CN101900179A - 一种汽车减振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车减震器，属于汽车领域。汽车减震器安装在汽车方向盘的内部，汽车减震器包括质量块及垂直设置在其下方的橡胶柱，橡胶柱用于支撑质量块，质量块与橡胶柱固定连接在一起，并使得汽车减震器的切向固有频率与汽车方向盘怠速振动频率相接近，以形成共振。本发明所述汽车减震器通过有效利用方向盘内部空间及橡胶切向的刚度特性，采用包括质量块和橡胶柱的减震结构，从而设计并制作出小体积低频率的动力减震器，有效地解决了方向盘怠速振动问题，实现了减震器技术在解决怠速方向盘振动方面的国内首次应用。相比现有技术，由于本发明具有结构简单，加工及制作简便的特点，因此具有开发周期短、成本低及便于推广应用的优点。

Description

一种汽车减振器

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别涉及一种在解决方向盘怠速振动问题上应用的汽车减速器。

背景技术

对于已生产或已设计成型的车型，为了解决共振引起的方向盘怠速振动问题，通常采用提高转向系统刚度的方式，进而提高转向系统固有频率，避开怠速时发动机的主要激振频率。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

上述方法需要寻找转向系统中刚度较低的薄弱环节来进行加强，不仅排查周期长，而且还有可能需要同时更改仪表台横梁等部件结构，这样会导致仪表板横梁模具修模或模具报废，因此该方式成本较高，不便于推广应用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的开发周期长、成本高及不便于推广应用的问题，本发明实施例提供了一种汽车减震器，它是一种能安装在方向盘内部的低频动力减震器，通过该减震器将传递到方向盘上的振动吸收并转换成热能耗散掉，从而达到降低怠速方向盘振动的目的。

所述技术方案如下：一种汽车减震器，所述汽车减震器安装在汽车方向盘的内部，所述汽车减震器包括质量块，及垂直设置在所述质量块下方的橡胶柱，所述橡胶柱用于支撑所述质量块，所述质量块与所述橡胶柱固定连接在一起，并使得所述汽车减震器的切向固有频率与所述汽车方向盘怠速振动频率相接近，以形成共振。

进一步地，为了使所述汽车减震器易于安装，所述汽车减震器还包括设置在所述质量块与所述橡胶柱之间的安装底座，所述安装底座与所述橡胶柱固定连接。

进一步地，为了提高所述汽车减震器的稳定性，所述安装底座的底端平面与所述汽车方向盘平面相平行。

具体地，为了使橡胶柱具有小的切向刚度，所述橡胶柱采用天然橡胶制成。

具体地，所述橡胶柱优选为圆柱形橡胶柱。

具体地，所述橡胶柱的数量优选为四个，并且均布在所述质量块的下方。

具体地，所述汽车减震器优选安装在所述汽车方向盘的中心内部。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例所述的汽车减震器通过有效利用方向盘内部空间及橡胶切向的刚度特性，采用包括质量块和橡胶柱的减震结构，从而设计并制作出小体积低频率的动力减震器，有效地解决了方向盘怠速振动问题，实现了减震器技术在解决怠速方向盘振动方面的国内首次应用。相比现有技术，由于本发明实施例具有结构简单，加工及制作简便的特点，因此具有开发周期短、成本低及便于推广应用的优点。

附图说明

图1是本发明实施例提供的汽车减振器的结构示意图；

图2是图1的零件分解图；

图3是本发明实施例提供的汽车减振器安装在方向盘中的使用状态图。

图中：1质量块，2橡胶柱，3安装底座，4方向盘，5减震器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1-3所示，本发明实施例所述的一种汽车减震器，安装在汽车方向盘4的内部。汽车减震器5包括质量块1及垂直设置在其下方的橡胶柱2。其中，橡胶柱2用于支撑质量块1。具体地，质量块1与橡胶柱2固定连接在一起，并使得汽车减震器5的切向固有频率与汽车方向盘4怠速振动频率(怠速时发动机主要激振频率)相接近，以形成共振。

如图1及图2所示，本例中，具体地，橡胶柱2优选为圆柱形橡胶柱2。具体实实施，还可以选用其他任何形状的橡胶柱2，如方形、长方形、椭圆形等等，橡胶柱2的形状不限，只要能满足刚度要求即可。具体地，橡胶柱2的数量优选为四个，并且均布在质量块1的下方。具体实施时，橡胶柱2的数量还可以是一个以上，其数量根据振动大小而定。如图3所示，本例中，汽车减震器5优选安装在汽车方向盘4的中心内部。

如图1及图2所示，本例中，为了使汽车减震器易于安装，汽车减震器还包括设置在质量块1与橡胶柱2之间的安装底座3，安装底座3与橡胶柱2固定连接。为了提高汽车减震器的稳定性，安装底座3的底端平面与汽车方向盘4平面相平行，即安装底座3端面(XOY平面)与方向盘4平面平行。

本发明实施例中的汽车减震器主要包括质量块1、橡胶柱2、安装底座3这三部分(参见图2、图3)，它们之间的固定连接为粘接，故可将汽车减震器5看做是一个弹簧质量系统(参见图1)。具体应用时，通过设计和调整橡胶柱2切向(指X或Y方向向)刚度及阻尼因子，以及质量块1的质量，然后经试验验证，使得汽车减震器5的切向固有频率与怠速时发动机主要激振频率相接近，以形成共振。这样汽车怠速时发动机传递到方向盘4上的振动将会被吸收到汽车减震器5上，而方向盘4本身的振动将会大大减小。

减震器参数设计一般遵循以下原则：

1.质量块的质量一般为方向盘模态质量的八分之一以上，方向盘模态质量可以通过CAE(电脑辅助工程)分析获得。

2.减震器动刚度参数一般设计如下：

序号	质量块质量(Kg)	阻尼比	动刚度(N/mm)
				1	1	0.04～0.1	95
2	2	0.07～0.13	184

3	2.5	0.07～0.15	227
				4	3	0.09～0.17	267
5	3.5	0.1～0.19	307
				6	4	0.11～0.2	345

3.一般根据橡胶柱的配方来调整阻尼因子，往往从下面几个方面进行考虑：

1)生胶的选择：不同生胶的阻尼因子大致是，天然橡胶(NR)在0.05-0.15，丁苯橡胶(SBR)在0.15-0.30，乙丙橡胶(EPM\\EPDM)在0.15-0.30，丁晴橡胶(NBR)在0.25-0.40；

2)填料的选择：一般来讲，随着填料的增加，阻尼值上升；

3)增塑剂的应用：与填料一样，随着增塑剂的用量增加，阻尼值上升。

阻尼损耗因子与阻尼比的关系可用下式确定：

$\mathrm{\η}=2\mathrm{\ξ}\frac{f}{f_0}$

其中ξ为材料的阻尼比，f为激振力频率，f0为系统固有频率。

通过调整橡胶柱的胶料配方来保证动力吸振器阻尼比满足设计要求。

综上所述，本发明实施例汽车减震器的设计难点在于解决以下三个问题：(1)减震器质量和体积要小，以能在方向盘内部安装，且不对整车重量产生较大影响；(2)减震器频率要低至26Hz左右，以满足动力吸振原理的要求；(3)减震器可靠性要高，避免失效产生异响甚至影响安全。

本发明实施例优先采用天然橡胶做为弹性元件，利用橡胶的切向刚度作为吸振刚度参数，优选采用一般铸铁作为质量块1，将橡胶柱2与安装底座3和质量块1进行粘接连接。因为天然橡胶具有很高的弹性，且耐疲劳性能好，抗撕裂强度高，所以将橡胶做成合适尺寸的橡胶柱2，并合理分布后(参见图1)，可以在保证较高的强度和抗疲劳性能的前提下将其切向刚度调到很低。当橡胶柱2刚度较低时，减震器的质量就可以很小。因此，可以采用较小的铸铁作为减震器的质量块1，这样同时解决了减震器设计的前两个难点。天然橡胶具有很好的硫化性能，减震器设计中，采用硫化工艺将橡胶柱2和底座以及质量块1粘接连接，保证了减震器的可靠性，从而解决了减震器设计的第三个难点。

本发明实施例通过有效利用方向盘内部空间和橡胶的切向刚度特性，设计并制作出小体积低频率的动力减震器，有效地解决了怠速方向盘振动问题，实现了减震器技术在解决方向盘怠速振动方面的国内首次应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽车减震器，其特征在于，所述汽车减震器安装在汽车方向盘的内部，所述汽车减震器包括质量块，及垂直设置在所述质量块下方的橡胶柱，所述橡胶柱用于支撑所述质量块，所述质量块与所述橡胶柱固定连接在一起，并使得所述汽车减震器的切向固有频率与所述汽车方向盘怠速振动频率相接近，以形成共振。

2.如权利要求1所述的汽车减震器，其特征在于，所述汽车减震器还包括设置在所述质量块与所述橡胶柱之间的安装底座，所述安装底座与所述橡胶柱固定连接。

3.如权利要求2所述的汽车减震器，其特征在于，所述安装底座的底端平面与所述汽车方向盘平面相平行。

4.如权利要求1-3任一权利要求所述的汽车减震器，其特征在于，所述橡胶柱采用天然橡胶制成。

5.如权利要求4所述的汽车减震器，其特征在于，所述橡胶柱为圆柱形橡胶柱。

6.如权利要求5所述的汽车减震器，其特征在于，所述橡胶柱的数量为四个，并且均布在所述质量块的下方。

7.如权利要求6所述的汽车减震器，其特征在于，所述汽车减震器安装在所述汽车方向盘的中心内部。

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