CN102848896A - 作动器可更换式发动机主动悬置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于汽车的作动器可更换式发动机主动悬置，包括液压悬置，液压悬置内腔分为上液室和下液室，上液室和下液室之间是横隔膜，在上液室底部外置一个空腔壳，空腔壳下端与液压悬置底部固接，空腔壳内腔是空腔室，空腔室内放置作动器，作动器上端是作动盘，作动盘的外边沿与空腔壳上端之间连接橡胶膜，使作动盘与作动器输出端贴合在一起且作动盘可上下移动；作动器下端与空腔壳下端之间通过螺塞封闭连接；本发明将液压悬置和作动器单独设计，可以控制液压悬置的动态特性，不仅满足了作动器可更换的实际需要，同时也满足了汽车不同工况下的减振；具有成本低、制造简单、可靠性好等特点。

Description

作动器可更换式发动机主动悬置

技术领域

本发明涉及汽车零部件，尤其是涉及一种作动器可更换式发动机主动悬置。

背景技术

发动机缸内燃烧和气缸做功的周期性使得发动机扭矩有较大的波动，这就造成了发动机对整车有较宽频带的振动激励。为了提高乘坐舒适性和降低车内噪声，设计了发动机液压悬置。液压悬置具有动刚度和阻尼角的频变和幅变特性，较纯橡胶悬置能够更好地衰减发动机的振动向车内传递，降低车内噪声，在一定频段内显著提高了汽车乘坐舒适性。但由于液压悬置在高频下的动态硬化，使其减振降噪能力仍无法满足现代中高级轿车对车内舒适性的要求。

为了解决液压悬置存在的问题，采用半主动悬置和主动悬置。半主动悬置在降低发动机怠速抖动和改善整车NVH特性起到了很好的效果。但所有的半主动悬置的动力学响应对系统的结构参数都很敏感，需要严格的设计要求和制造工艺来保障，并且半主动悬置一般都用于改善特定频率时车辆的减振和降噪性能。为了解决车辆多工况的减振和降噪问题，多采用发动机主动悬置。

中国专利号为201110163420.8，名称为“一种电控液压悬置”的发明专利公开了一种电控液压悬置，该专利在下液室内安装有电机，在该电机的输出轴上固套有节流阀板，该节流阀板上表面与隔断下表面贴合。采用电机控制各节流孔的通断，从而可以控制液压悬置的动态特性，使其满足汽车不同工况下减振的需要。中国专利号为200520029166.2，名称为“主动控制式发动机液压悬置”的实用新型专利公开了一种主动悬置，该专利的作动器输出端与振动元件相连接，作动器底座与液压悬置的底座相连接。以上公开的两个悬置，虽然都具有良好的减振效果，但是均存在一个严重的不足，那就是电机或作动器在液压悬置内部。当电机或作动器失效时，该悬置只能作为普通液压悬置使用或者丢弃，而不能更换电机或作动器使其作为主动悬置继续使用，由此提高了用户的消费成本。

发明内容

为了克服现有的主动悬置不能更换作动器的不足，本发明提供一种作动器可更换式发动机主动悬置，采用模块化的设计方法，将液压悬置和作动器单独设计，当作动器失效时，能很容易地更换作动器后作为主动悬置继续使用。

本发明采用的技术方案是： 本发明作动器可更换式发动机主动悬置包括液压悬置，液压悬置内腔分为上液室和下液室，上液室和下液室之间是横隔膜，在上液室底部外置一个空腔壳，空腔壳下端与液压悬置底部固接，空腔壳内腔是空腔室，空腔室内放置作动器，作动器上端是作动盘，作动盘的外边沿与空腔壳上端之间连接橡胶膜，使作动盘与作动器输出端贴合在一起且作动盘可上下移动；作动器下端与空腔壳下端之间通过螺塞封闭连接。

进一步地，本发明中的作动器由作动筒、压电陶瓷叠、导线和凸键组成，压电陶瓷叠间隙置于作动筒内，在作动筒外侧壁面上对称布置两个凸键，空腔壳内壁上对称布置两个凹槽，两个凸键分别卡入两个凹槽中。

本发明的有益效果是：本发明将液压悬置和作动器单独设计，在液压悬置底部设计一个空腔室结构，将作动器置于空腔室中，用螺塞进行封闭，组合形成一个主动悬置，可以控制液压悬置的动态特性，在作动器发生损坏后可以随时更换，不仅满足了作动器可更换的实际需要，同时也满足了汽车不同工况下的减振；本发明具有成本低、制造简单、可靠性好等特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1 是本发明作动器可更换式发动机主动悬置的结构剖视图；

图2 是图1的俯视图；

图3 是图1中作动器6结构的放大主视图；

图4是图3的俯视图；

图5是图1中作动盘13、横膈膜12、空腔壳9、底膜5等组件的主视图；

图6是图5的俯视图；

图7 是图1中螺塞8结构的放大主视图；

图8 是图7的俯视图。

图中：1.连接螺栓，2.橡胶主簧，3.橡胶膜，4.惯性通道，5.底膜，6.作动器，7.连接螺栓，8.螺塞，9.空腔壳，10.凹槽，11.空腔室，12.横膈膜，13.作动盘，14.金属骨架，15.作动筒，16.压电陶瓷叠，17.凸键，18.导线，19.导线孔，20.开口。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明作动器可更换式发动机主动悬置由液压悬置、作动器6和螺塞8组成。液压悬置包括连接螺栓1、金属骨架14、橡胶主簧2、作动盘13、惯性通道4、底膜5、空腔壳9、连接螺栓7、橡胶膜3和横隔膜12。整个液压悬置内腔分为上液室和下液室，上液室和下液室之间是横隔膜12，横隔膜12下部是底膜5，横隔膜12上面空间为上液室，底膜5与横隔膜12所围成的空间为下液室。横隔膜12上设有惯性通道4，上下液室中的液体能通过惯性通道4流动。

液压悬置的顶部即上液室的顶部是连接螺栓1和金属骨架14，连接螺栓1穿过金属骨架14上的螺孔，与金属骨架14通过螺纹固接，连接螺栓1的顶端与发动机相连接，连接螺栓1的底端伸入上液室内；金属骨架14的外缘和橡胶主簧3硫化连接。液压悬置的底部固定连接连接螺栓7，连接螺栓7又与车架连接。

在上液室底部外置一个空腔壳9，空腔壳9下端与液压悬置底部焊接固定，空腔壳9内腔是空腔室11，空腔室11内放置作动器6，作动器6上端是作动盘13，作动盘13位于上液室底部，且作动盘13的外边沿与空腔壳9上端之间用橡胶膜3连接，使作动盘13与作动器6输出端贴合在一起，作动盘13能够在悬置的垂直轴心上小幅的上下移动。作动器6的下端与空腔壳9下端之间通过螺塞8封闭连接，这样，空腔室11是由作动盘13、橡胶膜3，空腔壳9和螺塞8所围成。 

参见图3和图4，作动器6由作动筒15、压电陶瓷叠16、导线18和凸键17组成，其中，作动筒15底部开导线孔19，供导线18穿过；压电陶瓷叠16由堆叠在一起的多达100个压电陶瓷组成，直径则从15~50mm不等，置于作动筒15内且与作动筒15成间隙配合。通过导线18施加外部电场，压电陶瓷叠16在极化方向上厚度的伸长来产生驱动作用。由于作动器6本身的位移输出量有限，一般最大输出量为50μm左右，而最大输出力可达11KN。而作动器6对液压悬置产生的力与其输出位移有关，当作动器6向上移动时，推动作动盘13向上移动，作动器6向下移动时，作动盘13在上液室液压的作用下向下移动，由于作动盘13的表面积比较大，因此对上液室体积的改变也更大，因此对上液室产生的液压力就更大，从而能与发动机的激励力产生抵消，这样作动器6对液压悬置产生的力按作动盘13面积与作动器6上端面的面积比例放大。在作动筒15外侧壁面上布置两个凸键17，凸键17位于距离作动筒15底部高度占整个作动筒15高度的1/3处，两个凸键17成对称布置，凸键17是用来卡入图1和图5所示的凹槽10中，当凸键17卡入凹槽10中后，可以防止在安装的过程中作动器6随螺塞8转动后，带动作动盘13旋转从而破坏与作动盘13连接的橡胶膜3。 

参见图5和图6，空腔壳9内壁上对称布置两个凹槽10，两个凹槽10的作用是分别安装图3所示的作动筒15上的两个凸键17，用于固定作动器6。

参见图7和图8，在螺塞8上有一个开口20，用于引出作动器6的导线18，该开口20的外端较小，内端呈圆形，较大。内端呈圆形设计是为了防止在安装的过程中导线18沿开口滑出，给安装带来不便。装配时，将作动器6置于液压悬置的空腔室11中，并保证凸键17刚好卡入凹槽10中，然后将作动器6上的导线18放入到螺塞8的开口20中，最后拧紧螺塞8，将空腔室11封闭。

本发明作动器可更换式发动机主动悬置的基本工作原理是：当作动器6置于空腔室11后，用螺塞8进行封闭，在上液室液压的作用下，作动盘13随着作动器6能够上下移动。当发动机振动时，其振动力就会通过液压悬置传递到车身上，与此同时控制器控制作动器6产生作动力，也经由液压悬置传递到车身上，当两力幅值相同、相位相反时，就能相互抵消，则传递到车身的合力为零，从而实现了主动悬置起到主动隔离发动机振动的目的。

Claims (2)

1.一种作动器可更换式发动机主动悬置，包括液压悬置，液压悬置内腔分为上液室和下液室，上液室和下液室之间是横隔膜（12），其特征是：在上液室底部外置一个空腔壳（9），空腔壳（9）下端与液压悬置底部固接，空腔壳（9）内腔是空腔室（11），空腔室（11）内放置作动器6，作动器（6）上端是作动盘（13），作动盘（13）的外边沿与空腔壳（9）上端之间连接橡胶膜（3），使作动盘（13）与作动器（6）输出端贴合在一起且作动盘（13）可上下移动；作动器（6）下端与空腔壳（9）下端之间通过螺塞（8）封闭连接。

2.根据权利要求1所述的作动器可更换式发动机主动悬置，其特征是：作动器（6）由作动筒（15）、压电陶瓷叠（16）、导线（18）和凸键（17）组成，压电陶瓷叠（16 ）间隙置于作动筒（15）内，在作动筒（15）外侧壁面上对称布置两个凸键（17），空腔壳（9）内壁上对称布置两个凹槽（10），两个凸键（17）分别卡入两个凹槽（10）中。

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