CN100404297C - 汽车动力传动系悬挂系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于在发动机室中横向安装发动机和变速器的动力传动系悬挂系统。该悬挂系统具有与四点式惯性支撑方式相似的结构。前支架和后支架、发动机支架以及变速器支架的安装高度和弹簧常数，相对于副车架和侧梁进行设定，从而代替发动机支架由前支架和后支架支撑动力传动系的大部分载荷，而不依靠变速器支架。因此，上述悬挂系统可以优良的悬挂性能用于I4和V6发动机。

Description

汽车动力传动系悬挂系统
技术领域
本发明涉及具有中型或重型发动机的汽车的动力传动总成的悬挂系统(mounting system)。
背景技术
通常，在FF(前置发动机前轮驱动型)车辆中，动力传动系悬挂系统设置为支撑动力传动系(发动机-变速器总成)并且隔离其噪声和振动。动力传动系悬挂系统典型地由三至四个支撑点的主惯性轴或者三个支撑点的重心形成。
在常规的四个支撑点的主惯性轴中，发动机支架(mount)和变速器支架支撑动力传动系的大部分载荷。用作主支架的发动机支架和变速器支架设置在动力传动系的主惯性轴上，从而改进了车辆在空转时的噪声、振动和颠振(NVH)功能。此外，动力传动系的前部和后部由侧倾支架进行支撑，作为两个支撑点，从而能够控制大的车辆侧倾位移。
但是，四个支撑点的主惯性轴在高性能和大功率的发动机，如V-6发动机等中可能不能胜任工作。
对于具有大功率的V-6发动机，生成有大的扭矩，并且该发动机通常是重型的，因此会发生相对于发动机的惯性或输出功率的过大的侧倾位移。
为了限制大的侧倾位移，应该极大地提高侧倾支架的特征值；但是，过量地增加侧倾支架的特征值会损害空转状态下的NVH功能。
此外，在四个支撑点的主惯性轴中，侧倾支架的特征值通常很小。结果，由于关于大输出功率的作用-反作用，使得发动机的侧倾位移增大，并且使侧倾支架受到压缩，由此在车辆启动中乘客会感觉到发动机的噪声。
发明内容
本发明的实施例提供了一种动力传动系悬挂系统，其具有与四个支撑点的主惯性轴相似的结构，并且可用于安装各种类型的发动机，如，直列四缸式(I-4)发动机、V-6发动机等，从而实现了优良的悬挂性能(mounting property)。
根据本发明的一个实施例，用于发动机室中的横置发动机和变速器的动力传动系悬挂系统包括发动机支架，其设置在动力传动系的主惯性轴上，位于发动机和车身侧梁之间。变速器支架设置在动力传动系的主惯性轴上，位于变速器的上端和车身侧梁之间。变速器支架与发动机支架相对地设置，用于限制动力传动系的侧倾位移。前支架和后支架分别设置在动力传动系的前部和后部，位于副车架和动力传动系之间。前支架和后支架、发动机支架以及变速器支架的安装高度和弹簧常数相对于副车架和侧梁相关地设定，以便代替发动机支架主要通过前支架和后支架支撑动力传动系的载荷，而不依靠变速器支架。
附图说明
为了更好地理解本发明的实质和目的，应结合附图参考下面的详细说明，其中：
图1示出了根据本发明的实施例的汽车的动力传动系悬挂系统；
图2和3分别是根据本发明的实施例的动力传动系悬挂系统的俯视图和后视图；
图4至7是图1中所示的发动机支架、变速器支架、前支架、和后支架的放大视图；和
图8至10分别是图1所示的变速器支架的透视图、主视图和俯视图。
具体实施方式
参考图1至3，副车架设置在车辆的前侧下部。侧梁设置在车辆的两侧，在其上具有发动机支架1和变速器支架2。发动机支架1和变速器支架2分别支撑发动机(E)和变速器(TM)，并且设置在动力传动系的主惯性轴上，其中动力传动系为发动机和变速器的总成。
发动机支架1的安装轴(mounting axis)相对于车身垂直地设置，而变速器支架2的安装轴相对于车身横向地设置。
前支架3和后支架4固定在副车架(SF)的前部和后部，用于支撑动力传动系。前支架3和后支架4的安装轴相对于车身垂直设置。
发动机支架1和变速器支架2分别形成两个点支架(point mount)，其将动力传动系和车身侧梁(SM)在主惯性轴(X)上连接。前支架3和后支架4设置在副车架(SF)上，从而形成一个点支架。
与常规技术的方式不同，动力传动系的载荷主要由前支架和后支架支撑。
即，前支架3和后支架4设置为支撑动力传动系的全部重量的75-85％，并且其隔振体(insulator)特征值(弹簧常数)设置为具有大约20kgf/mm的弹簧常数。
所以，发动机支架1设计为支撑动力传动系载荷的剩余的15-25％。变速器支架2设置在变速器(TM)的上端，并且用作关于发动机的侧倾支架；因此，变速器支架2完全不支撑动力传动系的载荷。
本发明的变速器支架2安装在副车架(SF)和变速器(TM)的上端之间。与变速器支架设置在变速器中部的情况相比，变速器支架2的位置促进了对发动机侧倾的限制。此外，由于变速器支架2设置在主惯性轴上，因此抵抗发动机的振动发生力的阻力相对较小，从而改进了车辆的NVH功能。
本发明的悬挂系统的构造与常规的四个支撑点的主惯性轴的构造相同，但是，关于动力传动系的重量分配和隔振体特征值(弹簧常数)则是不同地设定的。
发动机支架1和变速器支架2的隔振体特征值小于前支架3和后支架4的隔振体特征值。因此，发动机的侧倾模式转变为非交互模式，以便改进NVH功能。同时，变速器支架2从其常规位置转动90度，因此，变速器支架2的安装轴横向地设置在车辆中，以便有利于侧倾模式的非交互性。
术语非交互性是指一个特征，其中动力传动系基于一个自由度的运动与动力传动系基于另一个自由度的运动没有交互影响。
这样构造的变速器支架2主要影响在车辆启动时的乘坐舒适性，因此将结合图8至10进行详细说明。
变速器支架2具有套管的形状。变速器支架2的内管轴，即安装轴形成在车辆的横向上。多个电桥20在变速器支架2的径向上形成于内管和外管之间。
变速器支架2在车辆的前后方向上的特征值应该为变速器支架2在垂直方向上的特征值的1.2倍或者更大。变速器支架2在车辆横向上的特征值设置为变速器支架2在其垂直方向上的特征值的0.5倍或更小。
如果在车辆开始移动时动力传动系侧倾，则电桥变形且变速器支架的特征值逐渐改变。传送到乘客的发动机噪声也逐渐增加。
相应地，在车辆启动时，由支架提供的相应于动力传动系的侧倾的特征值迅速增加，使得较少的发动机噪声传送到乘客。
变速器支架2在其一侧整体地配备有第一安装托架2a，用于支撑在车身侧梁(SM)的上端。第二安装托架2b配备在变速器支架2的另一侧，用于支撑在变速器(TM)的上端。
侧梁(SM)具有圆柱形撑杆(spacer)(S)，其位于构成侧梁(SM)的内板(IN/PNL)和外板(OUT/PNL)之间的空间内。撑杆(S)通过螺钉方式固定地支撑第一安装托架2a。
对于手动变速器，在副车架(SF)前部支撑动力传动系前部的前支架3，可使用普通的套管形支架，仅用于支撑动力传动系的载荷。在自动变速器的情况下，半主动支架可优选地用作前支架3，从而降低在空转时的侧倾模式，并因此改进NVH功能。
半主动支架为现有技术，其中一个真空开关和两个液体腔(孔口)形成在现有的充液式夹层状支架中。通过装在支架外侧的电磁阀使真空开关转向ON和OFF，从而在发动机的入口部提供和隔离真空。
假设真空开关转为ON并形成真空，则隔振体特征值(Kd；动态弹簧常数)和减振力降低，从而有利于空转状态。如果真空开关转到OFF状态，则隔振体特征值(Kd值)和减振力增加，从而改进驾驶功能。
为了将上述动力传动系悬挂系统应用于中型I-4发动机中，仅改变前支架3和后支架4的隔振体特征值，否则将损害在空转状态下的NVH功能。
由前述显而已见，本发明的优势在于本发明的动力传动系悬挂系统具有与四点式惯性支撑方式相似的结构，其用于在发动机室中安装发动机(E)和变速器(TM)并且可用于I-4和V-6发动机，从而以优良的悬挂性能支撑动力传动系。

Claims (7)

1.一种用于发动机室中的横置发动机和变速器的动力传动系悬挂系统，其包括：
发动机支架，其设置在所述动力传动系的主惯性轴上，位于所述发动机和车身侧梁之间；
变速器支架，其设置在所述动力传动系的所述主惯性轴上，位于所述变速器上端和车身侧梁之间；以及
前支架和后支架，其分别设置于所述动力传动系的前部和后部，位于副车架和动力传动系之间，
其特征在于：
所述变速器支架与所述发动机支架相对地设置，用于限制所述动力传动系的侧倾位移；以及
所述前支架和后支架、发动机支架以及变速器支架的安装高度和弹簧常数相对于所述副车架和侧梁相关地设定，以便代替所述发动机支架，主要通过所述前支架和后支架支撑所述动力传动系的载荷，而不依靠所述变速器支架。
2.如权利要求1所述的悬挂系统，其中所述前支架和后支架支撑所述动力传动系的总重量的75-85％，而所述发动机支架支撑所述动力传动系的总重量的15-25％。
3.如权利要求1所述的悬挂系统，其中所述发动机支架的安装轴相对于车身垂直设置，所述变速器支架的安装轴相对于车身横向设置，并且所述前支架和后支架的安装轴相对于车身垂直设置。
4.如权利要求1所述的悬挂系统，其中所述变速器支架在车辆的前后方向上的隔振体特征值为所述变速器支架在垂直方向上的特征值的1.2倍或者更大，而所述变速器支架在车辆横向上的特征值设置为所述变速器支架在垂直方向上的特征值的0.5倍或者更小。
5.如权利要求4所述的悬挂系统，其中所述变速器支架的内管轴设置在车辆的横向上，多个电桥在径向上形成于内管和外管之间，并且所述变速器支架整体配备有：位于其一侧的第一安装托架，用于支撑在所述侧梁的上端；以及位于其另一侧的第二安装托架，用于支撑在所述变速器的上端。
6.如权利要求5所述的悬挂系统，其中所述侧梁具有圆柱形撑杆，其位于构成所述侧梁的内板和外板之间的空间中，以便通过螺钉方式固定地支撑所述第一安装托架。
7.如权利要求1所述的悬挂系统，其中如果手动变速器安装在发动机室中，则所述前支架由普通的套管形支架执行，而如果是自动变速器，则半主动支架用作所述前支架。
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