CN104421372A - 液压支撑 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压支撑(10)尤其是可切换的液压支撑，包括通过弹性的支承弹簧(16)相互连接的承重支承(12)和支座(14)、填充有流体(26)的且通过分隔壁(20)相互分隔开的并且通过开设于该分隔壁中的阻尼通道(28)相互连通的工作腔(18)和平衡腔(22)以及能通过调节机构(48)来切换的减振通道(50)，其中在该调节机构(48)的第一切换状态中该减振通道(50)不起作用，而在该调节机构(48)的第二切换状态中该减振通道(50)起作用，并且该调节机构具有可电控的电磁铁(54)和通过弹性的膜(40)能振动地悬置的衔铁(52)。为了显著减小在发动机空转中在最重要的激振频率下的液压支撑(10)的动态弹簧刚度，本发明提出，所述膜(40)被如此构成的限制件(64)围绕，即，所述膜(40)在第一切换状态贴靠该限制件并在第二切换状态与该限制件间隔。

Description

液压支撑
技术领域
本发明涉及液压支撑且尤其是可切换的液压支撑，包括通过弹性的支承弹簧相互连接的承重支承和支座、填充有流体的且通过分隔壁相互分隔的并且通过被加入该分隔壁中的阻尼通道相互连通的工作腔和平衡腔以及可通过调节机构来切换的减振通道，其中在调节机构的第一切换状态中该减振通道不起作用，在调节机构的第二切换状态中该减振通道起作用，并且该调节机构具有可电控的电磁铁和通过弹性膜能振动悬置的衔铁。
背景技术
前述类型的支撑被用于机动车动力总成的支承，以阻尼或减振在运行中出现的振动。此时该液压支撑具有多个阻尼系统或减振系统，其在不同的激振频率下获得阻尼作用或减振作用。因此，由弹性体材料构成的支承弹簧造成声音隔绝。低频大幅振动的阻尼通过阻尼通道来实现。此时，所引入的振动导致支承弹簧运动，由此，在工作腔内建立起液压。因为该压力，流体从工作腔经阻尼通道流入平衡腔。因为阻尼通道直径小和与之相关的、与阻尼通道横截面相关的支承弹簧的等效挤流横截面得到的高机械转换比，所引入的振动被减振或被阻尼。
为了断联高频小幅振动即在听力相关范围内的振动，公开了留有缝隙或不带缝隙地将弹性膜加入分隔壁中。此时所述膜在高频小幅振动时振动，从而借助阻尼通道的阻尼不发挥作用。
此外知道了，为了减小发动机空转中的动态支撑刚性，在分隔壁中加入透孔或者通道，其也可被称为空转通道或者减振通道并且可借助可切换的调节机构被开放或关闭。这种支撑也被称为可切换的支撑。根据发动机转速，该通道被开放或关闭。当通道关闭时，该支撑像常见的支撑一样工作，在该支撑中，低频大幅振动通过在阻尼通道内的液体移动被阻尼，而高频小幅振动借助所述膜被隔断或者说被断联。在通道开启位置上，通道内的液柱振动，从而在发动机空转中出现的高频发动机振动因为有效的弹簧刚度小而以明显减小形式被传递到底盘。
这种液压支撑由DE4330560C1和EP1688639B1公开。在此公开了可切换操作的液压支撑，其空转通道可借助能承受真空的调节机构被开放或者关闭。
此时不利的是，在现代的机动车中，尤其是在具有混合驱动系或电动驱动系的机动车中，真空能量供应不能以足量供使用。
为避过该缺点，EP2028392B1表明了一种液压支撑，其调节机构可通过可电控的电磁铁来切换操作。在这里，为了形成减振通道而在分隔壁中开设有一开口，该开口在轴向上向下由罐形支承壁和电磁铁来界定。部分柔软的膜像口袋一样在该减振通道中延伸，该膜至少部分由可磁化的弹性体制造或者带有金属件。通过对电磁铁施加电流，该膜贴靠该支承壁和电磁铁，从而减振通道失效。为了使减振通道起作用，断开对电磁铁的供电。由此一来，该膜与电磁铁分隔开并且可以随位于减振通道里的液柱与在轴向上所引入的振动相反地振动。此时不利的是，因为支承壁呈罐状构成，故该膜在减振通道起作用时贴靠该支承壁。这导致该膜的膨胀弹簧刚度不起作用。结果，机械转换比较低，从而在发动机空转中的液压支撑的动态弹簧刚度未被充分减小。
发明内容
因此，本发明基于以下任务，如此改进前述类型的液压支撑，在发动机空转中在最重要的激振频率下的液压支撑的动态弹簧刚度被显著减小。
为了完成该任务，提出一种具有权利要求1的特征的液压支撑。
本发明的液压支撑的优选实施方式是从属权利要求的主题。
在本发明的液压支撑中，该膜被如此构成的限制件包围，即，该膜在第一切换状态中贴靠该限制件并在第二切换状态中与该限制件间隔开。在第一切换状态即行驶中，也可被称为减振弹簧的所述膜贴靠在该限制件上，因而不能共振振动。由此一来，减振弹簧的体积弹性不会起作用，结果，获得传统液压支撑的支撑性能，在这里，阻尼通过在工作腔和平衡腔之间的经阻尼通道的液体交换来实现。尤其是，减振弹簧因抵接该限制件而没有影响到在发动机空转之外出现的振动的阻尼例如颠簸阻尼。
为了阻尼或减振在发动机空转中出现的高频振动，该减振通道通过该电磁铁的控制被启用。由此一来，该衔铁与磁铁分开并且能振动地悬置在液压支撑内的所述膜上。该模式对应于第二切换状态。由此一来，该减振弹簧的平行于液压支撑对称轴线的轴向弹簧刚度以及减振弹簧的膨胀弹簧刚度都起作用。此时第一减振质量是减振通道内的流体物质，而第二减振质量对应于衔铁。第一减振质量的第一减振固有频率从减振通道内的流体物质、支承弹簧的膨胀弹簧刚度和减振弹簧的膨胀弹簧刚度导出。第二减振质量的第二减振固有频率由减振弹簧的轴向弹簧刚度和衔铁质量导出。
减振固有频率此时可被如此调节，即，在发动机空转中在最重要的激振频率下的液压支撑的动态弹簧刚度被显著减小。因此，在六缸发动机中的第三和第六阶次的频率和在四缸发动机中的第二和第四阶次的频率为35－40Hz和70－80Hz。
另外，减振弹簧的轴向弹簧刚度及其膨胀弹簧刚度被机械转换。机械转换比从支承弹簧的液压有效面积与减振弹簧的液压有效面积的关系得到。在相连接的机械系统内的转换以转换比平方起作用。在这里，转换比平方约在80到120之间，最好约为100。由此将获得振动的减振质量的高能效，从而在空转中出现的高频振动被减振。因此，在空转中在最重要的激振频率下的液压支撑的动态弹簧刚度可被显著减小。而且，无需接受在减振弹簧的轴向弹簧刚度和其膨胀弹簧刚度之间的折中。
此时提到的空转型的发动机激振频率约为20Hz－40Hz，其中激振振幅大致在0.1mm到0.3mm之间。在阻尼情况下，即在公路激起的大振幅情况下，该频率约为10Hz，激振振幅大致在1mm到2mm之间。
在一个有利的实施方式中，该限制件呈锥形罩状构成。锥形结构造成所述膜或者说减振弹簧在第一切换状态中贴靠该锥形罩并在第二切换状态中与该限制件间隔开。
该限制件有利地被固定在衔铁上。为此，该限制件能以形状配合、材料接合和/或传力配合的方式与该衔铁连接。
另外，该限制件能以形状配合和/或传力配合的方式将该膜固定在衔铁上。减振器特性即第一和第二减振固有频率可以通过该膜的弹性挠曲性来调节，在这里，所述衔铁相对于分隔壁的可振动性实际上只由所述膜的弹簧性能来定。
可以在分隔壁中开设一开口，在这里，所述开口、弹性膜和衔铁限定出该减振通道。所述膜有利地以第一自由端环绕开口地与分隔壁相连并以第二自由端与衔铁相连，在这里，该膜不透液体地封闭该减振通道。该衔铁可以沿轴向与工作腔对置地布置。
在一个有利的实施方式中，该电磁铁包围一个轴向凸出的导销，该导销插入衔铁的孔洞中以便轴向引导该衔铁。轴向引导造成该衔铁在液压支撑内不会晃动，因而只能在轴向上在所引入的振动的方向上运动。因此，阻止了衔铁卡死并随之而来的减振通道作用的失效。
还有利的是该电磁铁包围永磁铁。通过电磁铁与永磁铁的组合，获得良好的失效保护性能。高于所支承的发动机的空转转速，电磁铁未被通电，因而不起作用，从而衔铁通过永磁铁被限动。在发动机空转中或者在接近空转的转速范围内，电磁铁被通电，电磁铁的磁场反作用于永磁铁的力。由此一来，衔铁与电磁铁分隔开并且能在轴向上振动。也还可能的是，为了限动该衔铁而给电磁铁通电，为了获得衔铁能振动的布置结构而断开电磁铁的通电，在这里，永磁铁的力用于使衔铁与电磁铁分隔开。
衔铁有利地由此铁磁性材料制造。
电磁铁可以通过直流电流或者交流电流来控制。借助直流电流的运行实现了“通断”开关功能。
在一个有利的实施方式中，该膜与封闭膜一体连接，该封闭膜界定出补偿腔。该封闭膜基本无压力地接纳从该工作腔被排挤入该补偿腔的阻尼液体量。
另外，分隔壁能呈喷嘴罩状构成并包括两个喷嘴板，其中，在这些喷嘴板之间加入易弯的弹性的断联膜。断联膜造成例如像在行驶中出现的高频小幅振动的脱断。在此情况下涉及的是大约50Hz－100Hz的频率和大约小于0.1mm的振幅。
附图说明
以下将结合实施例来详述本发明的液压支撑，附图示意示出：
图1示出了在第一切换状态的本发明的液压支撑的横截面；
图2示出了在第二切换状态的本发明的液压支撑的横截面。
具体实施方式
在图1和图2中示出了根据本发明的用于机动车的液压支撑10，用于阻尼在行驶中出现的振动。
液压支撑10具有承重支承12和支座14，其中承重支承12通过由弹性体材料制造的支承弹簧16支承在支座14上。支承弹簧16界定出工作腔18，该工作腔通过分隔壁20与平衡腔22分隔开。平衡腔22又由封闭膜24界定。这两个腔18、22填充有流体26并通过开设在分隔壁20中的阻尼通道28流体导通相连。
分隔壁20呈喷嘴罩30状构成并具有上喷嘴板32和下喷嘴板34。在这两个喷嘴板32、34之间设有由弹性材料构成的断联膜36。
另外，在分隔壁20中在液压支撑对称轴线S的方向上开设有开口38。开口38被弹性的膜40包围，该膜与封闭膜24成一体构成并与轴向A相反地延伸离开分隔壁20。膜40在其第一自由端42与一个同分隔壁20相连的固定件44材料接合，最好是硫化或粘接。另外，膜40在其第二自由端46与一个调节机构48连接。所述开口38、膜40和调节机构48共同构成一个减振通道50。
调节机构48具有由铁磁性材料构成的衔铁52、电磁铁54和永磁铁56。衔铁52与膜40的第二自由端46相连。电磁铁54包围永磁铁56以及本身在轴向A上延伸的导销58。导销58在形成于衔铁52内的孔洞60中导向移动，以便在沿轴向A运动时引导衔铁52。电磁铁54与承重支承12固定联接并通过从承重支承12伸出的电线62来控制。
在第一切换状态即行驶中，电磁铁54未通电，从而衔铁52通过永磁铁56的磁力被保持在电磁铁54上，如图1所示。在第二切换状态即发动机空转状态中，电磁铁54被通电。由此一来，该电磁铁产生一个与永磁铁56的力相反的力，从而衔铁52抬离电磁铁54并通过膜40被保持在能振动的位置上。
衔铁52还具有限制件64，它呈锥形罩66状构成并包围所述膜40。膜40在第一切换状态中贴靠该罩66，如图1所示。在第二切换状态中，膜40与罩66分隔开，如图2所示。限制件64可以通过形状配合、传力配合和/或材料接合的方式与衔铁52相连。另外，限制件64可被用于将膜40固定在衔铁52上。
本发明的液压支撑的工作方式可以描述如下。在行驶中出现的高频小幅振动通过断联膜36被隔断。在此情况下，在喷嘴板32、34之间被加入的断联膜36在所引入的振动的方向上振动，与借助阻尼通道28的阻尼无关联。这种由内燃机引入的振动由运行转速和缸数即激振阶次来定。例如，四冲程六缸发动机的主要激振频率在6000转/分钟下为300Hz。
在行驶中出现的约10Hz的大幅低频振动将通过阻尼通道28来阻尼。在此情况下，流体26在工作腔18和补偿腔22之间经阻尼通道来回流动。因为阻尼通道28的直径小和与之相关的高机械转换比，故高的流体物质起作用并且显示出在阻尼通道28内的流体26的强烈减振作用。为此，所引入的振动被阻尼。除此之外，流体减振器也因壁摩擦和流体26的粘稠特性而起作用。
在空转中出现的振动通过减振通道50和能振动悬置的衔铁52来阻尼或减振。为此，电磁铁54被通电(第二切换状态)，从而电磁铁54的磁场与永磁铁56的力反作用并且衔铁52在轴向A上抬离开电磁铁54，如图2所示。通过弹性的膜40，衔铁52能振动地悬置并随着减振通道50内的液柱振动，以阻尼或减振在空转中所引入的振动。
如前所述，膜40在第二切换状态与限制件64间隔开。由此一来，膜40的平行于液压支撑对称轴线S的轴向弹簧刚度以及膜40的膨胀弹簧刚度都起作用。此时，第一减振质量是减振通道50内的流体26，第二减振质量对应于衔铁52。第一减振质量的第一减振固有频率由减振通道50内的流体物质、支承弹簧16的膨胀弹簧刚度和膜40的膨胀弹簧刚度导出。第二减振质量的第二减振固有频率由膜40的轴向弹簧刚度和衔铁52的质量导出。减振固有频率此时可被如此调节，即在发动机空转中在最重要的激振振幅下的液压支撑10的动态弹簧刚度被显著减小。因而，在六缸发动机情况下的第三和第六阶次的频率和在四缸发动机情况下的第二和第四阶次的频率在35－40Hz以及70－80Hz。另外，膜40的轴向弹簧刚度及其膨胀弹簧刚度被机械转换。机械转换比由支承弹簧16的液压有效面积与膜40的液压有效面积的关系得到。在连接的机械系统内的转换以转换比平方起作用。在这里，转换比平方约为80到120，最好约为100。由此将获得振动的减振质量的高效能，从而在空转时出现的高频振动被减振。因此，在空转中在最重要的激振频率下的液压支撑10的动态弹簧刚度可被显著减小。
在第一切换状态即行驶中，电磁铁不通电，从而衔铁52通过永磁铁56的磁力被保持在电磁铁54上。如图1所示，膜40贴靠限制件64并且不能共振振动。由此一来，膜40的体积弹性不起作用，从而将获得传统液压支撑的支撑性能，做法是阻尼通过在工作腔16和平衡腔22之间的经过阻尼通道28的液体交换来实现。尤其是，膜40因抵靠限制件64而没有影响到在发动机空转之外出现的振动的阻尼如颠簸阻尼。
本发明的液压支撑10的特点是设有围绕该膜40的呈锥形罩66状构成的限制件64。在第一切换状态即行驶中，膜40可以贴靠到限制件64上，从而膜40不会共振振动。由此一来，减振弹簧的体积弹性不生效，从而将获得传统液压支撑的支撑性能。尤其是，膜40因支承在限制件64上而对在发动机空转之外出现的振动的阻尼例如颠簸阻尼没有影响。在第二切换状态，膜40与限制件64间隔开。由此一来，膜40的平行于液压支撑对称轴线S的轴向弹簧刚度以及膜40的膨胀弹簧刚度都起作用。结果出现了高的机械转换比，随之而来的是在发动机空转中在最重要的激振频率下的液压支撑10的动态弹簧刚度的显著减小。
附图标记列表
10  液压支撑
12  承重支承
14  支座
16  支承弹簧
18  工作腔
20  分隔壁
22  平衡腔
24  封闭膜
26  流体
28  阻尼通道
30  喷嘴罩
32  上喷嘴板
34  下喷嘴板
36  断联膜
38  开口
40  弹性的膜
42  第一自由端
44  固定件
46  第二自由端
48  调节机构
50  减振通道
52  衔铁
54  电磁铁
56  永磁铁
58  导销
60  孔洞
62  电线
64  限制件
66  锥形罩
S   液压支撑对称轴线
A   轴向

Claims (11)

1.一种液压支撑(10)尤其是可切换的液压支撑，包括通过弹性的支承弹簧(16)相互连接的承重支承(12)和支座(14)、填充有流体(26)的、通过分隔壁(20)相互分隔开的且通过开设于该分隔壁(20)中的阻尼通道(28)相互连通的工作腔(18)和平衡腔(22)、以及能通过调节机构(48)来切换的减振通道(50)，其中在该调节机构(48)的第一切换状态中该减振通道(50)不起作用，而在该调节机构(48)的第二切换状态中该减振通道(50)起作用，并且该调节机构(48)具有可电控的电磁铁(54)和通过弹性的膜(40)能振动地悬置的衔铁(52)，其特征是，所述膜(40)被如此构成的限制件(64)围绕，即，所述膜(40)在第一切换状态中贴靠该限制件(64)并在第二切换状态中与该限制件(64)间隔开。
2.根据权利要求1所述的液压支撑，其特征是，该限制件(64)呈锥形罩(66)状构成。
3.根据权利要求1或2所述的液压支撑，其特征是，该限制件(64)被固定在该衔铁(52)上。
4.根据前述权利要求之一所述的液压支撑，其特征是，该限制件(64)以形状配合和/或传力配合的方式将该膜(40)固定在该衔铁(52)上。
5.根据前述权利要求之一所述的液压支撑，其特征是，在所述分隔壁(20)中开设有开口(38)，其中所述的开口(38)、弹性的膜(40)和衔铁(52)限定出所述减振通道(50)。
6.根据前述权利要求之一所述的液压支撑，其特征是，该电磁铁(54)包围轴向(A)凸出的导销(58)，该导销插入该衔铁(52)的孔洞(60)中以便在轴向(A)上引导该衔铁(52)。
7.根据前述权利要求之一所述的液压支撑，其特征是，该衔铁(52)由铁磁性材料制造。
8.根据前述权利要求之一所述的液压支撑，其特征是，该电磁铁(54)包围永磁铁(56)。
9.根据前述权利要求之一所述的液压支撑，其特征是，该电磁铁(54)能通过直流电流或交流电流来控制。
10.根据前述权利要求之一所述的液压支撑，其特征是，该膜(40)与界定所述平衡腔(22)的封闭膜(24)一体连接。
11.根据前述权利要求之一所述的液压支撑，其特征是，该分隔壁(20)呈喷嘴罩(30)状构成并且包括两个喷嘴板(32,34)，其中在这些喷嘴板(32,34)之间加入易弯的弹性的断联膜(36)。
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