一种可变刚度中间支撑装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种传动轴的中间支撑，尤其涉及一种可变刚度中间支撑装置。


背景技术：

2.现有的传动轴中间支撑的中间支撑阻尼块是纯橡胶减振结构，橡胶材料本身存在热老化的天然缺陷，且无法规避，容易出现老化撕裂故障。另外，传动轴中间支撑通过结构、橡胶硬度来匹配车辆，一旦结构与橡胶配方锁定，径向刚度参数曲线是固定不可调的。由此，现有的传动轴中间支撑受结构和材质限制，当车辆运行过程中产品刚度不可调，存在固有的产品特性。产品固有特性锁定后，当传动轴转速提升至(中间支撑固有频率
×
60)转速区间，必然存在车辆共振点，从而影响整车nvh体验，引起客户抱怨。


技术实现要素：

3.为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种可变刚度中间支撑装置，本实用新型采用多层复合膜片的方式，解决传动轴中间支撑的热老化问题，以及刚度不可调的缺陷。
4.本实用新型具体技术方案如下：
5.一种可变刚度中间支撑装置，所述中间支撑装置包括内保持架、外保持架、外壳、两个曲囊、轴承；所述内保持架置于所述外保持架内，且所述外保持架设置在所述外壳中,所述内保持架、所述外保持架与所述外壳同轴设置；多个所述轴承以所述内保持架中心为圆心均布环绕设置在所述内保持架内侧；所述曲囊为环状结构的柔性件，所述外保持架的上下两端分别通过一个所述曲囊与所述内保持架外侧相连，两个所述曲囊与所述内保持架、所述外保持架围成气腔；所述气腔与输气装置相连，所述输气装置用于向所述气腔中填充高压气体，通过调节所述高压气体的气压调节所述曲囊刚度。
6.进一步地，所述曲囊为多层复合膜片。
7.进一步地，所述曲囊由耐老化橡胶层、耐压层、气密橡胶内层由外向内叠加组成。
8.进一步地，所述耐压层由第一耐压层和第二耐压层由外向内叠加组成。
9.进一步地，所述耐压层由尼龙细线编织而成。
10.进一步地，所述曲囊的两侧端分别具有向外弯曲的第一勾状结构，所述内保持架和所述外保持架的相邻侧上下分别设有与所述曲囊的所述第一勾状结构相对的向内弯曲的第二勾状结构，所述曲囊两侧端通过所述第一勾状结构与所述第二勾状结构匹配与所述内保持架和所述外保持架连接。
11.进一步地，所述曲囊的中部为向外凸出的弧状结构，所述弧状结构的凸起高度能随所述气腔内的气压变化而改变。
12.进一步地，所述中间支撑装置还包括缓冲块，多个所述缓冲块设置在所述内保持架外侧与所述轴承一一对应。
13.进一步地，所述缓冲块硫化固定在所述内保持架上。
14.进一步地，所述轴承通过轴承套设置在所述内保持架内侧。
15.本实用新型的有益效果：
16.本实用新型的中间支撑装置为复合材料减振结构，其中的曲囊为多层复合膜片，其具有尼龙细线编织而成的耐压层，通过尼龙细线承受冲击载荷，不容易出现撕裂故障，另外，耐压层外侧还设有耐老化橡胶层，解决了现有中间支撑装置中橡胶的热老化问题，耐用性更强。本实用新型中曲囊通过勾状结构与内保持架、外保持架连接，勾状结构即可保证连接强度，还能增强连接处的密封性。另外，本实用新型通过输气装置控制气腔内高压气体的气压，可以在车辆运行过程中，实时调整曲囊的刚度，解决中间支撑装置刚度不可调的缺陷。
附图说明
17.图1为本实用新型可变刚度中间支撑装置的俯视图；
18.图2为本实用新型可变刚度中间支撑装置的主视图；
19.图3为图2中a-a视图；
20.图4为本实用新型中曲囊透视图；
21.图5为本实用新型使用时形成刚度可调传动轴装置示意图；
22.图6为本实用新型可变刚度中间支撑装置的气路图。
23.其中：1-内保持架、2-外保持架、3-外壳、4-曲囊、4.1-耐老化橡胶层、4.2-第一耐压层、4.3-第二耐压层、4.4-气密橡胶内层、5-缓冲块、6-轴承、7-导气孔、8-气源、9-加速度传感器、10-压力变送器、11-阀门、12-连接管路、13-压力信号采集系统、14-加速度信号采集系统、15-电动伺服控制柜、16-调压气室、17-车辆行车电脑。
具体实施方式
24.为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
25.本技术文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
26.本实用新型中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.本实施例记载了一种可变刚度中间支撑装置，其刚度可调，且解决了中间支撑装置的热老化问题。
28.该中间支撑装置如图1至图3所示，包括内保持架1、外保持架2、外壳3、曲囊4、缓冲块5、轴承6。
29.内保持架1、外保持架2与外壳3分别整体呈圆形，由内向外依次同轴设置，在外壳3中内保持架1置于外保持架2内，多个轴承6通过轴承套以内保持架1中心为圆心均布环绕设
置在内保持架1内侧。本实施例中外壳3采用铝合金外壳，有利于实现中间支撑装置的轻量化设计。
30.在内保持架1外侧设置与轴承6一一对应的多个缓冲块5，另外，缓冲块5为硫化固定在内保持架1上。本实施例中缓冲块5为圆台结构，其通过一端的大圆台面与内保持架1固定，缓冲块5另一端的小圆台面伸入内保持架1和外保持架2之间与高压气体接触，用于缓冲高压气体对内保持架1施加的负载。
31.本实施例中曲囊4为环状结构的柔性件，外保持架2的上下两端分别通过一个曲囊4与内保持架1外侧相连，由此上下两个曲囊4与内保持架1、外保持架2围成气腔。曲囊4的两侧端分别具有向外弯曲的第一勾状结构，内保持架1和外保持架2的相邻侧上下分别设有与曲囊4的第一勾状结构相对的向内弯曲的第二勾状结构，曲囊4两侧端通过勾状结构与内保持架1和外保持架2的勾状结构匹配连接，曲囊4的中部为向外凸出的弧状结构，弧状结构的凸起高度可随气腔内的压强变化而改变。
32.曲囊4为多层复合膜片，如图4所示，曲囊4由耐老化橡胶层4.1、第一耐压层4.2、第二耐压层4.3、气密橡胶内层4.4由外向内叠加组成。第一耐压层4.2和第二耐压层4.3形成曲囊4的耐压层，为曲囊4主要承受冲击的载体。
33.耐压层由尼龙细线编织而成，尼龙材质相对橡胶材质更加耐热老化。耐老化橡胶层4.1为曲囊4外层覆盖的有耐老化性能的橡胶层，可避免光线直接辐射曲囊4。气密橡胶内层4.4为曲囊4内层，用于保证曲囊4与内保持架1和外保持架2相接处的气密性。
34.耐压层由尼龙细线形成帘布层,帘布层为曲囊4的主要受力承载部分，通过调整帘线角、帘线层数、帘线密度、帘线层间距等参数可调节帘布层的力学性能,根据帘布层的力学性能决定中间支撑装置径向和轴向的力学性能。
35.在同一压强下，随着帘线角的增大，中间支撑装置的径向承载能力和轴向承载能力不断增加。
36.在同一压强下，随着帘线层间距的增加，中间支撑装置的径向承载能力逐渐降低，但是帘线层间距对中间支撑装置轴向承载能力的影响不大。
37.在同一压强下，随着帘线密度的增加，中间支撑装置的径向承载能力逐渐降低，但是帘线密度对中间支撑装置轴向承载能力的影响较小。
38.在同一压强下，随着帘线层数的增加，中间支撑装置的径向承载能力和轴向承载能力增加。帘线层数不同时耐压层的弹性不同,第一耐压层4.2和第二耐压层4.3为两层帘线层,在相同的初始压力下，两层帘线层的应力值小于一层帘线层的应力值。
39.中间支撑装置位于正常工作高度时，曲囊4内压增大，中间支撑装置的反作用力增大，其径向和轴向的刚度也同时增大。
40.中间支撑装置侧面上设有导气孔7，导气孔7由外向内依次穿过外壳3、外保持架2，与气腔相通。通过导气孔7与输气装置相连，输气装置向气腔中填充高压气体，通过高压气体的气压使曲囊4具有刚度，通过控制气腔内的高压气体气压，可以根据整车工况实时调整曲囊4的刚度，让车辆拥有更佳的nvh表现。
41.该中间支撑装置适用于车辆的传动轴，如图5所示，其安装在传动轴中间。此结构也适用于其他传动轴。
42.输气装置如图6所示包括气源8、加速度传感器9、压力变送器10、阀门11、连接管路
12、压力信号采集系统13、加速度信号采集系统14、电动伺服控制柜15、调压气室16、车辆行车电脑17。
43.气源8可采用整车的高压气源，气源8通过阀门11与输气管路的输入口相连，输气管路与中间支撑装置的导气孔7相连，调压气室16控制气源8中的高压气体输入气腔中。连接管路12两端分别通过阀门11与输气管路的输出口、调压气室16的气路相连。在输气管路和气路上分别安装压力变送器10，用于分别检测气腔、调压气室16中的气压，并将气压信号输入压力信号采集系统13。压力信号采集系统13将接收到的气压信号输至车辆行车电脑17。同时，车辆行车电脑17还接收加速度传感器9采集的车身的振动加速度值。车辆行车电脑17通过电动伺服控制柜15控制调压气室16调节气腔的气压。
44.本实施例中外壳3两侧对称设有安装支耳，加速度传感器9安装在一侧安装支耳上。加速度传感器9通过加速度信号采集系统14与车辆行车电脑17相连，将传动轴传递到车身的振动加速度值输入车辆行车电脑17。
45.在车辆行驶过程中，在车辆行车电脑17中预先设置好各工况下的最佳径向刚度值，气压信号和振动加速度值均输入至车辆行车电脑17中，由车辆行车电脑17自动匹配最佳径向刚度值，车辆行车电脑17通过电动伺服控制柜15控制调压气室16内的气压，实现曲囊4刚度可变的功能。当曲囊4达到最佳径向刚度值后，压力变送器10锁定压力值，当车况改变时，可再次打开整车高压气源，气源8导入气腔后，压力变送器10重新锁定压力值，阀门11关闭。
46.虽然上面结合本实用新型的优选实施例对本实用新型的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本实用新型的示意性实现方式的解释，并非对本实用新型包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本实用新型范围的限制，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本实用新型保护范围之内。