CN102588506A - 一种隔振垫 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔振垫，用于汽车，包括底座、连接轴、预紧螺母、位于所述底座上凹腔的上弹性块、位于所述底座下凹腔的下弹性块以及位于所述上弹性块上方的盖板；所述连接轴依次穿过所述下弹性块、所述底座的连接板、所述上弹性块以及所述盖板的通孔与所述预紧螺母连接；所述连接轴的下端设置有与所述底座下凹腔配合的第一凸台，所述第一凸台的环形台阶面接触并支撑所述下弹性块；所述上弹性块和所述下弹性块的内部设置有空腔。本发明所提供的隔振垫不仅可以起到上下同时隔振的作用，还可以自动调节刚度和阻尼，适应汽车运行的不同工况，对动力总成起到支撑和限位作用，有效隔离动力总成对车架的振动，降低车厢内的振动噪声，提高舒适性。

Description

一种隔振垫

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种用于发动机或动力总成的隔振垫。

背景技术

随着近年来中国汽车工业的发展，汽车已经成为人们代步的主要交通工具之一。发动机是车辆的动力源，同时也是主要的振动源。如果发动机产生的振动得不到很好的控制，会引起车身振动，影响车辆的乘坐舒适性。随着近年来车辆，特别是客车的市场保有量大大增加，现代车辆设计中对发动机与车体之间的隔振提出了更高的要求。

汽车动力总成悬置匹配时，采用隔振垫支撑动力总成，同时隔离动力总成振动向车架的传递，所以要求隔振垫要有大的静刚度，具有控制动力总成相对运动和位移的功能，能够克服和平衡因大扭矩输出或紧急制动而产生的反作用力和惯性力，对总成起到支撑和限位作用。与此同时，还要求隔振垫有低的动刚度及小阻尼，可以有效的隔离动力总成的振动向车架传递，降低车厢内振动噪声，提高舒适性。其中，静刚度是指静载荷下抵抗变形的能力，动刚度是指动载荷下抵抗变形的能力。

汽车运行过程中频繁的变工况要求隔振垫刚度、阻尼随工况变化而变化。目前市场上常用的隔振垫刚度及阻尼固定不可调节，大刚度大阻尼的隔振垫对动力总成能起到很好的限位作用，但是隔振效果差；小刚度小阻尼的隔振效果好，但无法对动力总成起到有效的限位作用。另外，目前常用的隔振垫橡胶外漏，容易受到油气的腐蚀而老化，使用寿命短。液压隔振器和半主动、主动隔离器虽然能满足要求，但是存在成本高、制造工艺复杂、稳定性不高、维护性差、质量体积大等缺陷。

因此，如何设计出一种可以随工况不同进行自动调节刚度的隔振垫，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种隔振垫，用于汽车，该隔振垫的动刚度和阻尼可以随弹性块的压缩而变化，满足不同工况下的运行需求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种隔振垫，包括底座、连接轴、预紧螺母、位于所述底座上凹腔的上弹性块、位于所述底座下凹腔的下弹性块以及位于所述上弹性块上方的盖板；所述连接轴依次穿过所述下弹性块、所述底座的连接板、所述上弹性块以及所述盖板的通孔与所述预紧螺母连接；所述连接轴的下端设置有与所述底座下凹腔配合的第一凸台，所述第一凸台的环形台阶面接触并支撑所述下弹性块；所述上弹性块和所述下弹性块的内部设置有空腔。

优选地，所述隔振垫还包括弹簧，所述连接轴下方设置有第二凸台，所述第二凸台的环形台阶面接触并支撑所述弹簧；所述第二凸台的环形台阶面不低于所述上弹性块的下底面所在的平面。

优选地，所述上弹性块的通孔上端和所述下弹性块的通孔下端分别具有锥形凹台结构，所述盖板上设置有与所述上弹性块通孔上端锥形凹台相配合的凸台，所述连接轴的底部具有与所述下弹性块通孔下端锥形凹台相配合的凸台。

优选地，所述上弹性块和所述下弹性块内部的空腔为椭圆形且水平设置。

优选地，所述盖板和所述底座之间设置有密封圈。

优选地，所述密封圈为羊毛毡密封圈。

优选地，所述上弹性块和所述下弹性块为橡胶块。

相对上述背景技术，本发明所提供的隔振垫包括盖板和底座，所述底座的环形侧板内固定连接有连接板，所述连接板将所述环形侧板分为上下两个凹腔，所述上弹性块设置于所述上凹腔内，所述下弹性块设置于所述下凹腔内；所述盖板、上弹性块、连接板以及下弹性块上设置有与连接轴相配合的通孔，所述连接轴依次穿过下弹性块、连接板、上弹性块及盖板的通孔与预紧螺母连接，所述连接轴的下端设置有与所述底座下凹腔配合的第一凸台，所述第一凸台的环形台阶面接触并支撑所述下弹性块；所述上弹性块和所述下弹性块内部分别设置有空腔。隔振垫的刚度与上弹性块和下弹性块的压缩量有关，可以通过拧紧预紧螺母下压盖板从而压缩上弹性块，同时上拉连接轴压缩下弹性块，使隔振垫刚度逐渐增加。在安装隔振垫之前，通过不同力矩预紧螺母调节隔振垫的刚度到所需要的刚度，使得相同的隔振垫可以满足不同型号的发动机使用。该隔振垫具有较大的静刚度，对动力总成可以起到有效的限位和支撑作用。由于上弹性块和下弹性块的内部设置有空腔，上弹性块和下弹性块受压时，其内部的空腔也会受压缩从而改变弹性块的刚度，所以在汽车运行过程中，该隔振垫可以随着不同工况自动调节隔振垫的刚度和阻尼，从而有效衰减汽车怠速时产生的低频振动以及路面、轮胎激励引起的动力总成的低频振动。

在一种优选的实施方式中，所述隔振垫还包括弹簧，在连接轴的下方设置有环形台阶面向上的第二凸台，所述弹簧设置于所述第二凸台的环形台阶面上，位于上弹性块和连接轴之间。所述弹簧可以进一步地调节隔振垫的刚度。在汽车运行过程中，当汽车起动、制动、换挡以及加速和减速过程中因发动机输出扭矩变化引起大振幅振动时，弹性块及其内部的气孔同时受压缩变形，刚度、阻尼变大，进一步地当弹簧起作用后，隔振垫的刚度会进一步增大，从而更有效地衰减动力总成的低频振动，对动力总成起到很好的限位作用。

在另一种优选的实施方式中，将上弹性块的通孔上端和下弹性块的通孔下端分别设置为锥形凹台结构，相应地，盖板上设置有与上弹性块通孔上端锥形凹台相配合的凸台，连接轴的底部设置有下弹性块通孔下端锥形凹台相配合的凸台。如此设置后，该隔振垫不仅可以起到上下隔振衰减竖直方向振动传递的作用，还可以衰减存在扭转力矩等其他方向如水平方向上的振动传递。

附图说明

图1为本发明所提供隔振垫一种具体实施方式的剖视图；

图2为本发明所提供隔振垫一种具体实施方式的轴测图；

图3为本发明所提供底座一种具体实施方式的轴测图；

图4为本发明所提供底座一种具体实施方式的剖视图；

图5为本发明所提供连接轴一种具体实施方式的剖视图；

图6为本发明所提供连接轴一种具体实施方式的轴测图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种隔振垫，该隔振垫的动刚度和阻尼可以随弹性块的压缩而变化，满足不同工况下的运行需求。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图6，图1为本发明所提供隔振垫一种具体实施方式的剖视图；图2为本发明所提供隔振垫一种具体实施方式的轴测图；图3为本发明所提供底座一种具体实施方式的轴测图；图4为本发明所提供底座一种具体实施方式的剖视图；图5为本发明所提供连接轴一种具体实施方式的剖视图；图6为本发明所提供连接轴一种具体实施方式的轴测图。

在一种具体实施方式中，隔振垫包括底座1；所述底座1的两侧对称部位设置有安装孔，将底座1安装于车架之上。

所述底座1的中部具有环形侧板11，环形侧板11内壁固定连接有连接板12，连接板12将环形侧板11分为上下两个凹腔。下凹腔14内设置有下弹性块2，上凹腔13内设置有上弹性块4。这里需要说明的是，所述方位词上和下是以图4中所示隔振垫的示图为基准定义的；应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请所请求的保护范围。下文所述上、下方位词均以此为基准，不再赘述。

所述上弹性块4和所述下弹性块2可以为橡胶块。

所述上弹性块4和所述下弹性块2的内部均设置有空腔；弹性块的刚度与其本身属性及内部结构有关，在弹性块的内部设置空腔，可以改变弹性块的固有属性；当弹性块受压变形时，弹性块内部的空腔也会受压变形，从而改变弹性块的刚度和阻尼，进而起到隔振作用。这里需要说明的是，弹性块内部设置空腔，在压缩弹性块时，弹性块的刚度变化主要跟弹性块内部的空腔容积变化量有关，即弹性块内部空腔的容积变化量越大，弹性块的刚度变化越大。

在具体设置时，可以根据实际需要选用刚度相同或刚度不同的上弹性块4和下弹性块2，在上弹性块4和下弹性块2内部设置空腔时，可以根据实际需要设置弹性块内部空腔的形状，将两弹性块的空腔设置为相同形状或不同形状，以使弹性块根据需要在受压时有相同程度或不同程度的刚度变化。

可以将弹性块的内部空腔设置为椭圆形，当椭圆形的长轴处于水平方向时，弹性块对竖直方向的振动隔离贡献较大，当椭圆形的长轴处于竖直方向时，弹性块对水平方向的振动隔离贡献较大。

所述上弹性块4的上方还设置有盖板5，所述盖板5也具有环形侧板且包围底座1的环形侧板11，如图5中所示；这样可以密封保护上弹性块4和下弹性块2，避免上弹性块4和下弹性块2受到油气等的腐蚀而老化，延长了隔振垫的使用寿命。

进一步地，为了保证盖板5和底座1之间的密封性，可以在盖板5和底座1之间设置密封圈3。所述密封圈3可以为羊毛毡密封圈。

所述盖板5、上弹性块4、底座1的连接板12以及下弹性块2的中部均设置有通孔，由连接轴7组装。连接轴7依次穿过下弹性块2、底座1的连接板12、上弹性块4以及盖板5的通孔，由预紧螺母6紧固。

连接轴7的上端设置有与预紧螺母6相配合的螺纹。连接轴7的下端设置有与底座1下凹腔14相配合的第一凸台，连接轴7第一凸台的环形台阶面71与下弹性块2的底面接触并支撑下弹性块2。

通过拧紧预紧螺母6不断下压盖板5从而压缩上弹性块4，进而压缩上弹性块4内部的空腔，可以增加上弹性块4的刚度；同时通过上拉连接轴7从而向上压缩下弹性块2，进而压缩下弹性块4内部的空腔，可以增加下弹性块2的刚度。

所以，同一隔振垫只需要调节拧紧螺母拧紧力矩，即可改变自身刚度，满足不同发动机或动力总成的隔振需要。

在使用该隔振垫时，将底座1安装于车架上，隔振垫的上端通过连接轴7和盖板5在固定发动机或其他支撑装置上；可以通过螺母将支撑座和连接轴7固定，支撑座上设置有安装孔可以与发动机或其他支撑装置连接。

当发动机或动力总成向上振动时，由于发动机或动力总成与连接轴7的上端连接，所以发动机或动力总成带动连接轴7向上运动从而压缩下弹性块2，进而压缩下弹性块2的内部空腔而增加下弹性块2的刚度。当发动机或动力总成向下振动时，通过发动机或动力总成下压盖板5，从而压缩上弹性块4，进而压缩上弹性块4的内部空腔而增加上弹性块4的刚度。因而，该隔振垫可以起到上下同时隔振的作用。

在汽车实际运行中，发动机或动力总成上下振动的幅度可能不一致，所以在设置时可以通过选取不同刚度的上弹性块4和下弹性块2，也可以通过在上弹性块4和下弹性块的内部设置不同形状或个数的空腔来调节弹性块的刚度，当然也可以采用两者相结合的方式，使得上弹性块4和下弹性块2可以根据实际需要调节各自的刚度。

发动机或动力总成低频振动时，要求隔振垫刚度及阻尼均很大，可以起到很好的限位作用；高频振动时，要求隔振垫刚度及阻尼较小起到隔振作用。

一般来说，低频振动时，振幅位移较大，此时上弹性块4或下弹性块2的压缩量较大，从而使得上弹性块4或下弹性块2的刚度增大，具有控制动力总成相对运动和位移的功能，能够克服和平衡因大扭矩输出或紧急制动而产生的反作用力和惯性力，对动力总成起到很好的支承和限位作用。高频振动时，振幅位移较小，对上弹性块4或下弹性块2的压缩量较小，从而使得上弹性块4或下弹性块2的刚度减小，进而可以有效地隔离动力总成的振动向车架传递，降低车厢内的振动噪声，提高舒适性。

可以对上文所述隔振垫进行进一步的改进。

在实际应用中可能会因为所支撑物体过重或振动过大的情况，如发动机变工况或在颠簸路面行驶时，使得上盖板5受压过大而接触底座1，导致振动直接传递给底座1进而传递给车架；可以在上述隔振垫中进一步设置弹簧8，以阻碍振动过大时上盖板5和底座1接触。

在另一种具体实施方式中，在连接轴7的下方设置有环形台阶面朝上的第二凸台，将弹簧8套装在连接轴7上，连接轴7第二凸台的环形台阶面72接触弹簧8的下端并支撑弹簧8，弹簧8位于盖板5、连接轴7第二凸台的环形台阶面72和上弹性块4之间，进一步起到调节刚度及限位作用。可以综合实际支撑物的重量和汽车的运行工况等因素选取合适刚度的弹簧，以避免盖板5和底座1接触而导致隔振失效。

这里需要说明的是，连接轴7第二凸台的设置要保证第二凸台的环形台阶面72不能低于底座1连接板12的上表面，否则弹簧8会接触连接板12，振动过大时会导致发动机振动通过上盖板5-弹簧8-连接板12-底座1传递给车架。

大振幅时，隔振垫的弹性块及其内部空腔受到压缩变形，使得刚度、阻尼变大，当振幅过大致使弹簧8起作用后，可以进一步地加大隔振垫的刚度和阻尼，更有效地衰减汽车起动、制动、换挡以及加速和减速过程中因发动机输出扭矩变化引起的大幅度振动，更有利于防止冲击，抑制动力总成的位移振幅。

上述隔振垫主要起上下隔振作用即衰减竖直方向的振动传递，但在实际运行中，发动机或其他装置除竖直方向上的振动外，还存在扭转力矩等其它方向如水平方向上的振动。

为了扩大隔振垫的适用范围，可以对上述隔振垫做更进一步的改进。

在第三种具体实施方式中，所述隔振垫的上弹性块4的上端和下弹性块2的下端分别设置有锥形凹台结构，相应地，所述盖板5上设置有与上弹性块4上端锥形凹台相匹配的凸台结构，所述连接轴7的底部设置有与下弹性块2下端锥形凹台结构相匹配的凸台结构。

如此设置后，该隔振垫不仅可以起到上下隔振衰减竖直方向振动传递的作用，还可以衰减存在扭转力矩等其他方向如水平方向上的振动传递。

进一步地，可以将上弹性块4和下弹性块2内部的椭圆形空腔倾斜设置，即椭圆形空腔的长轴或短轴与水平方向呈一定的角度，以改变弹性块在不同方向的刚度，具体设置可以根据需要来调节。

与现有技术相比，本发明提供的隔振垫在弹性块中设置空腔结构以及设置大刚度弹簧，在实际运行中隔振垫可以根据压缩量的不同自动调节隔振垫的刚度和阻尼，适应汽车运行的不同工况。另外，该隔振垫的结构简单，拆装方便，且各零部件具有足够的强度和可靠性；各零部件可以通用化、标准化和系列化。

此外，该隔振垫的静刚度较大，可以对动力总成起到有效地限位作用，并可以保证隔振垫振幅随载荷变化平缓；该隔振垫由预紧螺母紧固盖板下压上弹性块和连接轴上拉压缩下弹性块，可以起到上下同时隔振作用。

以上对本发明所提供的隔振垫进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种隔振垫，用于汽车，其特征在于，包括底座、连接轴、预紧螺母、位于所述底座上凹腔的上弹性块、位于所述底座下凹腔的下弹性块以及位于所述上弹性块上方的盖板；所述连接轴依次穿过所述下弹性块、所述底座的连接板、所述上弹性块以及所述盖板的通孔与所述预紧螺母连接；所述连接轴的下端设置有与所述底座下凹腔配合的第一凸台，所述第一凸台的环形台阶面接触并支撑所述下弹性块；所述上弹性块和所述下弹性块的内部设置有空腔。

2.如权利要求1所述的隔振垫，其特征在于，所述隔振垫还包括弹簧，所述连接轴下方设置有第二凸台，所述第二凸台的环形台阶面接触并支撑所述弹簧；所述第二凸台的环形台阶面不低于所述上弹性块的下底面所在的平面。

3.如权利要求1所述的隔振垫，其特征在于，所述上弹性块的通孔上端和所述下弹性块的通孔下端分别具有锥形凹台结构，所述盖板上设置有与所述上弹性块通孔上端锥形凹台相配合的凸台，所述连接轴的底部具有与所述下弹性块通孔下端锥形凹台相配合的凸台。

4.如权利要求1所述的隔振垫，其特征在于，所述上弹性块和所述下弹性块内部的空腔为椭圆形且水平设置。

5.如权利要求1所述的隔振垫，其特征在于，所述盖板和所述底座之间设置有密封图。

6.如权利要求5所述的隔振垫，其特征在于，所述密封图为羊毛毡密封图。

7.如权利要求1所述的隔振垫，其特征在于，所述上弹性块和所述下弹性块为橡胶块。

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