一种扭转悬臂式减振器.pdf

本发明提供了一种扭转悬臂式减振器，属于机械技术领域。它解决了现有的柔性悬置技术无法有效减弱动力总成上的局部振动而引起噪声的问题。本扭转悬臂式减振器，包括一个底座和一个悬臂，底座与悬臂的一端相铰接，其铰接处设有弹簧，该弹簧的两端分别作用在底座和悬臂上，且弹簧的作用力方向与本减振器在使用过程中外力作用于悬臂的方向相反，底座与悬臂之间设有同时与两者相接触的阻尼块，且悬臂与阻尼块相接触所形成的摩擦力具有减缓悬臂摆动速度的作用。本发明能够将汽车上的某些局部振动及时转换成热量散发掉，从而有效减弱由此局部振动而产生的噪音。

1、  一种扭转悬臂式减振器，其特征在于，该减振器包括一个底座(1)和一个悬臂(2)，底座(1)与悬臂(2)的一端相铰接，其铰接处设有弹簧(3)，该弹簧(3)的两端分别作用在底座(1)和悬臂(2)上，且弹簧(3)的作用力方向与本减振器在使用过程中外力作用于悬臂(2)的方向相反，底座(1)与悬臂(2)之间设有同时与两者相接触的阻尼块(4)，且悬臂(2)与阻尼块(4)相接触所形成的摩擦力具有减缓悬臂(2)摆动速度的作用。

2、  如权利要求1所述的扭转悬臂式减振器，其特征在于，所述的底座(1)上固设有定轴(5)，上述的悬臂(2)活动套接在定轴(5)上。

3、  如权利要求2所述的扭转悬臂式减振器，其特征在于，所述的阻尼块(4)套接在定轴(5)上，弹簧(3)活动套接在阻尼块(4)与定轴(5)之间。

4、  如权利要求1-3任一条所述的扭转悬臂式减振器，其特征在于，所述的弹簧(3)是扭簧，底座(1)上对应于扭簧的作用面上设有卡槽一(1a)，悬臂(2)上对应于扭簧的作用面上设有卡槽二(2a)，扭簧的两端分别卡在相应的卡槽一(1a)和卡槽二(2a)内。

5、  如权利要求4所述的扭转悬臂式减振器，其特征在于，所述的弹簧(3)和阻尼块(4)分别为两个，且它们相应地设在悬臂(2)的两侧。

6、  如权利要求2或3所述的扭转悬臂式减振器，其特征在于，所述的底座(1)上设有相互平行的凸耳一(1b)和凸耳二(1c)，上述的定轴(5)是一螺栓，螺栓穿过两凸耳(1b、1c)并由螺母(6)固定。

7、  如权利要求1或2或3所述的扭转悬臂式减振器，其特征在于，所述的悬臂(2)上相对于铰接端的另一端固设有缓冲块(7)。

8、  如权利要求7所述的扭转悬臂式减振器，其特征在于，所述的悬臂(2)上相对于铰接端的另一端设有弯头(2b)，上述的缓冲块(7)固设在弯头(2b)的端面上。

9、  如权利要求7所述的扭转悬臂式减振器，其特征在于，所述的缓冲块(7)通过螺钉(8)与悬臂(2)相固定，且螺钉(8)的头部完全置于缓冲块(7)内。

10、  如权利要求1或2或3所述的扭转悬臂式减振器，其特征在于，所述的阻尼块(4)由丁基或者丙烯酸酯或者聚硫或者丁腈或者硅橡胶或者聚氨酯或者聚氯乙烯或者环氧树脂材料制成。

一种扭转悬臂式减振器
技术领域
本发明涉及一种减振器，特别是涉及一种悬臂式减振器，属于机械技术领域。
背景技术
轿车中动力总成的振动是使汽车在中/低速行驶时产生噪声的主要来源。在现代轿车中，动力总成都是采用柔性连接方式与车身固定在一起，这种连接方式可以大大减小动力总成整体的振动对整车的影响，提高了轿车乘坐的舒适性。但是，某些局部的剧烈振动也会使动力总成产生噪声，如变速器壳体的表面、发动机缸体的某个部分，或者是进排气系统的某些零件等等，因此，仅仅通过动力总成上的柔性悬置来减弱这些局部振动，其作用是相当有限的，所以，轿车上动力总成的振动噪声仍然是一大困扰。
发明内容
本发明提供了一种扭转悬臂式减振器，该减振器能够将汽车上的某些局部振动及时转换成热量散发掉，从而有效减弱由此局部振动而产生的噪音。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种扭转悬臂式减振器，其特征在于，该减振器包括一个底座和一个悬臂，底座与悬臂的一端相铰接，其铰接处设有弹簧，该弹簧的两端分别作用在底座和悬臂上，且弹簧的作用力方向与本减振器在使用过程中外力作用于悬臂的方向相反，底座与悬臂之间设有同时与两者相接触的阻尼块，且悬臂与阻尼块相接触所形成的摩擦力具有减缓悬臂摆动速度的作用。
本发明的扭转悬臂式减振器，主要由底座、悬臂、弹簧和阻尼块组成，底座固定在车身上，底座与悬臂的一端相铰接，悬臂的另一端作用于振源表面，从而传递振源的振动能量，弹簧起到复位作用，即当悬臂因振动而脱离振源表面时，它使悬臂向着振源的方向转动后又压着振源表面，而阻尼块与底座和悬臂紧密接触，其作用是阻止悬臂振动，它与悬臂相接触所形成的摩擦力能够减缓悬臂的摆动速度，若其摩擦力大于弹簧的作用力(即预紧力)，将导致弹簧无法复位，从而无法使悬臂传递振动能量；若弹簧的作用力过大，则会使悬臂与底座之间不能发生相对转动，而无法将振动能量转换成热量。本减振器的工作原理类似于击鼓，在猛击一次后立刻用手按住鼓面，此时鼓的声音很快就会消失，动力总成的振动，其振源就相当于敲击之后的鼓，本减振器就起到了“手”的作用，这种被动降噪的方法在需要降低机械振动的领域中具有显著的推广意义。
在上述的扭转悬臂式减振器中，所述的底座上固设有定轴，上述的悬臂活动套接在定轴上。该铰接方式结构简单、紧凑。
在上述的扭转悬臂式减振器中，所述的阻尼块套接在定轴上，弹簧活动套接在阻尼块与定轴之间。使得结构紧凑，整个减振器体积小；并且弹簧与阻尼块是活动套接，可保证弹簧在扭转时不受阻尼块的影响。
在上述的扭转悬臂式减振器中，所述的弹簧是扭簧，底座上对应于扭簧的作用面上设有卡槽一，悬臂上对应于扭簧的作用面上设有卡槽二，扭簧的两端分别卡在相应的卡槽一和卡槽二内。通过卡槽使扭簧的两端有效作用在悬臂和底座上，使悬臂复位可靠。
在上述的扭转悬臂式减振器中，所述的弹簧和阻尼块分别为两个，且它们相应地设在悬臂的两侧。在悬臂的两侧分别设有弹簧和阻尼块，使得悬臂复位平稳、减振均匀。
在上述的扭转悬臂式减振器中，所述的底座上设有相互平行的凸耳一和凸耳二，上述的定轴是一螺栓，螺栓穿过两凸耳并由螺母固定。螺母的松紧程度以保证弹簧在工作位置(有预紧力)时的扭转力稍大于阻尼块与悬臂之间的摩擦力为准。
在上述的扭转悬臂式减振器中，所述的悬臂上相对于铰接端的另一端固设有缓冲块。通过缓冲块与振源相接触，可避免悬臂与振源这两个刚性件直接碰撞造成的噪音。
在上述的扭转悬臂式减振器中，所述的悬臂上相对于铰接端的另一端设有弯头，上述的缓冲块固设在弯头的端面上。在悬臂的一端设置弯头后，当悬臂摆动时，其弯头的作用力方向为垂直振源的方向，能够增大缓冲块作用在振源上的有效面积，从而传递更多的振动能量。
在上述的扭转悬臂式减振器中，所述的缓冲块通过螺钉与悬臂相固定，且螺钉的头部完全置于缓冲块内。采用螺钉固定方便、牢靠，且螺钉的头部完全位于缓冲块内，即螺钉的头部不露出缓冲块外，可避免螺钉头与振源发生碰撞。
在上述的扭转悬臂式减振器中，所述的阻尼块由丁基或者丙烯酸酯或者聚硫或者丁腈或者硅橡胶或者聚氨酯或者聚氯乙烯或者环氧树脂材料制成。在一个应力循环中，加载期间悬臂对阻尼块所做的功等于卸载期间阻尼块释放的能量，阻尼块把一部分能量转换成热能而消耗掉，阻尼块所具有的阻尼性能越好，其减振效果越好。
本扭转悬臂式减振器是一种机械减振器，与其它的液压减振器相比，体积小，结构简单，安装方便，布置灵活，且只要将它固定在靠近任何振源的车身上，并把悬臂上相对于铰接端的另一端作用在该振源上，就能减弱该振动件的振动能量，从而有效减少由某些局部振动引起的噪声问题，适用范围极广，此外，由于本减振器是利用悬臂与阻尼块相对扭转从而消耗振动能量的原理，所以该扭转运动几乎不会引起附加振动。
附图说明
图1是本扭转悬臂式减振器的主视示意图；
图2是本扭转悬臂式减振器的立体结构示意图；
图3是本扭转悬臂式减振器的分解结构示意图。
图中，1底座；1a卡槽一；1b凸耳一；1c凸耳二；2悬臂；2a卡槽二；2b弯头；3扭簧；4阻尼块；5定轴；6螺母；7缓冲块；8螺钉。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2和图3所示，本扭转悬臂式减振器，主要用于减弱汽车动力总成上的某些局部振动，该减振器包括一个底座1和一个悬臂2，底座1与悬臂2的一端相铰接，悬臂2的另一端作用于振源表面，底座1与悬臂2的铰接处设有弹簧3，该弹簧3的两端分别作用在底座1和悬臂2上，且弹簧3的作用力方向与本减振器在使用过程中外力(即振源)作用于悬臂2的方向相反，底座1与悬臂2之间设有同时与两者相接触的阻尼块4，且悬臂2与阻尼块4相接触所形成的摩擦力具有减缓悬臂2摆动速度的作用。
在使用前，首先通过振动噪声试验检测出动力总成上哪个位置的振动过大，当确定出振动过大的零件后，将本减振器的底座1固定在靠近该振源的车身位置上，然后将悬臂2向弹簧3作用力的反方向旋转一定角度(该角度由弹簧3的几何形状和底座1的安装角度决定)，使弹簧3产生一个变形，形成预紧力，然后将悬臂2压在振源的表面，与振源直接接触的是悬臂上相对于铰接端的另一端。这样，当振源振动时，振动的能量就有一部分通过悬臂2传递至设在悬臂2与底座1之间的阻尼块4上，由于阻尼块4处于静止状态，而悬臂2作间断性摆动，振源的振动能量就有一部分通过悬臂2与阻尼块4之间的相对扭转运动而产生的摩擦力消耗掉了。
底座1与悬臂2的铰接方式较多，可在底座1上固设定轴5，再将悬臂2活动套接在定轴5上，为了便于牢靠地固定底座1和悬臂2，可在底座上设置相互平行的凸耳一1b和凸耳二1c，再用一螺栓作为定轴来穿过两凸耳1b、1c，并由螺母6固定，此外还可采用铰链、合页连接。
为了减小整个减振器的体积，可将阻尼块4套接在定轴5上，弹簧3活动套接在阻尼块4与定轴5之间，使阻尼块4的内壁与弹簧3的外壁之间具有间隙，这样阻尼块4就不会妨碍弹簧3的运动了。
为了保证弹簧3的两端始终作用于底座1和悬臂2上，弹簧3可采用扭簧，并在底座1上对应于扭簧的作用面上设置卡槽一1a，悬臂2上对应于扭簧的作用面上设置卡槽二2a，扭簧的两端分别卡在相应的卡槽一1a和卡槽二2a内。
如图1所示，悬臂2的两侧分别设置有两个弹簧3和阻尼块4，使得悬臂复位可靠，减振均匀。
本减振器中的悬臂2一般由金属材料制成，这样它才能具备一定的刚性，而悬臂2上相对于铰接端的另一端与振源表面相接触，两刚性材料相接触容易产生噪声，为了避免产生该附加噪声，可在悬臂2上设有缓冲块7与振源表面相接触，缓冲块7采用耐压、耐磨的材料制成，如橡胶材料。
在悬臂2上固定缓冲块7的一端还设有弯头2b，缓冲块7设在弯头2b的端面上，弯头2b与悬臂2之间的角度最好选择在90°至110°之间，当悬臂2摆动时，使弯头2b的作用方向差不多与振源表面相垂直，作用面积大，传递振动多。
缓冲块7与悬臂2可采用螺钉8相固定，在实际固定时，应在缓冲块7中设置沉孔，将螺钉8的头部完全置于缓冲块7内，这样可避免螺钉头部与振源表面发生碰撞。当然，缓冲块7与悬臂2也可采用粘接、卡接等固定方式。
在交变力作用下，阻尼块4的内部分子会相互磨擦消耗振动能量，它可采用丁基、丙烯酸酯、聚硫、丁腈、硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯和环氧树脂等，这类材料可以满足-50℃～200℃范围内的使用要求，而高强度的金属材料，其阻尼性能很差。