一种悬置限位橡胶垫的设计方法与流程

本发明涉及汽车动力总成技术领域，尤其涉及一种悬置限位橡胶垫的设计方法。

背景技术：

随着汽车工业的迅速发展，汽车的nvh水平越来越受到人们的关注，消费者对乘坐舒适性的要求也日益增高，这对动力总成的悬置的设计提出了更高的要求。由于汽车在急加速或者急减速时，动力总成会在短时间内产生较大位移，使汽车产生较大的顿挫和异响，所以为了控制汽车行驶时控制动力总成的位移，减小顿挫和异响，悬置中通常设置有悬置限位橡胶垫。

但是，根据现有的悬置限位橡胶垫的设计方法生产的悬置限位橡胶垫通常并不能很好地减小顿挫和异响，而且悬置限位橡胶垫的耐久性也比较差。

因此，亟需一种新型的悬置限位橡胶垫的设计方法以解决上述技术问题。

技术实现要素：

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种悬置限位橡胶垫的设计方法，其与现有技术相比，能够更好地减小汽车的顿挫和异响，提高悬置限位橡胶垫的使用寿命。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种悬置限位橡胶垫的设计方法，包括如下步骤：

步骤1、设计单体，所述单体包括平面部和凸起部，所述凸起部呈半球形，所述平面部沿所述凸起部高度方向的投影呈正方形，所述凸起部位于所述正方形的中心；

步骤2、将多个所述单体呈矩形阵列紧密排列以形成集合体；

步骤3、在所述集合体上绘制悬置限位橡胶垫的形状；

步骤4、按照步骤3所绘制的形状生产所述悬置限位橡胶垫。

进一步地，在所述步骤3中，若所述悬置限位橡胶垫的轮廓线穿过所述凸起部，则还包括步骤3’：对被所述悬置限位橡胶垫的轮廓线穿过的所述凸起部进行取舍。

进一步地，在所述步骤3’中，若所述悬置限位橡胶垫的轮廓线穿过的所述凸起部在所述悬置限位橡胶垫的轮廓线内的部分沿其高度方向的投影面积大于或等于所述凸起部的投影面积的50％时，则保留所述凸起部；否则，舍弃所述凸起部。

进一步地，所述凸起部沿其高度方向的投影面积占所述平面部的投影面积的34％以上。

进一步地，所述凸起部沿其高度方向的投影面积占所述悬置限位橡胶垫的投影面积的30％以上。

进一步地，所述凸起部为半径为2mm的半球形。

进一步地，所述平面部的边长为6mm。

进一步地，所述平面部的厚度为4mm。

进一步地，所述悬置限位橡胶垫上设置有腰型孔，所述悬置限位橡胶垫的外径为90mm。

进一步地，所述悬置限位橡胶垫呈圆环形，所述悬置限位橡胶垫的外径为100mm，内径为32mm。

本发明的有益效果为：

本发明提供的悬置限位橡胶垫的设计方法，首先，通过将凸起部设置在平面部的中心，且平面部的投影呈正方形，并将具有凸起部和平面部的多个单体呈矩形阵列，从而可以使凸起部在各个方向上的间距均相等，进而可以使悬置限位橡胶垫上的凸起部在各个方向上的间距均相等，提高了凸起部分布的均匀性，当动力总成产生较大位移导致悬置撞击悬置限位橡胶垫时，会先与凸起部接触，由于凸起部分布的均匀性高，可以使悬置限位橡胶垫的受力更加均匀，进而可以明显缓解悬置刚度的升高趋势，大大降低汽车的顿挫和异响；其次，呈矩形阵列的凸起部可以形成规则且平直的空气流通通道，使空气能够在凸起部之间的间隔中顺畅流动，从而提高了悬置限位橡胶垫的散热效果，增加了悬置限位橡胶垫的耐久性；最后，通过设计单体，可以实现模块化设计，通用性更强，针对形状和尺寸不同的悬置限位橡胶垫，只需改变单体的矩形阵列数量即可，无需针对每个悬置限位橡胶垫单独设计凸起部的排列方式，从而可以简化设计过程，提高设计速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的单体的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的集合体的结构示意图；

图3是图2中a-a处的剖视图；

图4是本发明实施例提供的悬置限位橡胶垫的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的电驱动悬置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的电驱动悬置中电驱动悬置橡胶主簧与电驱动悬置内管的装配关系示意图；

图7是本发明实施例提供的电驱动悬置中悬置限位橡胶垫的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的电驱动悬置与对比例一之间的刚度曲线对比图；

图9是本发明实施例提供的发动机悬置的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的发动机悬置与对比例二之间的刚度曲线对比图。

图中：

1-单体；11-平面部；12-凸起部；

2-集合体；

100-悬置限位橡胶垫；200-悬置骨架；300-发动机悬置铝芯；400-电驱动悬置橡胶主簧；500-电驱动悬置内管。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图4所示，本实施例提供一种悬置限位橡胶垫的设计方法，通过该方法可以设计应用在汽车动力总成上的悬置限位橡胶垫。具体地，悬置限位橡胶垫的设计方法包括如下步骤：

步骤1、设计单体1，单体1包括平面部11和凸起部12，凸起部12呈半球形，平面部11沿凸起部12高度方向的投影呈正方形，凸起部12位于正方形的中心；

步骤2、将多个单体1呈矩形阵列紧密排列以形成集合体2；

步骤3、在集合体2上绘制悬置限位橡胶垫100的形状；

步骤4、按照步骤3所绘制的形状生产悬置限位橡胶垫100。

需要指出的是，单体1和集合体2只是在设计悬置限位橡胶垫100时所定义的结构，而实际生产悬置限位橡胶垫100时，悬置限位橡胶垫100为一体成型结构。

本实施例提供的悬置限位橡胶垫的设计方法，首先，通过将凸起部12设置在平面部11的中心，且平面部11沿凸起部12高度方向的投影呈正方形，并将具有凸起部12和平面部11的多个单体1呈矩形阵列，从而可以使凸起部12在各个方向上的间距均相等，进而可以使悬置限位橡胶垫100上的凸起部12在各个方向上的间距均相等，提高了凸起部12分布的均匀性，当动力总成产生较大位移导致悬置撞击悬置限位橡胶垫100时，会先与凸起部12接触，由于凸起部12分布的均匀性高，可以使悬置限位橡胶垫100的受力更加均匀，进而可以明显缓解悬置刚度的升高趋势，大大降低汽车的顿挫和异响；其次，呈矩形阵列的凸起部12可以形成规则且平直的空气流通通道，使空气能够在凸起部12之间的间隔中顺畅流动，从而提高了悬置限位橡胶垫100的散热效果，增加了悬置限位橡胶垫100的耐久性；最后，通过设计单体1，可以实现模块化设计，通用性更强，针对形状和尺寸不同的悬置限位橡胶垫100，只需改变单体1的矩形阵列数量即可，无需针对每个悬置限位橡胶垫100单独设计凸起部12的排列方式，从而可以简化设计过程，提高设计速度。

需要指出的是，当悬置限位橡胶垫100的形状与集合体2的形状完全相同时，即悬置限位橡胶垫100呈矩形，且矩形的尺寸与集合体2的尺寸完全一致时，可省略步骤3，无需在集合体2上绘制悬置限位橡胶垫100的形状。另外，还需要指出的是，在本实施例中，投影面积均指沿凸起部12高度方向的投影面积。

优选地，在步骤3中，若悬置限位橡胶垫100的轮廓线穿过凸起部12，则还包括步骤3’：对被悬置限位橡胶垫100的轮廓线穿过的凸起部12进行取舍。即悬置限位橡胶垫100的轮廓线会分割产生一些不完整的凸起部12，此时需要对不完整的凸起部12进行取舍。

进一步地，在步骤3’中，若悬置限位橡胶垫100的轮廓线穿过的凸起部12在悬置限位橡胶垫100的轮廓线内的部分沿其高度方向的投影面积大于或等于凸起部12的投影面积的50％时，则保留凸起部12；否则，舍弃凸起部12。即当凸起部12沿其高度方向的残余投影面积大于或等于凸起部12沿其高度方向的总投影面积的50％时，则对凸起部12不作任何处理，当凸起部12沿其高度方向的残余投影面积小于凸起部12沿其高度方向的总投影面积的50％时，需要将残余的凸起部12去除，仅保留平面部11。按照此种方式设计，有利于防止凸起部12由于尺寸过小导致结构稳定性差，在撞击过程中容易发生损坏。另外，需要指出的是，由于受到调整的凸起部12数量较少且分布在悬置限位橡胶垫100的边缘，所以仍然可以近似认为凸起部12在悬置限位橡胶垫100上是均匀分布的。

优选地，凸起部12沿其高度方向的投影面积占平面部11的投影面积的34％以上。通过保证每个单体1上凸起部12的投影面积的占比，进而更有利于保证凸起部12在整个悬置限位橡胶垫100上的面积占比，即使对不完整的凸起部12进行取舍后，仍能使凸起部12沿其高度方向的投影面积占整个悬置限位橡胶垫100的投影面积的30％以上，从而有利于降低汽车的顿挫和异响。

可选地，凸起部12为半径为2mm的半球形。通过控制凸起部12的半径可以进一步提升凸起部12的刚度缓冲效果和散热效果。可选地，平面部11的边长为6mm。即平面部11的投影是边长为6mm的正方形。按照正方形设计，更有利于保证凸起部12在各个方向上的间距均相等。可选地，平面部11的厚度为4mm。需要指出的是，平面部11的边长和厚度均可以根据实际需求进行调整，在此不作限制。

如图5-图7所示，采用上述设计方法设计并生产的悬置限位橡胶垫100可应用在电驱动悬置中。具体地，电驱动悬置包括悬置限位橡胶垫100、悬置骨架200、电驱动悬置橡胶主簧400和电驱动悬置内管500，电驱动悬置橡胶主簧400设置于悬置骨架200上，电驱动悬置内管500设置于电驱动悬置橡胶主簧400的容纳腔中，悬置限位橡胶垫100套设于电驱动悬置内管500上。在本实施例中，悬置限位橡胶垫100上设置有腰型孔，悬置限位橡胶垫100的外径为90mm。

为了更好地展示上述电驱动悬置中悬置限位橡胶垫100的性能，如图8所示，本实施例给出了电驱动悬置与对比例一之间的刚度曲线对比关系。对比例一中所使用的悬置限位橡胶垫的形状和尺寸均与本实施例提供的电驱动悬置中所使用的悬置限位橡胶垫100的相同，同时车辆行驶的工况条件也均一致，不同之处在于对比例一中悬置限位橡胶垫上并未设置凸起部12。由图8可以看出，两条刚度曲线均是在一定的位移量内呈线性增长，但是本实施例提供的电驱动悬置的刚度在线性增长后经历一个缓慢增长过程才转变为迅速增长，而对比例一的刚度曲线在线性增长后直接转变为迅速增长，拐点现象非常明显，因此，与对比例一相比，本实施例中电驱动悬置所使用的悬置限位橡胶垫100的对改善汽车顿挫和异响具有更加明显的效果。

如图4和图9所示，采用上述设计方法设计并生产的悬置限位橡胶垫100可应用在发动机悬置中。具体地，发动机悬置包括悬置限位橡胶垫100、悬置骨架200和发动机悬置铝芯300，发动机悬置铝芯300设置于悬置骨架200上，悬置限位橡胶垫100套设于发动机悬置铝芯300上。在本实施例中，悬置限位橡胶垫100呈圆环形，悬置限位橡胶垫100的外径为100mm，内径为32mm。将残余的凸起部12去除后，凸起部12的投影面积占悬置限位橡胶垫100的面积的33.5％。

为了更好地展示上述发动机悬置中悬置限位橡胶垫100的性能，如图10所示，本实施例给出了发动机悬置与对比例二之间的刚度曲线对比关系。对比例二中所使用的悬置限位橡胶垫的形状和尺寸以及凸起部12的半径均与本实施例提供的发动机悬置中所使用的悬置限位橡胶垫100的相同，同时车辆行驶的工况条件也均一致，不同之处在于凸起部12的排列方式，在对比例二中凸起部在悬置限位橡胶垫上由圆环内圈向外呈放射形分布。由图10可以看出，两条刚度曲线均是在一定的位移量内呈线性增长，但是本实施例提供的发动机悬置的刚度在线性增长后经历一个缓慢增长过程才转变为迅速增长，而对比例二的刚度曲线在线性增长后直接转变为迅速增长，拐点现象非常明显，因此，与对比例二相比，本实施例中发动机悬置所使用的悬置限位橡胶垫100的对改善汽车顿挫和异响具有更加明显的效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。