动力总成空气悬置装置.pdf

本发明涉及一种动力总成空气悬置装置，由弹性主簧(4)，芯子(2)，上腔室(14a)，下腔室(14b)组成，所述的弹性主簧(4)和芯子(2)硫化固定，所述的橡胶主簧与橡胶膈(10)形成上腔室(14a)，所述的橡胶膈(10)与下底板(13)形成下腔室(14b)，所述的连接板(6)通过螺栓与车身固连，且连接板(6)上部螺栓(1)通过螺纹与发动机相连。本发明可以在低频下获得一定的阻尼，而在高频下动态硬化现象没有橡胶悬置明显。

1.  一种动力总成空气悬置装置，由弹性主簧(4)，芯子(2)，上腔室(14a)，下腔室(14b)组成，其特征是：所述的弹性主簧(4)和芯子(2)硫化固定，所述的橡胶主簧与橡胶膈(10)形成上腔室(14a)，所述的橡胶膈(10)与下底板(13)形成下腔室(14b)，所述的连接板(6)通过螺栓与车身固连，且连接板(6)上部螺栓(1)通过螺纹与发动机相连。

2.  根据权利要求1所述的一种动力总成空气悬置装置，其特征是：所述的上腔室(14a)与下腔室(14b)充满空气。

3.  根据权利要求1所述的一种动力总成空气悬置装置，其特征是：所述的橡胶膈(10)中间嵌有与其硫化在一起的金属插片(9)，所述的橡胶膈(10)与芯子(2)之间设有有密封圈(5)。

4.  根据权利要求3所述的一种动力总成空气悬置装置，其特征是：所述的橡胶膈(10)中间开有一阻尼孔(15)连通上腔室(14a)与下腔室(14b)，所述的橡胶膈(10)安装有解耦膜(12)。

5.  根据权利要求1所述的一种动力总成悬置装置，其特征是：所述的弹性主簧(4)、橡胶膈(10)与解耦膜(12)由橡胶材料制成，所述的连接板(6)、下底板(13)与限位罩(3)由钣金材料制成。

6.  根据权利要求1所述的一种动力总成悬置装置，其特征是：所述的弹性主簧(4)呈圆台型。

7.  根据权利要求1所述的一种动力总成悬置装置，其特征是：所述的芯子(2)与螺栓(1)通过密封圈(7)阻止腔室中的空气与大气相通。

8.  根据权利要求1所述的一种动力总成悬置装置，其特征是：所述的限位罩(3)与连接板(6)通过铆接相连，所述的连接板(6)与下底板(13)通过铆接相连并密封下腔室(14b)。

动力总成空气悬置装置
技术领域
本发明属悬置系统领域，特别是涉及一种动力总成悬置装置。
背景技术
动力总成悬置系统振动是汽车整车振动的一部分，它对车身振动和车室内噪声水平都有较大的影响，悬置系统设计的好坏将直接影响到整车的振动噪声水平，是影响乘坐舒适性的重要因素。汽车动力总成悬置系统的主要振动来源是工作过程中其自身产生的往复不平衡惯性力和力矩波动，另外汽车在各种路面上行驶，由于路面不平度引起的振动激励也会与动力总成悬置系统产生影响。因此汽车动力总成悬置系统的主要作用可以分为两个方面，即：降低动力总成振动向车身的传递和控制动力总成位移。
为了解决上述问题，人们还进行了长期的探索，提出了多种多样的改进方案。比如更换悬置液室中的液体成分，采用密封性能更优的工艺，但这不能从根本上降低液压悬置开发与生产成本。
另外长期以来由于橡胶悬置以成本优势一直应用于汽车行业，但橡胶悬置不能同时满足低、高频下的阻尼性能要求；而被动式液压悬置在低频下可获得较大的阻尼以衰减路面激励、在高频下可解耦从而有效降低悬置动态硬化频率，在汽车领域获得了一定得应用。但是橡胶悬置与被动式液压悬置不能在性能与成本之间找到一个新的平衡点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种动力总成悬置装置，以解决现有技术不能在性能与成本之间找到折中之处的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种动力总成空气悬置装置，由弹性主簧，芯子，上腔室，下腔室组成，所述的弹性主簧和芯子硫化固定，所述的橡胶主簧与橡胶膈形成上腔室，所述的橡胶膈与下底板形成下腔室，所述的连接板通过螺栓与车身固连，且连接板上部螺栓通过螺纹与发动机相连。
所述的上腔室与下腔室充满空气。
所述的橡胶膈中间嵌有与其硫化在一起的金属插片，所述的橡胶膈与芯子之间设有有密封圈。
所述的橡胶膈中间开有一阻尼孔连通上腔室与下腔室，所述的橡胶膈安装有解耦膜。
所述的弹性主簧、橡胶膈与解耦膜由橡胶材料制成，所述的连接板、下底板与限位罩由钣金材料制成。
所述的弹性主簧呈圆台型。
所述的芯子与螺栓通过密封圈阻止腔室中的空气与大气相通。
所述的限位罩与连接板通过铆接相连，所述的连接板与下底板通过铆接相连并密封下腔室。
与液压悬置相比，空气悬置内部结构与其类似，空气悬置中的节流孔类似于液压悬置中的惯性通道，主要用于在低频大振幅下产生一定的阻尼特性；而空气悬置中的解耦膜与液压悬置中的解耦膜较为一致，可实现悬置在高频下的解耦，有利于隔振。一般空气悬置底部为金属件，而液压悬置底部则为皮碗或类似结构，可适当降低空气悬置成本。
有益效果
本发明具有如下优点：1.设计合理，结构简单，在各种工况下都能够有效减振降噪；尤其是在怠速工况和一般加速、巡航工况减振降噪效果好；2.限位合理，可在极限工况下对动力总成起到良好的位移控制作用；3.由于上下腔室即为与外界一致的空气，灌装简单，降低了悬置生产成本。
附图说明
图1是常规液压悬置的一种剖视结构示意图；
图2是动力总成空气悬置装置的一种剖视结构示意图；
图3是动力总成空气悬置装置的解耦膜剖视图之一；
图4是动力总成空气悬置装置的解耦膜剖视图之二；
图5是动力总成空气悬置装置的解耦膜剖视图之三；
图6是动力总成空气悬置装置的解耦膜剖视图之四；
图7是动力总成空气悬置装置的解耦膜剖视图之五；
图8是动力总成空气悬置装置在低频大振幅激励下的动态特性；
图9是动力总成空气悬置装置在高频小振幅激励下的动态特性；
图10是在安装橡胶悬置、液压悬置与空气悬置，正弦扫频激励下驾驶员座椅垂直方向振动幅值；
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种动力总成空气悬置装置，由弹性主簧4，芯子2，上腔室14a，下腔室14b组成，弹性主簧4和芯子2硫化固定，橡胶主簧与橡胶膈10形成上腔室14a，橡胶膈10与下底板13形成下腔室14b，连接板6通过螺栓与车身固连，且连接板6上部螺栓1通过螺纹与发动机相连。上腔室14a与下腔室14b充满空气。橡胶膈10中间嵌有与其硫化在一起的金属插片9，橡胶膈10与芯子2之间设有有密封圈5。橡胶膈10中间开有一阻尼孔15连通上腔室14a与下腔室14b，橡胶膈10安装有解耦膜12。弹性主簧4、橡胶膈10与解耦膜12由橡胶材料制成，解耦膜根据实际情况可选择如图3--图7所示的结构形式。连接板6、下底板13与限位罩3由钣金材料制成。弹性主簧4呈圆台型。芯子2与螺栓1通过密封圈7阻止腔室中的空气与大气相通。限位罩3与连接板6通过铆接相连，连接板6与下底板13通过铆接相连并密封下腔室14b。
空气悬置在不同工况下各悬置内部元件起到的作用不一样，因此其在典型的激励工况(低频大振幅与高频小振幅)下表现出的动态特性不一样。当汽车在粗糙路面低速行驶时，空气悬置在此低频大振幅下的工作原理为：动力总成由于在路面的大振幅激励下压缩弹性主簧，导致上下腔室之间的体积发生变化，快速变化的腔室气体从节流孔中通过，由于节流效应而产生阻尼，此时由于悬置在垂直方向的变形较大，气体主要从节流孔中通过，解耦膜附连的气体对悬置的动态性能变化影响不大。
当汽车在怠速或者高速巡航工况时，空气悬置在此高频小振幅激励下的工作原理为：空气悬置在受到动力总成的高频小振幅激励时会导致上下腔室间的体积发生变化，由于激励振幅比较小，一般为0.05mm或0.1mm，因此上下腔室之间的体积变化量不大，但是由于激励频率较高，变化的气体来不及从惯性通道流过，体积变化的气体主要在解耦膜两侧来回振荡，从而起到降低悬置高频动刚度的作用。若空气悬置中不安装解耦膜或者类似元件，则悬置容易出现高频动态硬化，不利于减振。
如图8所示为空气悬置在低频大振幅下的动刚度与滞后角，与常规液压悬置相比在阻尼峰值频率处的动刚度略低，并且峰值滞后角与同类型的液压悬置相比也略低，但空气悬置在此工况下表现出的阻尼带宽较液压悬置要宽，此特性有利于空气悬置在较宽的频段内起到衰减路面激励的作用。与同类型的常规橡胶悬置相比，空气悬置具有较高的阻尼，并且动刚度也可略高，有利于动力总成位移控制。从图10可知，在动力总成上安装三种不同类型的悬置：橡胶悬置、液压悬置与空气悬置，并对整车前轮施加正弦扫频激励，定义驾驶员座椅垂直方向振动为目标响应。安装液压悬置与空气悬置时，座椅垂直方向的振动相差不大，并且无明显振动峰值出现，整车平顺性较好，而安装橡胶悬置时，在11Hz出出现明显振动峰值，人体感觉敏感，平顺性较差。
如图9所示为空气悬置在高频小振幅下的动刚度与滞后角，由此可知，空气悬置在300Hz前未出现明显动态硬化，此特性有利于改善汽车怠速工况下的NVH性能。