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CN104912995B - 一种用于汽车悬架系统导向装置中的液压衬套及汽车 - Google Patents

一种用于汽车悬架系统导向装置中的液压衬套及汽车 Download PDF

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CN104912995B
CN104912995B CN201410094113.2A CN201410094113A CN104912995B CN 104912995 B CN104912995 B CN 104912995B CN 201410094113 A CN201410094113 A CN 201410094113A CN 104912995 B CN104912995 B CN 104912995B
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    • F16F13/06—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper
    • F16F13/08—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper, e.g. the plastics spring not forming a part of the wall of the fluid chamber of the damper the plastics spring forming at least a part of the wall of the fluid chamber of the damper
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Abstract

本发明提供一种用于汽车悬架系统导向装置中的液压衬套及汽车，包括：内管；包覆在内管外缘的主橡胶体；设置于主橡胶体中间并与主橡胶体固连在一起的至少一个内骨架；设置于主橡胶体外侧的第一、第二流道板；形成于主橡胶体与第一流道板之间的第一液室和形成于主橡胶体与第二流道板之间的第二液室；设置于第一液室和第二液室之间并导通二者内粘性液体流动的液体通道槽；以及在第一液室、第二液室和液体通道槽内内填充有粘性液体。实施本发明实施例，液压衬套占用空间小。

Description

一种用于汽车悬架系统导向装置中的液压衬套及汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种用于汽车悬架系统导向装置中的液压衬套及汽车。
背景技术
目前，汽车悬架系统的导向装置中所用的液压衬套一般为橡胶衬套，作为导向装置中控制臂或推力杆与车身连接的铰接点。橡胶衬套以其隔振性能好，具有所期望的弹性特性及衰减性等优点，已成为汽车上不可缺少的重要元件。而现有技术中的橡胶衬套一般为整体式橡胶衬套，其缺点在于动弹性刚度低，滞后角一般在10°以下，其蠕变性和衰减性较差，不利于振动的快速衰减。因此，业界已研究开发出液压衬套结构，目的在于提供大滞后角(≥20°)，带来高衰减性能，以保证整车具有良好的操纵稳定性和平顺性。
在汽车悬架系统导向装置中应用的液压衬套有两种基本的结构型式：轴向型液压衬套和径向型液压衬套。但无论轴向型还是径向型液压衬套，这两种主流设计结构的封液形式都较复杂，都是通过在内管外配合设有一个外管，外管与内管都需要和主橡胶体通过硫化固连在一起，从而导致衬套占用空间较大，一般外径要达到80mm以上，整车设计时此处需要有足够的空间才能保证布置下该尺寸的液压衬套而无干涉风险。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种占用空间小的用于汽车悬架系统导向装置中的液压衬套及汽车。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于汽车悬架系统导向装置中的液压衬套，包括：
内管；
包覆在所述内管外缘的主橡胶体；
设置于所述主橡胶体中间并与所述主橡胶体固连在一起的至少一个内骨架；
设置于所述主橡胶体外侧的第一流道板和第二流道板；
形成于所述主橡胶体与所述第一流道板之间的第一液室和形成于所述主橡胶体与所述第二流道板之间的第二液室；
设置于所述第一液室和第二液室之间并导通二者的液体通道槽；以及
在所述第一液室、第二液室和液体通道槽内流动的粘性液体；
其中，所述主橡胶体在所述内管轴向上的两端形成有第一装配槽和第二装配槽；所述液压衬套还包括第一橡胶支撑体以及第二橡胶支撑体，所述第一橡胶支撑体装配在所述第一装配槽内后，与所述主橡胶体之间形成第一刚度调整腔，所述第二橡胶支撑体装配在所述第二装配槽内后，与所述主橡胶体之间形成第二刚度调整腔。
其中，所述第一流道板和第二流道板朝向所述主橡胶体的一面均呈两侧圆滑中间凸起状，所述主橡胶体对应所述第一流道板和第二流道板的部分均呈朝向所述内管内陷的形状。
其中，所述第一液室和第二液室的底壁均为平面，侧壁均为连续起伏光滑面并形成多个弯道。
其中，所述液压衬套还包括金属挡板，其与所述第一橡胶支撑体的一端相连，并可封闭所述第一装配槽；所述第二橡胶支撑体在背向所述第一橡胶支撑体的一端安装在汽车控制臂的平面上或与一金属挡板相连。
其中，在所述主橡胶体轴向上，所述第一刚度调整腔的体积小于所述第二刚度调整腔的体积；并且所述第一橡胶支撑体与所述第二橡胶支撑体以垂直于所述主橡胶体轴向的中心轴为对称轴对称，所述第一橡胶支撑体与所述第二橡胶支撑体相加的长度小于所述主橡胶体轴向总长度的一半。
其中，所述主橡胶体在所述第一装配槽和所述第二装配槽内均形成有两个凸台，所述两个凸台沿所述内管外缘呈一字型设置，且具有相等的弧度；所述弧度的取值范围在30度至60度之间。
其中，所述主橡胶体在所述第一液室和所述第二液室侧设置有至少一密封圈。
其中，所述液体通道槽在所述主橡胶体轴向上的槽宽尺寸为在所述主橡胶体径向上的槽深尺寸的3倍。
本发明实施例还提供一种汽车，包括所述的液压衬套。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
液压衬套封液形式相对简单，不同于现有液压衬套，取消了外管结构，直接通过过盈配合压入到外部支架中完成与车身的装配连接。并且由于采用流道板而取消了刚度较大的外管结构，因此在径向上可以减少主橡胶体的体积，即可达到整个液压衬套对于径向上刚度的要求，同时由于液压衬套外径尺寸的减小，正适合于设计空间有限但又要求具备液压衬套优良性能的汽车悬架，可以做到直径不超过60mm。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为轴向型液压衬套的结构示意图；
图2为径向型液压衬套的结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的用于汽车悬架系统导向装置中的液压衬套的俯视图；
图4为本发明实施例一提供的用于汽车悬架系统导向装置中的液压衬套顶部的局部结构立体图；
图5为图3的A-A向剖视图；
图6为图3的B-B向剖视图。
其中：1＇-内管、11＇-外管、12＇-尼龙圈、2＇-主橡胶体、3＇-内骨架、51＇-第一液室、52＇-第二液室、1-内管、2-主橡胶体、3-内骨架、41-第一流道板、42-第二流道板、51-第一液室、52-第二液室、6-液体通道槽、71-第一装配槽、72-第二装配槽、81-第一橡胶支撑体、82-第二橡胶支撑体、9-金属挡板、10-密封圈、13-凸台。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。
请参照图1，发明人发现轴向型液压衬套的结构特点是空腔沿轴向设计有两个液室51＇、52＇，当受轴向力时液体沿液压衬套轴向在第一液室51＇和第二液室52＇之间流动。其工作原理是：当液压衬套沿轴向方向受到低频、大振幅激励时，可以在轴向提供较大的阻尼，从而衰减由于路面或车轮的不平衡激励通过悬架传递到车身的动态力，减少车身振动。
请参照图2，发明人还发现径向型液压衬套的结构正好与轴向型相反，空腔是沿径向圆周方向同样设计有两个液室51＇、52＇，当受径向力时液体沿液压衬套径向在第一液室51＇和第二液室52＇之间流动。其工作原理是：当液压衬套受到径向方向的低频、大振幅激励时，可以在径向提供大阻尼衰减车身振动。
为了能够在保留液压衬套大阻尼衰减车身振动功能的基础上，使得这两种主流设计结构的封液形式更简单，且结构占用空间小，发明人提供了一种新的用于汽车悬架系统导向装置中的液压衬套，如图3至图6所示，在本发明实施例中，用于汽车悬架系统导向装置中的液压衬套，包括：
内管1；
包覆在内管1外缘的主橡胶体2；
设置于主橡胶体2中间并与主橡胶体2固连在一起的至少一个内骨架3；
设置于主橡胶体2外侧的第一流道板41和第二流道板42；
形成于主橡胶体2与第一流道板41之间的第一液室51和形成于主橡胶体2与第二流道板42之间的第二液室52；
设置于第一液室51和第二液室52之间并导通二者的液体通道槽6；以及
在第一液室51、第二液室52和液体通道槽6内流动的粘性液体。
更进一步的，第一流道板41和第二流道板42朝向主橡胶体2的一面均呈中间凸起的结构，主橡胶体2对应第一流道板41和第二流道板42的部分均呈朝向内管1内陷的形状，使得第一流道板41和第二流道板42分别与主橡胶体2构成的第一液室51和第二液室52均形成有多个弯道，其中，第一液室51和第二液室52的底壁均为平面，侧壁均为连续起伏光滑面并形成多个弯道，从而加长了两个液室内的液体流动路径，增大液压衬套的阻尼。
更进一步的，主橡胶体2在内管1轴向上的两端分别形成第一装配槽71和第二装配槽72，其中第一装配槽71位于主橡胶体2的顶部，具有第一装配斜面，第二装配槽72位于主橡胶体2的底部，同样地，具有第二装配斜面。
液压衬套还包括第一橡胶支撑体81和第二橡胶支撑体82。当第一橡胶支撑体81与第一装配槽71装配时，第一橡胶支撑体81可沿第一装配斜面滑入第一装配槽71内；当第一橡胶支撑体81需要从第一装配槽71中拆卸时，第一橡胶支撑体81可沿第一装配斜面滑出。由于第一装配斜面的设置，使得第一橡胶支撑体81与第一装配槽71装配起来更轻松、方便。第一橡胶支撑体81装配在第一装配槽71内后，与第一装配斜面紧密贴合，第一橡胶支撑体81与主橡胶体2之间形成第一刚度调整腔。
当第二橡胶支撑体82与第二装配槽72装配时，第二橡胶支撑体82可沿第二装配斜面滑入第二装配槽72内；当第二橡胶支撑体82需要从第二装配槽72中拆卸时，第二橡胶支撑体82可沿第二装配斜面滑出。由于第二装配斜面也有方便了第二橡胶支撑体82与第二装配槽72的装配。第二橡胶支撑体82装配在第二装配槽72内后，与第二装配斜面紧密贴合，第二橡胶支撑体82与主橡胶体2之间形成第二刚度调整腔。
上述第一刚度调整腔和第二刚度调整腔均填充有空气。因此，可以通过设置主橡胶体2、第一橡胶支撑体81、第二橡胶支撑体82、第一刚度调整腔、第二刚度调整腔以及内骨架3的大小比例，自由设计液压衬套中整个支撑橡胶的形状来调整液压衬套在三个方向(轴向、径向和扭转方向)的刚度比。
更进一步的，第一橡胶支撑体81的一端连接有金属挡板9，可以封闭第一装配槽91，由于橡胶弹性模量比金属小，第一橡胶支撑体81受力后会产生较大的弹性变形，因此金属挡板9既对液压衬套起轴向限位作用，又支承负荷使液压衬套受力均匀。
同样的，第二橡胶支撑体82可以如第一橡胶支撑体81一样，其背向第一橡胶支撑体81的一端可以连接一金属挡板(所起作用与第一橡胶支撑体81所连接的金属挡板9一样)，也可以直接安装在汽车控制臂的平面上，此种情况下控制臂平面的作用就相当于挡板的作用，使力均匀分布在控制臂与液压衬套接触的平面上。
更进一步的，在主橡胶体2轴向上，第一刚度调整腔的体积小于第二刚度调整腔的体积，可以实现调整液压衬套在轴向上的刚度；在主橡胶体2轴向上，第一橡胶支撑体81与第二橡胶支撑体82以垂直于主橡胶体2轴向的中心轴为对称轴对称，且第一橡胶支撑体81与第二橡胶支撑体82相加的长度小于主橡胶体2轴向总长度的一半，也同样可以实现调整液压衬套在轴向上的刚度。同理，也可以通过相似方法来实现调整液压衬套在径向上的刚度。
请同时结合图3和图4所示，更进一步的，主橡胶体2在第一装配槽71和第二装配槽72内各形成有一对凸台13，每一对凸台13沿内管1外缘设置，二者在径向上的中心线共线，且具有相等的弧度a，以改变扭转方向刚度来调整液压衬套在扭转方向的刚度。其中，弧度的取值范围在30度至60度之间。请结合图3所示的A-A剖视方向和B-B剖视方向，图4中在上述两个方向上的主橡胶体2的高度不同，因此第一橡胶支撑体81与第二橡胶支撑体82在扭转方向会受到主橡胶体2上的凸台13的限制。以图3所示为例，弧度b对应为用于装配第一橡胶支撑体81的第一装配槽71，弧度a与弧度b之比在30：150至60：120之间。在本实施例中，弧度a与弧度b之比为45:135。
更进一步的，主橡胶体2在第一液室51和第二液室52侧设置有至少一密封圈10来进一步保证封液效果。
更进一步的，液体通道槽6在主橡胶体2轴向上的槽宽尺寸为在主橡胶体2径向上的槽深尺寸的3倍。
更进一步的，主橡胶体2与内骨架3通过硫化工艺固连在一起。
本发明的液压衬套的工作原理是：采用橡胶衬套内封入粘性或高粘性液体，利用流体通过流道时产生的阻尼增大衬套的阻尼，提供大滞后角(≥20°)，使得衬套具有动弹性刚度低和高衰减性能，可以保证整车具有良好的操纵稳定性和平顺性。当液压衬套受到P向载荷时(如图5所示)，粘性液体(如乙二醇等)通过液体通道槽6不断的在第一液室51和第二液室52之间来回流动产生阻尼，使衰减系数增大，当需要增强这种效果时，可以封入更高粘性的液体。
相应于本发明实施例一的用于汽车悬架系统导向装置中的液压衬套，本发明实施例二提供一种汽车，具有本发明实施例一所述的液压衬套，该液压衬套的构成及连接关系等此处不再赘述。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
液压衬套封液形式相对简单，不同于现有液压衬套，取消了外管结构，直接通过过盈配合压入到外部支架中完成与车身的装配连接。并且由于采用流道板而取消了刚度较大的外管结构，因此在径向上可以减少主橡胶体的体积，即可达到整个液压衬套对于径向上刚度的要求，同时由于液压衬套外径尺寸的减小，正适合于设计空间有限但又要求具备液压衬套优良性能的汽车悬架，可以做到直径不超过60mm。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种用于汽车悬架系统导向装置中的液压衬套，其特征在于，包括：
内管(1)；
包覆在所述内管(1)外缘的主橡胶体(2)；
设置于所述主橡胶体(2)中间并与所述主橡胶体(2)固连在一起的至少一个内骨架(3)；
设置于所述主橡胶体(2)外侧的第一流道板(41)和第二流道板(42)；
形成于所述主橡胶体(2)与所述第一流道板(41)之间的第一液室(51)，和形成于所述主橡胶体(2)与所述第二流道板(42)之间的第二液室(52)；
设置于所述第一液室(51)和第二液室(52)之间并导通二者的液体通道槽(6)；以及
在所述第一液室(51)、第二液室(52)和液体通道槽(6)内填充有粘性液体；
其中，所述主橡胶体(2)在所述内管(1)轴向上的两端形成有第一装配槽(71)和第二装配槽(72)；所述液压衬套还包括第一橡胶支撑体(81)以及第二橡胶支撑体(82)，所述第一橡胶支撑体(81)装配在所述第一装配槽(71)内后，与所述主橡胶体(2)之间形成第一刚度调整腔，所述第二橡胶支撑体(82)装配在所述第二装配槽(72)内后，与所述主橡胶体(2)之间形成第二刚度调整腔。
2.如权利要求1所述的液压衬套，其特征在于，所述第一流道板(41)和第二流道板(42)朝向所述主橡胶体(2)的一面均呈中间凸起状，所述主橡胶体(2)对应所述第一流道板(41)和第二流道板(42)的部分均呈朝向所述内管(1)内陷的形状。
3.如权利要求2所述的液压衬套，其特征在于，所述第一液室(51)和第二液室(52)的底壁均为平面，侧壁均为连续起伏光滑面并形成多个弯道。
4.如权利要求1所述的液压衬套，其特征在于，所述液压衬套还包括金属挡板(9)，其与所述第一橡胶支撑体(81)的一端相连，并封闭所述第一装配槽(71)；所述第二橡胶支撑体(82)背向所述第一橡胶支撑体(81)的一端安装在汽车控制臂的平面上或与一金属挡板相连。
5.如权利要求1所述的液压衬套，其特征在于，在所述主橡胶体(2)轴向上，所述第一刚度调整腔的体积小于所述第二刚度调整腔的体积；并且所述第一橡胶支撑体(81)与所述第二橡胶支撑体(82)以垂直于所述主橡胶体(2)轴向的中心轴为对称轴对称，所述第一橡胶支撑体(81)与所述第二橡胶支撑体(82)相加的长度小于所述主橡胶体(2)轴向总长度的一半。
6.如权利要求1所述的液压衬套，其特征在于，所述主橡胶体(2)在所述第一装配槽(71)和所述第二装配槽(72)内均形成有两个凸台(13)，所述两个凸台(13)沿所述内管(1)外缘呈一字型设置，且具有相等的弧度，所述弧度的取值范围在30度至60度之间。
7.如权利要求1所述的液压衬套，其特征在于，所述主橡胶体(2)在所述第一液室(51)和所述第二液室(52)侧设置有至少一密封圈(10)。
8.如权利要求1所述的液压衬套，其特征在于，所述液体通道槽(6)在所述主橡胶体(2)轴向上的槽宽尺寸为在所述主橡胶体(2)径向上的槽深尺寸的3倍。
9.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项中所述的液压衬套。
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