Patents

Abstract

一种汽车动力总成半主动控制液压悬置，它包括悬置外壳，上液室通过惯性通道体上的惯性通道连通下液室，空气腔位于解耦膜片与惯性通道体之间，且空气腔为密闭的空腔，所述惯性通道体上设有与空气腔连通的开口，开口的内壁为圆台形结构，且开口下端的内壁直径大于开口上端的内壁直径，橡胶底膜上设有通孔，且通孔一端只与开口连通，通孔另一端与底碗连通，通孔中设有与开口配合密封的堵塞，底碗内设有控制堵塞沿开口轴向移动的驱动机构；与现有技术相比，本发明具有使用稳定性较好，使用寿命较长，可吸收的振动频带较宽及可有效地减少各种行驶工况时车内振动和噪声，进而使得车辆的舒适性较好的特点。

Description

汽车动力总成半主动控制液压悬置

技术领域

本发明属于液压悬置技术领域，特别是涉及一种汽车动力总成半主动控制液压悬置。

背景技术

目前，人们对车辆乘坐舒适性要求越来越高，使得传统的被动式动力总成悬置不能很好地满足隔离发动机振动的要求。半主动控制液压悬置可以更有效地衰减发动机的振动噪声向车内的传递，与传统的被动悬置相比，半主动控制液压悬置具有非常明显的优点如：采用半主动控制，实现低、高频隔振最佳阻尼特性，可以在较宽的频带内有效地隔离发动机振动和噪声的传递，尤其是发动机怠速时的振动。现有技术的汽车动力总成半主动控制液压悬置如：公开号为CN 101670776 B，名称为带电磁阀的半主动悬置装置的专利公开文本中公开的一种半主动控制式汽车动力总成液压悬置，它由液压悬置(20)和电磁阀(12)组成，所述的液压悬置(20)和电磁阀(12)通过超声波焊接固连，电磁阀(12)端子与控制器端子通过专用车用插座相连，所述的连接螺栓(1)与塑料骨架(2)固连，其一端设有缓冲块(17)，另一端通过螺纹与发动机支架连接，置于液压悬置底盖(9)的下部连接螺栓(14)与车身连接，所述的液压悬置(20)由弹性主簧(3)、流道盖板(5)、惯性通道体(7)和皮碗(10)组成，所述的弹性主簧(3)和流道盖板(5)组成一密封液腔，为上液室(18a)，流道盖板(5)和皮碗(10)组成另一密封液腔，为下液室(18b)，所述的上液室(18a)与下液室(18b)中的液体通过惯性通道体(7)进行流动，所述的上液室(18a)中的液体与解耦膜(6)的一面附连在一起，解耦膜(6)另一面则与惯性通道体(7)组成一密封空腔或与大气相通；还有公开号为CN 102401077A，名称为液压悬置装置及其控制方法、控制装置和汽车的专利公开文本中公开的一种液压悬置装置，包括：悬置外壳，所述悬置外壳的一端设置有橡胶衬套，且所述橡胶衬套上设置有连接件，所述悬置外壳的另一端设置有连接壳体；所述悬置外壳内设置有流道板，所述流道板与所述橡胶衬套之间形成第一液室；所述流道板与所述连接壳体之间设置有橡胶皮碗，所述流道板与所述橡胶皮碗之间形成第二液室；所述流道板内设置有螺旋形流道，所述螺旋形流道的一端与所述第一液室连通，所述螺旋形流道的另一端与所述第二液室连通；所述第一液室连通有解耦室，所述解耦室内设置有解耦膜片，所述解耦膜片将所述解耦室分隔成与所述第一液室连通的液室，以及与外界大气连通的气室，所述气室与外界大气连通通道上设置有阀门。这两个专利的电磁阀均设置在悬置外壳的侧面，也就是说电磁阀是外露的，而由于发动机舱内的环境非常恶劣，不仅温度非常高，还常常面临泥沙油污等侵蚀，这些因素都可能造成电磁阀工作失效，从而使整个悬置元件无法现实正常的控制，影响整个悬置机构的减振性能，故存在使用稳定性较差和使用寿命较短的问题。

发明内容

本发明针对以上问题提供一种使用稳定性较好及使用寿命较长的汽车动力总成半主动控制液压悬置。

本发明解决以上问题所用的技术方案是：提供一种具有以下结构的汽车动力总成半主动控制液压悬置，它包括悬置外壳，所述的悬置外壳的一端设置有橡胶主簧，所述的悬置外壳的另一端设置有底碗；所述的悬置外壳与底碗之间自上到下依次设有上液室、解耦膜、空气腔、惯性通道体、下液室和橡胶底膜，所述的上液室通过惯性通道体上的惯性通道连通下液室，所述的空气腔位于解耦膜片与惯性通道体之间，且空气腔为密闭的空腔，所述惯性通道体上设有与空气腔连通的开口，所述的开口的内壁为圆台形结构，且开口下端的内壁直径大于开口上端的内壁直径，所述的橡胶底膜上设有通孔，且通孔一端只与开口连通，通孔另一端与底碗连通，所述的通孔中设有与开口配合密封的堵塞，所述的底碗内设有控制堵塞沿开口轴向移动的驱动机构。

采用以上结构后，与现有技术相比，本发明由于开口设置在惯性通道体上，橡胶底膜上设有通孔，且通孔只与开口连通，而驱动机构位于底碗内，则使得本发明外表面更加规则，外界更不易刮碰到驱动机构和堵塞，且整体的体积更小，结构也更紧凑，便于仓储和运输的损坏率较低，也更加适用于空间有限的发动机舱内；同时驱动机构和堵塞不易受发动机舱内恶劣环境的影响，在底碗的阻隔下不仅是发动机舱温度，还是泥沙油污等都不易对驱动机构和堵塞造成影响，从而保证了驱动机构和堵塞的使用稳定性和可靠性，并延长了驱动机构和堵塞的使用寿命；再者设有了圆台形结构的开口和相应的堵塞，根据堵塞在开口内的不同位置，使得开口与外界空气连通的有效面积为S＝∏×(D²-d²)/4，其中D为开口处最大的直径，d为堵塞位于开口内部分最大的直径，则开口与外界空气连通的有效面积的不同，使得空气腔对解耦膜变形能力控制更加全面，不再是只有最小和最大两个状态，而是可以调节到从最小到最大的任一状态，这样可以更有效的控制悬置的刚度，进而吸收全频段的振动，使其与理想悬置刚度曲线更加接近，从而使得本发明的使用更加接近理想的效果，车辆的舒适性更好。因此本发明具有使用稳定性较好，使用寿命较长，可吸收的振动频带较宽及可有效地减少各种行驶工况时车内振动和噪声，进而使得车辆的舒适性较好的特点。

作为改进，所述的解耦膜片为圆形结构，且解耦膜片位于惯性通道体中部的上方，所述的空气腔为解耦膜片与惯性通道体之间的密闭空腔，所述的惯性通道体上的惯性通道为“C”字型结构；则解耦膜片位于惯性通道体中部的上方后，使得解耦膜片对液体流动的影响更大，使得上液室的体积刚度变化更大，可吸收来自动力总成更多的振动能量，故减振的效果也就进一步提高。

作为进一步改进，所述的解耦膜片的上端面设有第一环形凸起，所述的第一环形凸起的轴线与解耦膜片的轴线在同一直线上；则第一环形凸起设置后，使得上液室在受压时，液体在解耦膜片的上端面有一个冲击的回流现象，进而使得液体流动时吸收来自动力总成更多的振动能量，可进一步提高本发明的减振和减噪的效果。

作为进一步改进，所述的橡胶底膜为环形结构，且橡胶底膜内环设有环形的轴向凸起，所述的轴向凸起与惯性通道体的下端连接，所述的橡胶底膜的内环与外环之间为波浪形结构；所述的下液室为橡胶底膜与惯性通道体之间形成的空腔；则这样的橡胶底膜变形能力更好，在液体流动到下液室时可接受更多的液体，同时在橡胶主簧回复时，橡胶底膜又能快速地复位，缩短橡胶底膜受应力的时间，进而减少橡胶底膜在应力状态下的蠕变，使得本发明的效率更高，减振和减噪的效果也更好，且使用稳定性和可靠性进一步提高。

作为进一步改进，所述的惯性通道体的下端设有与轴向凸起连接的第二环形凸起，所述的轴向凸起近端部的外周面上设有环形的凹槽，所述的第二环形凸起的内壁设有与凹槽配合限位的环形的径向凸起；所述的轴向凸起近端部的内周面上设有压环；则这样设置后，惯性通道体与橡胶底膜之间的密封效果更好，进而使得下液室的液体更不易进入到通孔中，保证驱动机构和堵塞的使用稳定性；同时惯性通道体与橡胶底膜之间的连接强度也更高，不会出现轴向凸起与第二环形凸起脱开的情况，进一步提高本发明的使用稳定性和可靠性。

作为优选，所述的驱动机构为步进电机；则步进电机的控制精度较高，可更快速精确的将堵塞调节到所需的位置上，且步进电机的能耗也适用于在车辆中使用。

附图说明

图1为本发明汽车动力总成半主动控制液压悬置的结构示意图。

图2为本发明汽车动力总成半主动控制液压悬置解耦膜片与惯性通道体连接后的俯视图。

图3为本发明汽车动力总成半主动控制液压悬置惯性通道体的结构示意图。

如图所示：1、悬置外壳，2、橡胶主簧，3、底碗，4、上液室，5、解耦膜片，6、空气腔，7、惯性通道体，8、下液室，9、橡胶底膜，10、开口，11、通孔，12、堵塞，13、步进电机，14、第一环形凸起，15、轴向凸起，16、第二环形凸起，17、凹槽，18、径向凸起，19、压环。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步描述。

如图1、图2和图3所示，提供一种汽车动力总成半主动控制液压悬置，它包括悬置外壳1(当然还包括其它的零部件，但由于未涉及本发明创造的发明点，故在此不再累述)，所述的悬置外壳1的一端设置有橡胶主簧2，所述的悬置外壳1的另一端设置有底碗3；所述的悬置外壳1与底碗3之间自上到下依次设有上液室4、解耦膜片5、空气腔6、惯性通道体7、下液室8和橡胶底膜9，所述的上液室4通过惯性通道体7上的惯性通道连通下液室8，所述的空气腔6位于解耦膜片5与惯性通道体7之间，且空气腔4为密闭的空腔，所述惯性通道体7上设有与空气腔6连通的开口10，所述的开口10的内壁为圆台形结构，且开口10下端的内壁直径大于开口10上端的内壁直径，所述的橡胶底膜9上设有通孔11，且通孔11一端只与开口10连通，通孔11另一端与底碗3连通，所述的通孔11中设有与开口10配合密封的堵塞12，所述的底碗3内设有控制堵塞12沿开口10轴向移动的驱动机构。

所述的驱动机构为步进电机13，当然也可以是气缸或油缸。

所述的解耦膜片5为圆形结构，且解耦膜片5位于惯性通道体7中部的上方，所述的空气腔4为解耦膜片5与惯性通道体7之间的密闭空腔，所述的惯性通道体7上的惯性通道为“C”字型结构。

所述的解耦膜片5的上端面设有第一环形凸起14，所述的第一环形凸起14的轴线与解耦膜片5的轴线在同一直线上。

所述的橡胶底膜9为环形结构，且橡胶底膜9内环设有环形的轴向凸起15，所述的轴向凸起15与惯性通道体7的下端连接，所述的橡胶底膜9的内环与外环之间为波浪形结构；所述的下液室8为橡胶底膜9与惯性通道体7之间形成的空腔。

所述的惯性通道体7的下端设有与轴向凸起15连接的第二环形凸起16，所述的轴向凸起15近端部的外周面上设有环形的凹槽17，所述的第二环形凸起16的内壁设有与凹槽17配合限位的环形的径向凸起18；所述的轴向凸起15近端部的内周面上设有压环19。

工作时，动力总成通过螺栓与橡胶主簧2连接，动力总成激励产生振动带动橡胶主簧2对上液室4作类似活塞泵吸的运动，于是上液室4的体积连续地发生增大和缩小的变化；当频率较低时，液体尚能通过惯性通道体7上的惯性通道在上液室4和下液室8之间来回流动，以适应上液室4的体积变化；由于惯性通道的壁面和流动液体间的相互粘滞阻性，液体连续快速地通过时会受到惯性通道的阻力，且频率越高时阻力越大；这种阻力表现为对橡胶主簧2振动时的液压反作用，可吸收来自动力总成的振动能量；当振动频率比较大时，惯性通道对高速高频通过的液体的阻力增加到足够大，甚至于大到让液体根本无法通过，产生通道的“阻塞”现象；此时解耦膜片5在液体作用下随动变形以适应上液体室体积的变化，同时通过液体对橡胶主簧2的振动产生反作用，吸收来自动力总成的振动能量；根据振动频率步进电机13通电时，其作动头上的伸缩杆在步进电机13的作用下推动堵塞12，可控制堵塞12位于开口10的不同位置，使得空气腔6变形的阻力不同，形成一个变形力可变的空气弹簧；而解耦膜片5下表面有空气腔6支撑时，自身刚度相对也变化，使上液室4内的体积刚度增加或减小；而上液室4的体积刚度会导致整个液压悬置表现出不同的动刚度和阻尼，随着上液室4的体积刚度的增加，液压悬置的动刚度和阻尼也随着增加；当堵塞12完全打开时，解耦膜片5失去空气腔6的压力支持，其自身刚度较小，因而上液室4的体积刚度变得比较小；上液室4较小的体积刚度会导致整个液压悬置表现出相对较小的动刚度和阻尼。因此，通过对步进电机13电控制，即可实现对悬置动态特性的半主动控制，且可根据动力总成的振动能量调节整个液压悬置的动刚度和阻尼，使得本发明的减振效果达到最佳的状态。

以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明不仅限于以上实施例还允许有其它结构变化，凡在本发明独立权要求范围内变化的，均属本发明保护范围。

Claims (6)

1.一种汽车动力总成半主动控制液压悬置，它包括悬置外壳(1)，所述的悬置外壳(1)的一端设置有橡胶主簧(2)，所述的悬置外壳(1)的另一端设置有底碗(3)；其特征在于：所述的悬置外壳(1)与底碗(3)之间自上到下依次设有上液室(4)、解耦膜片(5)、空气腔(6)、惯性通道体(7)、下液室(8)和橡胶底膜(9)，所述的上液室(4)通过惯性通道体(7)上的惯性通道连通下液室(8)，所述的空气腔(6)位于解耦膜片(5)与惯性通道体(7)之间，且空气腔(4)为密闭的空腔，所述惯性通道体(7)上设有与空气腔(6)连通的开口(10)，所述的开口(10)的内壁为圆台形结构，且开口(10)下端的内壁直径大于开口(10)上端的内壁直径，所述的橡胶底膜(9)上设有通孔(11)，且通孔(11)一端只与开口(10)连通，通孔(11)另一端与底碗(3)连通，所述的通孔(11)中设有与开口(10)配合密封的堵塞(12)，所述的底碗(3)内设有控制堵塞(12)沿开口(10)轴向移动的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的汽车动力总成半主动控制液压悬置，其特征在于：所述的驱动机构为步进电机(13)。

3.根据权利要求1所述的汽车动力总成半主动控制液压悬置，其特征在于：所述的解耦膜片(5)为圆形结构，且解耦膜片(5)位于惯性通道体(7)中部的上方，所述的空气腔(4)为解耦膜片(5)与惯性通道体(7)之间的密闭空腔，所述的惯性通道体(7)上的惯性通道为“C”字型结构。

4.根据权利要求2所述的汽车动力总成半主动控制液压悬置，其特征在于：所述的解耦膜片(5)的上端面设有第一环形凸起(14)，所述的第一环形凸起(14)的轴线与解耦膜片(5)的轴线在同一直线上。

5.根据权利要求1所述的汽车动力总成半主动控制液压悬置，其特征在于：所述的橡胶底膜(9)为环形结构，且橡胶底膜(9)内环设有环形的轴向凸起(15)，所述的轴向凸起(15)与惯性通道体(7)的下端连接，所述的橡胶底膜(9)的内环与外环之间为波浪形结构；所述的下液室(8)为橡胶底膜(9)与惯性通道体(7)之间形成的空腔。

6.根据权利要求5所述的汽车动力总成半主动控制液压悬置，其特征在于：所述的惯性通道体(7)的下端设有与轴向凸起(15)连接的第二环形凸起(16)，所述的轴向凸起(15)近端部的外周面上设有环形的凹槽(17)，所述的第二环形凸起(16)的内壁设有与凹槽(17)配合限位的环形的径向凸起(18)；所述的轴向凸起(15)近端部的内周面上设有压环(19)。