专利名称：动力总成悬置装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车零部件，尤其是涉及一种用于汽车消振减噪的动力总成悬置装置的结构改良。
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。
目前，在汽车动力总成悬置系统设计中，主要基于以下几点考虑一是将汽车动力总成悬置系统的六阶固有频率安排在合适的频率范围内，以避免悬置系统的六阶固有频率和汽车的其它零部件系统(如车身、悬挂系统)的频率接近而产生共振。此外，还希望悬置系统在六个方向的振动互不耦合，尤其是动力总成在垂直方向的振动和沿曲轴方向的扭转振动应和其它方向的振动解耦，同时还希望来自悬置系统前后方向的冲击互不影响。二是悬置系统的设计应保证在汽车的各种极限行驶工况下，动力总成的质心不应该有较大的位移。基于上述几点的考虑，传统的悬置系统设计主要应用撞击中心理论、采用V型布置等。
如图1和图2所示，是现有技术的一种动力总成悬置装置，包括一个内管，一个外管，以及设置在内管1和外管2的之间的橡胶体8。由图1的结构可知，当内管1和外管2之间的橡胶体8在载荷的作用下未发生接触时，悬置只受上下两端的橡胶体约束，容易发生变形，刚度较小；当内管和外管之间的橡胶接触后，悬置刚度明显变大；当内管和外管之间的橡胶积压到一定程度时，橡胶的变形接近极限，悬置刚度急剧上升，逼近金属的弹性变形范围。该装置是基于能量平衡而推导设计的，无法考虑悬置元件在其弹性主轴方向力一位移特性的非线性，因此在分析悬置系统的位移时，常常将悬置元件的刚度视为线性的，这与实际情况有很大的不同。随着发动机前置横置、前驱动型式的广泛使用以及液阻悬置在汽车动力总成中的广泛使用，上述理论和布置型式的应用受到了一定程度的限制。在这些类型的车型设计中，悬置系统设计的几个重要考虑点是合理分布悬置系统的六阶固有频率、且动力总成在某一个主坐标振动方向的能量分布又称解耦率大于指定的值；在汽车的各种极限行驶工况下，动力总成质心处的位移有多大，悬置元件在其三个垂直的弹性主轴方向的变形有多大等。
如图3所示，是现有技术在其弹性主轴方向的力F与位移X关系图，0为原点，a、b、c、d为X轴上的位移值。K2和K4为受到大载荷或碰撞是的缓冲段，K1和K5为硬限位段。其中K3的常规工况包含怠速、一般加速、巡航等，占汽车运行过程的绝大部分，驾驶员和乘客对此工况下的舒适性要求都会很高。一般的设计原则是K3刚度较小，K2、K4刚度其次，K1、K5刚度最大。
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。例如，中国专利文献公开了一种发动机悬置软垫总成(申请号CN200410071051.X)，该发动机悬置软垫总成由弹簧、挡板、弹簧夹板、上下垫板等组成。弹簧设置在上下垫板的浅槽之间，弹簧夹板一端焊接在垫板上，另一端与弹簧底部连接。挡板分上下两层，共八块，分别与上下垫板相连。还有人发明了一种发动机悬置(申请号CN90208142.X)，其底座由筒体和底板连接而成，圆螺母的支承块及橡胶软垫封装于筒体内。橡胶软垫可分为上软垫和下软垫，内部填充带骨架的橡胶块。上述方案在一定程度上改善了悬置的受力状况，提高了承载能力和使用寿命，但是并不能从根本上解决上述提到的技术问题。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的设计不甚合理，个别工况下减振降噪效果较差等的技术问题；提供了一种设计合理，结构简单，在各种工况下都能够有效减振降噪的动力总成悬置装置。尤其是在怠速工况和一般加速、巡航工况减振降噪效果好的动力总成悬置装置。
本发明还有一目的是解决现有技术所存在的工作稳定性较差，受力不甚合理，容易出现局部应力集中，使用寿命不长等的技术问题；提供了一种工作稳定性好，受力状况合理，大大降应力集中现象，有效延长使用寿命的动力总成悬置装置。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的动力总成悬置装置，包括内管，设于其外的外管，其特征在于，所述的内管和外管之间设有一个中间管，在内管和中间管之间设有第一弹性体，在中间管和外管之间设有第二弹性体。
本发明创造性地在外管和内管之间设置了一个中间管，并设置了两个弹性体。本发明考虑了常规工况中怠速、一般加速和巡航等工况中的不同扭矩表现和对隔振的不同要求。
作为优选，所述的第一弹性体和第二弹性体均由橡胶制成。这里的弹性体也可以采用其他的弹性材料制成，也可以采用弹簧。但是考虑到内部空间位置的局限，一般来说采用橡胶制作第一弹性体和第二弹性体。
作为优选，所述的第一弹性体上设有若干轴向设置的通孔，所述的通孔的截面形状呈两端大中间小。
作为优选，所述的第二弹性体上设有若干轴向设置的通孔，所述的通孔的截面形状呈两端大中间小。
上述通孔形状的两端大中间小是为了提高此零件在交变载荷作用下的疲劳寿命设计的，有效延长了整个装置的使用寿命。在通孔闭合前的刚度较小，通孔闭合后随着弹性体的挤压，产品刚度上升直到最终达到金属限位点。
作为优选，所述的第一弹性体上设有均匀布置的2～4个通孔；所述的第二弹性体上设有均匀布置的2～8个通孔。这里的第一弹性体和第二弹性体上的通孔数量是根据不同的状况设置的。
作为优选，所述的外管呈圆筒形，所述的中间管呈圆筒形，两者同心设置；并且所述内管的外围呈多边形。悬置的内管设计成多边形例如方形是为了考虑悬置的疲劳寿命。当内管为圆形，内管与橡胶挤压时，金属与橡胶接触面积较小，弹性体容易出现局部应力集中；改为方形后，由于金属为平坦的接触面，将大大降低橡胶的应力集中现象，也就改善了弹性体的疲劳寿命。
作为优选，所述内管的上下两端设有用于安装隔热垫片的凸环。
因此，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.工作稳定性好，受力状况合理，大大降应力集中现象，有效延长使用寿命；3.便于装配，制作成本低，易于推广应用。
附图1是现有技术的一种剖视结构示意图；附图2是现有技术的一种俯视结构示意图；附图3是现有技术在其弹性主轴方向的力与位移关系图；附图4是本发明的一种剖视结构示意图；附图5是本发明的一种俯视结构示意图；附图6是本发明在其弹性主轴方向的力与位移关系图。
图中，内管1、外管2、中间管3、第一弹性体4、第二弹性体5、通孔6、凸环7、橡胶体8、K1和K5为硬限位段、K2和K4为受到大载荷或碰撞是的缓冲段、K3分为怠速工况段K31和一般加速与巡航工况K32两段、弹性主轴方向的力F、位移X、O为原点，a、b、c、d为X轴上的位移值。
具体实施例方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例如图4和图5所示的动力总成悬置装置，包括内管1，设于其外的外管2，在内管1和外管2之间设有一个中间管3。外管2呈圆筒形，中间管3呈圆筒形，两者同心设置；并且所述内管1的外围呈方形。在内管1和中间管3之间设有第一弹性体4，在中间管3和外管2之间设有第二弹性体5。第一弹性体4和第二弹性体5均由橡胶制成。在第一弹性体4上设有均匀布置的两个轴向设置的通孔6，第二弹性体5上设有四个轴向设置的均匀布置的通孔6。通孔6的截面形状呈两端大中间小。在内管1的上下两端设有用于安装隔热垫片的凸环7。内管1、外管2和中间管3均由金属制成。内管1将连接动力总成侧支架，外管2连接车身侧支架，中间管3是一个受力加载的界面。本发明中，第一弹性体4和第二弹性体5的尺寸大小根据实际情况的需要进行计算和设计。
如图6所示，针对图3中K3的常规工况中怠速、一般加速和巡航等工况中的不同扭矩表现和对隔振的不同要求，将K3分为K31和K32两段(由于零件结构对称，性能曲线也相应对称)。K31主要针对的是怠速工况，此时发动机没有动力输出，扭矩较小，但扭矩波动最大，容易引起整车振动噪音等不舒适现象，此时将扭矩悬置的刚度变小，将能够更好的实现悬置对动力总成振动的隔离；K32针对的是一般加速和巡航工况，此时由于发动机有动力输出，悬置将受到一定的扭矩载荷，但扭矩波动不大，而且由于随着发动机转速的升高，动力总成的激励频率也随之升高，由橡胶悬置隔振原理可知悬置的隔振率也随之增加，因此适当增加K32的刚度也不会对悬置系统的隔振效果产生太大影响。K2和K4为受到大载荷或碰撞是的缓冲段，K1和K5为硬限位段。
上述通孔形状的两端大中间小是为了提高此零件在交变载荷作用下的疲劳寿命设计的，有效延长了整个装置的使用寿命。在通孔闭合前的刚度较小，通孔闭合后随着弹性体的挤压，产品刚度上升直到最终达到金属限位点。悬置的内管设计成多边形例如方形是为了考虑悬置的疲劳寿命。当内管为圆形，内管与橡胶挤压时，金属与橡胶接触面积较小，弹性体容易出现局部应力集中；改为方形后，由于金属为平坦的接触面，将大大降低橡胶的应力集中现象，也就改善了弹性体的疲劳寿命。
当内管1在载荷F的作用下发生位移时，内管1与中间管3的第一弹性体4可看作一个弹簧，其刚度设为T1，中间管3与外管2之间的第二弹性体5可看作另一个弹簧，其刚度设为T2，此两个弹簧为串联结构，悬置的合成刚度K31＝(T1×T2)/(T1+T2)，小于T1和T2的任一个值；当内管1的位移达到一定值，内管1与中间管3的第一弹性体4发生接触，T1’上升，此时悬置的合成刚度K32近似等于T2；当内管1的位移继续增大，中间管3和外管2之间的第二弹性体5也发生接触，此时及以后悬置的刚度与常规设计等同。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了内管1、外管2、中间管3、第一弹性体4、第二弹性体5、通孔6、凸环7、橡胶体8、K1和K5为硬限位段、K2和K4为受到大载荷或碰撞是的缓冲段、K3分为怠速工况段K31和一般加速与巡航工况K32两段、弹性主轴方向的力F、位移X、O为原点，a、b、c、d为X轴上的位移值等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
权利要求
1.一种动力总成悬置装置，包括内管(1)，设于其外的外管(2)，其特征在于，所述的内管(1)和外管(2)之间设有一个中间管(3)，在内管(1)和中间管(3)之间设有第一弹性体(4)，在中间管(3)和外管(2)之间设有第二弹性体(5)。
2.根据权利要求1所述的动力总成悬置装置，其特征在于，所述的第一弹性体(4)和第二弹性体(5)均由橡胶制成。
3.根据权利要求2所述的动力总成悬置装置，其特征在于，所述的第一弹性体(4)上设有若干轴向设置的通孔(6)，所述的通孔(6)的截面形状呈两端大中间小。
4.根据权利要求2所述的动力总成悬置装置，其特征在于，所述的第二弹性体(5)上设有若干轴向设置的通孔(6)，所述的通孔(6)的截面形状呈两端大中间小。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的动力总成悬置装置，其特征在于，所述的第一弹性体(4)上设有均匀布置的2～4个通孔(6)；所述的第二弹性体(5)上设有均匀布置的2～8个通孔(6)。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的动力总成悬置装置，其特征在于，所述的外管(2)呈圆筒形，所述的中间管(3)呈圆筒形，两者同心设置；并且所述内管(1)的外围呈多边形。
7.根据权利要求5所述的动力总成悬置装置，其特征在于，所述的外管(2)呈圆筒形，所述的中间管(3)呈圆筒形，两者同心设置；并且所述内管(1)的外围呈多边形。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的动力总成悬置装置，其特征在于，所述内管(1)的上下两端设有用于安装隔热垫片的凸环(7)。
全文摘要
本发明涉及一种用于汽车消振减噪的动力总成悬置装置的结构改良。包括内管，设于其外的外管，其特征在于，所述的内管和外管之间设有一个中间管，在内管和中间管之间设有第一弹性体，在中间管和外管之间设有第二弹性体。因此，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.工作稳定性好，受力状况合理，大大降低应力集中现象，有效延长使用寿命；3.便于装配，制作成本低，易于推广应用。
文档编号F16F1/38GK101059158SQ20061005039
公开日2007年10月24日 申请日期2006年4月18日 优先权日2006年4月18日
发明者邬建海, 姚瑞芝 申请人:宁波拓普声学振动技术有限公司