本发明涉及悬置技术领域的一种液压悬置，尤其涉及一种自适应式多惯性通道式液压悬置及其自适应方法。
背景技术：
汽车发动机液压悬置是指发动机动力总成与车架之间的弹性连接系统，该系统减振性能的设计优劣直接关系到发动机振动向车体的传递。最先发展起来的普通橡胶悬置，由于其价格低廉，结构简单，因此得到广泛的应用。但橡胶悬置元件的动态特性有两点不足之处：一、振动阻尼偏小，不能满足对车辆动力总成悬置系统在低频域的隔振、减振性能的要求；二、在高频振动时会出现动态硬化现象，导致其动刚度显著增大，不能满足对汽车动力总成悬置系统在高频域的隔振、降噪性能要求。
现有的液压悬置具备更好的隔振能力，主要有简单节流孔式、惯性通道式以及惯性通道-解耦膜式等。但是，现有的液压悬置通常只能在某一频率范围内具有良好的减振效果，不能在汽车整个工作范围内满足减振要求。最新提出的半主动磁流变体液压悬置和主动控制式液压悬置虽然具备良好的隔振、减振性能，但大都结构复杂，成本太高，没有得到广泛应用。另外一些半主动控制液压悬置需要增加电磁阀、电机等结构，这样增加了成本及具体实施的难度。
而对于一般结构形式的单惯性通道型液压悬置，其滞后角出现峰值的频率通常在7～15hz范围。在液压悬置的设计中，橡胶主簧的形状和橡胶材料的硬度通常是为了满足其静态特性，调整滞后角峰值频率常常是靠改变惯性通道的尺寸。对于四缸发动机，当发动机的怠速转速为710r/min,其怠速时振动激励的主频是23.7hz。为了减少发动机的激励而导致的方向盘、变速杆等系统的振动，同时希望发动机在怠速转速附近，悬置系统具有较小的刚度，液压悬置就需要具有较大的滞后角峰值频率(20hz以上)。由于单靠调整单惯性通道的尺寸很难达到如此高的滞后角峰值频率。因此，需要一种结构简单、成本低廉、能自动适应各种环境的多惯性通道式液压悬置。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种自适应式多惯性通道式液压悬置及其自适应方法，所述液压悬置具备结构简单、成本低廉和高效的优点，解决了液压悬置结构复杂、成本昂贵、滞后角峰值频率低的问题。
本发明采用以下技术方案实现：一种自适应式多惯性通道式液压悬置，其腔体内设置隔振机构，所述隔振机构包括：
隔板，其将所述腔体分隔成上液室和下液室，隔板面向上液室的一侧开设至少一个盲孔一，面向下液室的一侧开设与至少一个盲孔一相对应的至少一个盲孔二，隔板上还开设连通上液室和下液室的至少一个安装槽，隔板的内部开设连通盲孔一与相应盲孔二之间的流道；安装槽内固定一个解耦膜，解耦膜隔断安装槽连通上液室和下液室的途径；
移动架，其设置在上液室内，移动架设置与至少一个盲孔一相对应的至少一个管道，管道的一端穿过移动架与上液室相通，另一端插入在相应的盲孔一内，管道与相应盲孔一、相应流道、相应盲孔二依次构成连通上液室和下液室的一条通道；
伸缩结构，其一端安装在隔板上，另一端安装在移动架上，并通过其弹性限制移动架相对隔板升或降的距离。
作为上述方案的进一步改进，流道在隔板中延伸至上液室，因而横截面呈u型，移动架上设置嵌入在流道中的凸起，管道设置在所述凸起中。
作为上述方案的进一步改进，安装槽内在解耦膜的上下两侧分别设置相互平行多个隔墙，隔墙垂直解耦膜。
作为上述方案的进一步改进，流道两端的开口处设有倒角。
作为上述方案的进一步改进，所述伸缩结构包括多个导向结构和多个弹簧；每个导向结构包括一个杆套以及一个与杆套活动套接的导向杆；所述导向杆安装在移动架上，所述杆套安装在隔板上；每个弹簧的两端分别安装在移动架和隔板上。
作为上述方案的进一步改进，移动架面向隔板的一侧设置与至少一个盲孔二相对应的至少一个定位柱，定位柱插入在相应的盲孔二中。
作为上述方案的进一步改进，安装槽位于隔板的中心，移动架上开设供上液室与安装槽连通的至少一个通孔。
作为上述方案的进一步改进，流道呈“c”字形，其数量为至少一对，每对流道将安装槽环绕在内。
作为上述方案的进一步改进，移动架呈对称结构，移动架上安装增压盘，增压盘和安装槽同轴设置。
作为上述方案的进一步改进，移动架的最外缘设置防护栏，防护栏环绕隔板上处于上液室内的区域。
本发明还提供一种自适应式多惯性通道式液压悬置的自适应方法，所述自适应方法为：增压盘在液压的作用下驱动移动架向下移动，自动改变移动架相对隔板的距离，从而自动改变通道的横截面积，且利用解耦膜在所述液压悬置高频振动时的上下振动，减小液压悬置高频动态硬化现象，实现所述液压悬置的自适应过程。
本发明通过移动架的上下移动，进而调整惯性通道的横截面积，达到调节输出阻尼力和刚度的目的，使液压悬置能够满足不同工况下的不同要求，同时提升了隔振效果。实现上述目的既不需要半主动控制式悬置所必需成本高昂的磁流变体和线圈，也不需要主动控制式液压悬置复杂的控制模块和繁琐的标定过程，节省了成本，简化了结构，便与制造，也降低了能耗。本发明采用了两个惯性通道，增大了液体的阻尼系数，提高了液压悬置的吸振能力，从而增加了吸振效果。通过改变惯性通道的横截面积，得到不同的滞后角峰值频率，从而可在多个频率段降低动力总成振动的传递，增加减振的效果。
附图说明
图1为本发明实施例1中自适应式多惯性通道式液压悬置的结构示意图；
图2为图1中惯性通道的结构示意图；
图3为图1中移动架的结构示意图；
图4为图1中惯性通道截面积的变化示意图；
图5为图1中惯性通道的流量阻尼系数随横截面积变化的曲线图；
图6为图1中惯性通道的质量惯性系数随横截面积变化的曲线图；
图7为本发明实施例1中不同惯性通道横截面积下的悬置动刚度曲线图；
图8为本发明实施例1中不同惯性通道横截面积下的悬置滞后角曲线图；
图9为本发明实施例2的结构示意图；
图10为本发明实施例3中惯性通道的结构示意图；
图11为本发明实施例3中移动架的结构示意图。
符号说明：
1上盖16管道
2下盖17盲孔一
3移动架18盲孔二
4隔板19开口一
5橡胶主簧20密封圈
6上螺栓21通孔
7加强块22解耦膜
8下螺栓23流道
9通气孔13a第一驱动单元
10皮碗13b第二驱动单元
11上液室36安装槽
12下液室37隔墙
13增压盘38定位柱
14导向结构39防护栏
15弹簧
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
请参阅图1-3，本实施例中的自适应式多惯性通道式液压悬置包括上盖总成、下盖总成、隔振机构、皮碗10和密封圈20。
上盖总成包括上盖1、橡胶主簧5、上螺栓6、加强块7。其中，上螺栓6的顶端安装在发动机上，加强块7安装在上螺栓6的底端。橡胶主簧5安装在加强块7的底部，上盖1安装在橡胶主簧5的底部。其中，橡胶主簧5、上螺栓6、加强块7之间可以采用硫化工艺进行固定。通过上述工艺可以使橡胶主簧5、上螺栓6、加强块7之间的安装更加稳定，从而保证了液压悬置的的长期使用，提高了液压悬置的安全性。
下盖总成包括下盖2、下螺栓8。其中，下螺栓8的底端安装在车架上，下盖2安装在下螺栓8的顶端。下盖2开设通气孔9并使皮碗10和下盖2围成的腔体与外界连通。通气孔9可以平衡皮碗10和下盖总成围成的腔体与外界的气压，使皮碗10能够自由变形。
隔振机构安装在液压悬置的腔体内并用于将发动机的振动和车架的振动隔离，其包括隔板4、移动架3、伸缩结构。
隔板4将液压悬置的腔体分隔成上液室11和下液室12。在隔板4面向上液室11的一侧开设两个盲孔一17，面向下液室12的一侧开设与两个盲孔一17分别相对应的两个盲孔二18，隔板4上还开设连通上液室11和下液室12的安装槽36。安装槽36位于隔板4的中心，在安装槽36内固定一个解耦膜22，解耦膜22隔断安装槽36连通上液室11和下液室12的途径。安装槽36内在解耦膜22的上下两侧分别设置相互平行多个隔墙37，隔墙37垂直解耦膜22。隔板4的内部开设连通盲孔一17与相应盲孔二18之间的流道23，流道23呈“c”字形，流道23两端的开口处设有倒角，倒角有利于液体进出流道23。流道23的数量为两个，两个流道23将安装槽36环绕在内，即每个盲孔一17和所对应的盲孔二18之间通过一条流道23连通，盲孔二18连通开口一19，开口一19连通下液室12。
移动架3设置在上液室内并呈对称结构，其设有与两个盲孔一17分别相对应的两个管道16。其中，每个管道16的一端穿过移动架3与上液室11相通，另一端插入在相应的盲孔一17内且密封住盲孔一17，使得上液室11的液体只能从管道16的一端流入再从另一端流出到盲孔一17内。每个管道16与相应盲孔一17、相应流道23、相应盲孔二18依次构成连通上液室11和下液室12的一条通道。本实施例中形成了两条通道，即两条惯性通道，这样增大了液体的阻尼系数，提高了液压悬置的吸振能力，从而增加了吸振效果。通过移动架3的上下滑动可以调节双惯性通道的横截面积，进而达到调节输出阻尼力和刚度的目的，使液压悬置能够满足不同工况下的不同要求，同时提升了隔振效果。
移动架3上还开设供上液室11与安装槽36连通的通孔21，通孔21的数量可以为一个，也可以为多个。移动架3面向隔板4的一侧设置与两个盲孔二18分别相对应的两个定位柱38，每个定位柱38插入在相应的盲孔二18中。移动架3上安装增压盘13，增压盘13和安装槽36同轴设置。采用增压盘13这种结构后，由于移动架3设有通孔21减小了移动架3的有效面积，使其所受下压力减小，增压盘13增加了移动架3上的下压力，该力是驱动移动架3向下移动的主要作用力。同时增压盘13具有扰流作用，可以降低液压悬置高频硬化现象。移动架3的最外缘设置防护栏39，防护栏39环绕隔板4上位于上液室11内的区域，这样有利于更精确地使移动架3相对隔板4的上下移动。
解耦膜22用于解除上液室11和下液室12的耦合作用。当高频振动发生时，移动架3的位移较小，两个惯性通道的横截面积较大，液体主要从移动架3的通孔21到达解耦膜22处，解耦膜22在其自由行程内上下振动，有利于减小液压悬置高频动态硬化现象。当低频大振动发生时，此时解耦膜22运动到极限位置，液体主要从惯性通道到达下液室12，移动架3的位移较大，此时惯性通道的横截面积较小，此时相应频率范围内悬置有较大的刚度和阻尼，有利于衰减振动。在怠速工况下，振幅较小，移动架3的位移较小，此时惯性通道的横截面积较大，对应怠速激振频率下，悬置具有较小的刚度，有利于抑制怠速振动。液压悬置在多个频率段范围内衰减动力总成产生的振动，减少传递给车身的振动，降低乘客舱内的噪声，提高了车辆驾驶及乘坐的舒适性。
伸缩结构，其一端安装在隔板4上，另一端安装在移动架3上，并通过其弹性限制移动架3相对隔板4升或降的距离。伸缩结构包括多个导向结构14和多个弹簧15。每个导向结构14包括杆套以及与杆套活动套接的导向杆。导向杆安装在移动架3上，杆套安装在隔板4上。每个弹簧15的两端分别安装在移动架3和隔板4上。通过导向结构14可以限制移动架3的过度上升和下降，同时弹簧15可以起到保护的作用，还可以平衡移动架3的重力。
密封圈20安装在上盖1和下盖2的连接处，并用于密封上液室11和下液室12，防止内腔内的液体泄露，提高液压悬置的安全性和实用性。在在本实施例中，上液室11和下液室12内注入的液体为乙二醇液体，使液压悬置起到隔振作用，当然也可以使用其他适合的液体。
在本实施例中，流道23在隔板4中延伸至上液室11，因而横截面呈u型，移动架3上设置嵌入在流道23中的凸起，管道16设置在所述凸起中。移动架3和隔板4的上下移动，改变惯性通道入口处(即管道16和流道23的衔接处)的截面积，从而改变出口处的截面积，同时，也能通过凸起在流道23中的移动，改变流道23的截面积。接下来分析本实施例中的多惯性通道式液压悬置的自适应过程及原理。
请参阅图4，在本实施例中，两个惯性通道的初始横截面积都为s，通过调整导向结构14的极限压缩量改变移动架3能向下运动到的极限位置，使这两个通道的最小横截面积为50％s。在仿真分析中选取了横截面积为s、75％s、50％s和25％s四种情况下对相关参数的影响。如图5和图6所示，随着横截面积的增加，惯性通道的流量阻尼系数和质量惯性系数都在不断减小。如图7和图8所示，随着惯性通道横截面积的增大，液压悬置的动刚度和滞后角峰值出现的频率升高。惯性通道的截面积越大，液压悬置的低刚度区越宽，滞后角的峰值越高。这是因为在通道横截面积增大即惯性通道的通经增大时，则雷诺数增大，沿程损失的阻力系数减小，使液体的沿程损失减小。但通道横截面积增大使惯性通道内液体体积增加，同时增加液体的质量，液体的共振频率增大，引起惯性损失增大，由于惯性作用造成的损失比沿程损失对悬置阻尼有更大的贡献，从而滞后角峰值增大。当横截面积为50％s时，由对应的动刚度和滞后角曲线可知，动刚度在15hz左右达到最大值，滞后角在12hz左右达到最大值，在5-15hz频率范围内滞后角较大，有利于衰减动力总成悬置系统刚体模态附近的振动。当横截面积为s时，由对应的动刚度和滞后角曲线可知，在怠速激励频率点23.7hz左右，动刚度接近最小值，而在此激振频率点附近，悬置的滞后角较大，有利于迅速衰减怠速时的振动，且滞后角峰值频率大于20hz,符合要求。
从上述动刚度和滞后角随惯性通道横截面积的变化规律可以看出，在低频振动下，当汽车动力总成处于怠速工况时，此时振动幅度较小，移动架3向下移动的距离较小，此时两个惯性通道的横截面积大小在s附近，由上述仿真分析可知，在怠速激励频率点23.7hz左右，动刚度接近最小值，而在此激振频率点附近，悬置的滞后角较大，此时可有效抑制发动机怠速抖动，提高汽车的舒适性。当汽车处于启动工况，急加速工况或通过不平路面等冲击工况时，此时振动幅度较大，移动架3向下移动的距离较大，此时两个惯性通道的横截面积大小50％s附近，此时悬置在15hz左右具有较大的动刚度，在12hz左右具有较大的滞后角，可有效衰减振动，抑制过大的位移，防止发动机突破限位，从而保证支撑的有效。在低频大振动下，解耦膜22运动到其极限位置，液体主要从两个惯性通道到达下液室12。在高频振动下，即当汽车动力总成处于高速巡航工况时，此时振动幅度较小，移动架3向下移动的距离较小，此时两个惯性通道的横截面积大小在s附近，此时液体主要从移动架3上的通孔21到达解耦膜22处，解耦膜22在其自由行程内上下振动，有利于减小液压悬置高频动态硬化现象。
本实施例还提供一种自适应式多惯性通道式液压悬置的自适应方法，自适应方法包括步骤：增压盘13在液压的作用下驱动移动架3向下移动，自动改变移动架3相对隔板4的距离，从而改变惯性通道的横截面积，且利用解耦膜22在所述液压悬置高频振动时的上下振动，减小液压悬置高频动态硬化现象，实现所述液压悬置的自适应过程。
实施例2
请参阅图9，本实施例与实施例1相似且唯一的不同在于本实施例中移动架3的上下移动是通过第一驱动单元13a和第二驱动单元13b来控制的，并去除了增压盘13、导向结构14和弹簧15。第一驱动单元13a和第二驱动单元13b的底端安装在隔板4上，它们的另一端安装在移动架3面向隔板4的一侧。第一驱动单元13a和第二驱动单元13b可以使用电机或者液压缸进行驱动。在怠速工况以及启动工况、急加速工况或通过不平路面等冲击工况时，第一驱动单元13a和第二驱动单元13b控制移动架3移动所达到的惯性通道横截面积大小和实施例1一样。在高频振动下，即当汽车动力总成处于高速巡航工况时，第一驱动单元13a和第二驱动单元13b控制移动架3向下移动到与隔板4的接触面处，即此时两条通道的横截面积大小为零，相当于处于关闭状态，此时液体只能从移动架3上的通孔21到达解耦膜22处，解耦膜22在其自由行程内上下振动，有利于减小液压悬置高频动态硬化现象。本实施例虽然增加了驱动机构，虽然增加了能耗和结构复杂性，但是能更精准地控制移动架3的移动距离，后面可以根据多种不同工况优化出对应的惯性通道横截面积，并通过驱动机构进行精确控制。
实施例3
请参阅图10和图11，本实施例中采用3个对应中心角为110度的弧形流道23，三个流道的长度也并不局限于一样长，也可以采用不同的长度。三个流道23、三个管道16、三个盲孔一17、三个盲孔二18一一对应，形成三条惯性通道。这三条惯性通道能够使液压装置的液体流通更加迅速，结构更加稳定，同时也增大了惯性通道的总横截面积，从而进一步增大了液体的阻尼系数，进一步提高了液压悬置的吸振能力，从而增加了吸振效果。
综上所述，本发明通过移动架3的上下移动，进而调整惯性通道的横截面积，达到调节输出阻尼力和刚度的目的，使液压悬置能够满足不同工况下的不同要求，同时提升了隔振效果。实现上述目的既不需要半主动控制式悬置所必需成本高昂的磁流变体和线圈，也不需要主动控制式液压悬置复杂的控制模块和繁琐的标定过程，节省了成本，简化了结构，便与制造，也降低了能耗。本发明采用了多条惯性通道，增大了液体的阻尼系数，提高了液压悬置的吸振能力，从而增加了吸振效果。通过改变惯性通道的横截面积，得到不同的滞后角峰值频率，从而可在多个频率段降低动力总成振动的传递，增加减振的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。