CN106979270B - 双模式调谐型动态减震器及基于此的驱动轴设备和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双模式调谐型动态减震器及基于此的驱动轴设备和车辆。所述双模式调谐动态减震器，可以包括：空心主桥，所述空心主桥在减震壳体的轴向方向上延伸，处于填充在减震壳体中的减震质量外部的位置处，并且与减震壳体形成同心双圆；和副桥，所述副桥设置在同心双圆的连接部段处，使得减震质量的侧部被主桥支撑。

Description

双模式调谐型动态减震器及基于此的驱动轴设备和车辆

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年1月18日提交的韩国专利申请第10-2016-0005934号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及减震器，更具体地涉及双模式调谐型动态减震器及基于此的驱动轴设备和车辆，所述双模式调谐型动态减震器包括能够在弯曲模式下调谐共振频率的侧向模式。

背景技术

通常地，车辆行驶产生共振，所述共振具有动力系和车轮(轮和轮胎)的旋转度分量，动力系的动力由所述旋转度分量通过驱动轴传递至车轮。

例如，动力系的二级旋转度和与其相邻的旋转度分量(1.9-2.1度)产生共振，并且共振通过驱动轴发展成振动并伴随着听起来像“嗡嗡嗡”的差拍噪声(行驶轰鸣噪声)。

因此，已经应用各种装置来改善差拍噪声和振动。

例如，存在共振频率避免法。

共振频率避免法是通过将减震器联接至驱动轴从而将驱动轴的振动模式从动力系的振动模式分离出来的方法，观察到当动力系的振动模式和驱动轴的振动模式(弯曲模式)彼此一致时，共振就会产生行驶轰鸣噪声和振动。

因此，减震器(通常为动态减震器)大大改善了频率避免性能这一难题，从而使产生的行驶轰鸣噪声和振动达到最小化。

作为另一个示例，存在共振旋转度避免法。

共振旋转度避免法是通过大幅度改变应用于驱动轴和车轮的球型接头的规格来避免驱动轴的共振的方法。

因此，相比于六球型接头，八球型接头大大改善了旋转度避免性能这一难题，从而使产生的行驶轰鸣噪声和振动达到最小化。

然而，共振旋转度避免法需要升级球型接头的规格，因此造成制造成本大大增加。

另外，相比于共振旋转度避免法，共振频率避免法的一个优点在于的相对低的制造成本，为1/2的制造成本，但是不可能调谐减震器的侧向模式，因此需要增加减震器的数目从而改善共振频率避免性能。减震器的数目增加因增加的原材料成本而造成更大的制造成本增加，因此势必受到应用限制。

其原因在于：减震器并非是可调谐的侧向模式调谐结构，侧向模式调谐结构因弯曲模式作为主模式而具有最大影响，而由驱动轴造成的差拍噪声(行驶轰鸣噪声)和振动处于驱动轴的水平方向(侧向方向)上出现的140～160Hz的范围内。

公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供双模式调谐型动态减震器及基于此的驱动轴设备和车辆，其能够仅使用一个减震器通过侧向模式的增加和调节(特别是，调谐侧向模式同时将减震器的主模式维持于弯曲模式，)进行频率调节，通过该频率调节来改善驱动轴的共振频率避免性能，因此改善减震器性能而无需改变设计。

根据本发明的各个方面，一种双模式调谐型动态减震器可以包括：空心主桥，所述空心主桥在减震壳体的轴向方向上延伸，处于填充在减震壳体中的减震质量外部的位置，并且与减震壳体形成同心双圆；和副桥，所述副桥设置在同心双圆的连接部段处，使得减震质量的侧部被主桥支撑。

可以在连接部段处形成桥凸缘，并且桥凸缘可以连接至减震壳体中的主桥从而形成副桥。

桥凸缘可以形成具有缓和弯曲表面的圆形部段。

副桥的厚度可以小于主桥的厚度。

副桥可以以具有圆形基线的直角三角形横截面结构形成。

可以在连接部段处形成多个副桥。

多个副桥的每一者可以相对于彼此形成相等间隔。

主桥的内径可以小于减震壳体的轴向孔的内径。

主桥和副桥的每一者可以在减震质量的左侧和右侧形成。

减震质量可以为不形成空隙的橡胶材料质量。

减震壳体可以包括双管结构的圆柱体形状，其中通过轴向孔划分其被减震质量填充的内部空间，并且轴向孔的内径可以大于主桥的内径。

可以在减震壳体处通过切割形成多个刻槽。

根据本发明的各个方面，一种包括动态减震器的驱动轴设备可以包括：减震壳体，所述减震壳体中填充用于减震功能的橡胶材料质量形式的减震质量；一对主桥和后方主桥，所述一对主桥和后方主桥为在减震壳体的左右轴向方向上延伸的空心管，并且位于减震质量的纵截面尺寸外部的位置，从而与减震壳体形成同心双圆；和一对副桥和后方副桥，所述一对副桥和后方副桥设置在同心双圆的连接部段处，使得减震质量的左侧和右侧分别被主桥和后方主桥支撑。

动态减震器可以设置在右驱动轴和左驱动轴的至少一者处，所述右驱动轴经由球型接头与右车轮连接，所述左驱动轴经由球型接头与左车轮连接。

根据本发明的各个方面，一种车辆可以包括：驱动轴设备，所述驱动轴设备包括具有减震壳体的动态减震器，所述减震壳体中填充用于减震的橡胶材料质量形式的减震质量；一对主桥和后方主桥，所述一对主桥和后方主桥包括在减震壳体的左右轴向方向上延伸的空心管，并且位于减震质量的纵截面尺寸外部的位置，从而与减震壳体形成同心双圆；以及一对副桥和后方副桥，所述一对副桥和后方副桥设置在同心双圆的连接部段处，使得减震质量的左侧和右侧分别被主桥和后方主桥支撑；和动力系，所述动力系用于将转矩传递至驱动轴设备。

动力系可以包括发动机和变速器，并且变速器的传动输出轴可以与驱动轴设备连接。

在本发明的各个实施方案的动态减震器中，通过弯曲模式的上下方向上的频率调谐维持了主模式，并且通过侧向模式加上了侧向方向上的频率调谐，所述动态减震器可以仅使用一个减震器大大改善共振频率避免性能。

此外，本发明的各个实施方案的动态减震器利用减震器的外部通过副桥实现了侧向模式，因此改善了减震性能而几乎没有改变设计。

此外，在本发明的各个实施方案的车辆中，采用双模式调谐型动态减震器的驱动轴连接动力系和车轮(轮和车胎)，所述车辆可以大大改善在驱动轴的侧向方向上出现的140～160Hz范围内的共振频率避免性能。

此外，本发明的各个实施方案的车辆，即使驱动轴仅应用一个动态减震器，也能消除由于驱动轴造成的差拍噪声(行驶轰鸣噪声)和振动的产生，因此不会由于减震器数量的增加造成升高的原材料成本，并且特别相比于球型接头应用，具有维持低成本的优点。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体描述，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1为根据本发明的各个实施方案的双模式调谐型动态减震器的立体图。

图2为根据本发明的各个实施方案的双模式调谐型动态减震器的横截面图，其中显示了主桥和副桥。

图3显示了根据本发明的各个实施方案的双模式调谐型动态减震器的弯曲模式和侧向模式的示例。

图4为根据本发明的各个实施方案的用于侧向模式调谐的副桥的布局示例。

图5为根据本发明的各个实施方案的用于侧向模式调谐的副桥的另一个布局示例。

图6为动力传递系统由应用根据本发明的各个实施方案的双模式调谐型动态减震器的驱动轴设备构成的车辆的示例。

图7显示了在根据本发明的各个实施方案的驱动轴将动力系的动力传递至车轮的过程中减少双模式调谐型动态减震器的差拍噪声和振动的操作状态。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，其显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体预期应用和使用的环境来确定。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

图1和图2为根据本发明的各个实施方案的双模式调谐型动态减震器的示意图。

关于图1的动态减震器1的外部形状，动态减震器1可以包括减震质量10、减震壳体20、刻槽21A，和由主桥30A和副桥40A形成的桥。

具体地，动态减震器1可以以圆柱体形状形成，其中减震壳体20围绕减震质量10。通过主桥30A被形成为以具有比圆柱体形状更小的直径的空心管形状突出的方式，减震壳体20可以形成同心双圆。在主桥30A和减震壳体20形成同心双圆之处，副桥40A可以在圆柱体的端部侧壁处形成。刻槽21A可以通过围绕减震壳体20的圆柱体的端部侧壁以相等间隔打出大量的孔眼而形成，并且刻槽21A起着使减震壳体20的内部空间与外部联通的孔的作用。

特别地，刻槽21A可以与后方刻槽21B成对形成。主桥30A可以与后方主桥30B成对形成。副桥40A可以与后方副桥40B成对形成。

例如，刻槽21A可以围绕减震壳体20的圆柱体的端部侧壁打孔，并且后方刻槽21B可以围绕圆柱体的相反端部侧壁打孔，从而在减震壳体20的左部和右部(在轴线长度方向上的前部和后部)形成一对刻槽21A和后方刻槽21B。主桥30A可以围绕减震壳体20的圆柱体的端部侧壁突出，并且后方主桥30B可以围绕圆柱体的相反的端部侧壁突出，从而在减震壳体20的左部和右部(在轴线长度方向上的前部和后部)形成一对主桥30A和后方主桥30B。副桥40A可以在减震壳体20的一侧部分中设置在与主桥30A一起形成的主桥圆柱体端部侧壁处，并且后方副桥40B可以在减震壳体20的另一侧部分中设置在形成后方主桥30B的后方主桥圆柱体端部侧壁处，从而在减震壳体20的左部和右部(在轴线长度方向上的前部和后部)形成一对副桥40A和后方副桥40B。在下文中，主桥圆柱体端部侧壁和后方主桥圆柱体端部侧壁是用于将减震壳体20的圆柱体端部侧壁划分成左侧和右侧(在轴线长度方向上的前部和后部)的术语。

因此，动态减震器1可以以同心双圆形状形成，其中减震壳体20的圆柱体形状添加至主桥30A和后方主桥30B的空心管形状。

关于图2中显示的动态减震器1的横截面形状，减震质量10可以是橡胶材料质量，并且减震壳体20可以提供被减震质量10填充的内部空间。主桥30A和后方主桥30B分别从减震壳体20的左侧和右侧(在轴线长度方向上的前部和后部)突出，并且副桥40A和后方副桥40B分别连接至主桥30A和后方主桥30B。

具体地，减震质量10可以充当橡胶材料质量而不在其内部形成空白空间，但是执行减震功能同时被减震壳体20覆盖。

减震作用采取弯曲模式作为主模式并且与侧向模式同时实现。

具体地，减震壳体20可以为双管结构，其中通过轴向孔23划分被减震质量10填充的内部空间，并且内部空间通过左侧和右侧(在轴线长度方向上的前部和后部)的圆柱体端部侧壁以封闭横截面形成。刻槽21A和后方刻槽21B在围绕圆柱体端部侧壁的弯曲部分处通过切成希望的尺寸而形成，因此形成通往外部的通道。特别地，减震壳体20的轴向孔23的内径D可以形成为大于主桥30A和后方主桥30B的空心管的内径d。此外，可以在减震壳体20的内部空间中设置内壳20-1。内壳20-1可以收紧减震壳体20的内部空间中的减震质量10的外径，使得内部空间可以形成未被减震质量10填充的空白空间。

具体地，主桥30A和后方主桥30B可以分别是相同形状的空心管结构。特别地，可以分别在主桥30A和后方主桥30B的一个端部处形成桥凸缘31，并且可以在其另一个端部处形成延伸凸缘。桥凸缘31各自可以在主桥圆柱体端部侧壁和后方主桥圆柱体端部侧壁处形成，并且在减震壳体20的圆柱体端部侧壁处朝向主桥30A形成具有缓和弯曲表面的圆形部段。延伸凸缘各自可以形成有多个孔，从而提供通过螺栓等与其它构件连接的连接装置。此外，副桥40A和后方副桥40B各自可以设置在桥凸缘31处并且以锐角K倾斜，从而形成具有圆形基线的直角三角形横截面结构或大致直角三角形横截面结构。因此，主桥30A和后方主桥30B各自可以转化成使用副桥40A和后方副桥40B支撑减震质量10的侧表面部分的结构。

同时，图3显示了动态减震器1的弯曲模式和侧向模式。

在下文中，为了便于解释，通过主桥30A和后方主桥30B之中的后方主桥30B解释弯曲模式，并且通过副桥40A和后方副桥40B之中的副桥40A解释侧向模式。

弯曲模式可以在周向方向(垂直于轴线方向的方向)上出现。在该情况下，后方主桥30B的空心管的内径d小于减震壳体20的轴向孔23的内径D，并且直径与其它元件(例如图6和图7中显示的驱动轴100)的外径紧密接触，因此减震质量10的周向方向(垂直于轴线方向的方向)可以处于不通过后方主桥30B接收支撑力的状态。因此，后方主桥30B的尺寸和厚度影响动态减震器1的弯曲频率。在该情况下，连接至后方主桥30B的后方副桥40B所形成的厚度小于后方主桥30B的厚度，因此几乎不影响弯曲模式的变化。因此，调节主桥30A和后方主桥30B的尺寸和厚度允许实现动态减震器1的弯曲模式的弯曲频率调谐。

侧向模式可以在动态减震器1的轴线方向上出现。在该情况下，主桥30A连同副桥40A一起支撑减震质量10，使得减震质量10的轴向方向可以处于通过副桥40A接收支撑力的状态。因此，调节副桥40A和后方副桥40B各自的厚度和数目允许实现侧向模式的侧向频率调谐。

同时，图4和图5显示了副桥40A(和后方副桥40B)以锐角A-1的相等间隔设置从而形成圆，以用于侧向模式的侧向频率调谐。在下文中，为了便于解释，术语副桥40A和后方副桥40B表示副桥，并且术语主桥30A和后方主桥30B表示主桥30A。

参考图4，锐角A-1可以以约45度角形成，使得副桥形成总共八个的数量，分成第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八副桥(40-1、……，和40-8)。因此，当副桥形成成对的副桥40A和后方副桥40B时，动态减震器1可以包括总数为16个的八个副桥40A和八个后方副桥40B。

特别地，第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七和第八副桥(40-1、……，和40-8)各自具有相等的形状和横截面结构。例如，第一副桥40-1可以由厚度T形成，相比于主桥30A和后方主桥30B的厚度，所述厚度T不影响弯曲频率。此外，通过使主桥30A处设置的主桥端部厚度t1小于减震壳体20处设置的减震壳体端部厚度t2，第一副桥40-1的厚度T可以以锥形形状形成。

参考图5，锐角A-1可以以约90度角形成，使得副桥可以由总数为四个的副桥形成，分成第一、第二、第三和第四副桥(40-1、……，和40-4)。

因此，当副桥形成为一对副桥40A和后方副桥40B时，动态减震器1可以包括总数为八个的四个副桥40A和四个后方副桥40B。

因此，动态减震器1可以变化地应用总共8个或16个或更多个副桥来调节厚度T、主桥端部厚度t1和减震壳体端部厚度t2，因此即使在没有硬度增加的情况下也允许实现调谐以用于侧向模式增加。下表显示了在没有硬度增加的情况下通过调节副桥的数目和厚度进行侧向模式增加调节的实验例。

表1

类别	实验例#1	实验例#2	实验例#3
				硬度	Hs43	Hs41	Hs43
弯曲频率	113Hz	97Hz	107Hz
				侧向频率	220Hz	190Hz	200Hz

表1的实验例#1、#2、#3的结果以实验方式证实了副桥的数目和厚度的增加使得侧向频率增加，但是未明显影响弯曲频率，这是因为副桥的厚度比主桥更薄，因此不能明显影响弯曲。

同时，图6和图7显示了车辆的示例，其中动力传动系统由应用动态减震器1的驱动设备构成。

参考图6，车辆可以包括动力系200和驱动轴设备，所述驱动轴设备将动力系200的转矩传递至车轮。

例如，动力系200可以包括发动机和变速器，并且变速器的传动输出轴连接至驱动轴设备从而使其旋转。

例如，驱动轴设备可以包括驱动轴100和左驱动轴100-1，所述驱动轴100的一侧连接至传动输出轴并且相反侧经由球型接头连接至右车轮300，所述左驱动轴100-1的一侧连接至传动输出轴并且相反侧经由球型接头连接至左车轮300-1。特别地，右驱动轴100在外周表面处设置有动态减震器1，动态减震器1由图1至图5中显示的减震质量10、减震壳体20、刻槽21A和21B、主桥30A和30B和副桥40A和40B形成。因此，动态减震器1可以成为对应于车辆的弯曲模式和侧向模式的双模式的最佳调谐。在图6中，动态减震器1仅应用于右驱动轴100，而没有应用于左驱动轴100-1。

参考图7，动态减震器1的弯曲模式和侧向模式的双模式进行最佳调谐从而对应于车辆，该动态减震器1在主桥30A和后方主桥30B的空心管内径d处与右驱动轴100的外周表面紧密接触。弯曲模式可以减弱车辆的启动轰鸣，同时副桥40A和后方副桥40B各自连接至主桥30A和后方主桥30B，从而在轴向方向上支撑减震质量10，因此侧向模式可以减弱差拍噪声和振动的产生。

因此，相比于升级球型接头规格的旋转度避免法和增加减震器数目的共振频率避免法，车辆可以大大改善听起来像“嗡嗡嗡”的差拍噪声(行驶轰鸣噪声)和振动而几乎没有制造成本的增加。

如上所述，根据本示例性发明的各个实施方案的双模式调谐型动态减震器1包括减震壳体20、一对主桥30A和后方主桥30B以及一对副桥40A和后方副桥40B，所述减震壳体20中填充有减震质量10，所述一对主桥30A和后方主桥30B为在减震壳体20的左右轴向方向上延伸的空心管类型并且位于减震质量10的纵截面尺寸外部的位置从而与减震壳体20形成同心双圆，所述一对副桥40A和后方副桥40B设置在同心双圆的连接部段处，使得减震质量10的左侧和右侧分别被主桥30A和后方主桥30B支撑。动态减震器1分别应用于右驱动轴和左驱动轴100、100-1从而应用于车辆，因此可以通过主桥30A和后方主桥30B的最佳弯曲模式调谐来减弱汽车启动轰鸣噪声，同时可以通过副桥40A和后方副桥40B的最佳侧向模式调谐来减弱听起来像“嗡嗡嗡”的差拍噪声(行驶轰鸣噪声)和振动。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”或“下”、“内”或“外”等被用于参考附图中所显示的特征的位置来描述示例性具体实施方式的这些特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (14)

1.一种双模式调谐动态减震器，包括：

空心主桥，所述主桥在减震壳体的轴向方向上延伸，处于填充在减震壳体中的减震质量外部的位置，并且与减震壳体形成同心双圆；和

副桥，所述副桥设置在同心双圆的连接部段处，使得减震质量的侧部被空心主桥支撑，

其中在连接部段处形成多个副桥。

2.根据权利要求1所述的双模式调谐动态减震器，其中在连接部段处形成桥凸缘；并且

桥凸缘连接至减震壳体中的空心主桥从而形成副桥。

3.根据权利要求2所述的双模式调谐动态减震器，其中桥凸缘形成具有缓和弯曲表面的圆形部段。

4.根据权利要求1所述的双模式调谐动态减震器，其中副桥的厚度小于空心主桥的厚度。

5.根据权利要求1所述的双模式调谐动态减震器，其中副桥以具有圆形基线的直角三角形横截面结构形成。

6.根据权利要求1所述的双模式调谐动态减震器，其中多个副桥的每一者相对于彼此形成相等间隔。

7.根据权利要求1所述的双模式调谐动态减震器，其中空心主桥的内径小于减震壳体的轴向孔的内径。

8.根据权利要求1所述的双模式调谐动态减震器，其中空心主桥和副桥的每一者在减震质量的左侧和右侧形成。

9.根据权利要求1所述的双模式调谐动态减震器，其中减震质量为不形成空隙的橡胶材料质量。

10.根据权利要求1所述的双模式调谐动态减震器，其中

减震壳体包括双管结构的圆柱体形状，其中通过轴向孔划分其被减震质量填充的内部空间；并且

轴向孔的内径大于空心主桥的内径。

11.根据权利要求10所述的双模式调谐动态减震器，其中在减震壳体处通过切割形成多个刻槽。

12.一种包括动态减震器的驱动轴设备，包括：

减震壳体，所述减震壳体中填充用于减震的橡胶材料质量形式的减震质量；

一对主桥和后方主桥，所述一对主桥和后方主桥为在减震壳体的左右轴向方向上延伸的空心管，并且位于减震质量的纵截面尺寸外部的位置，从而与减震壳体形成同心双圆；和

一对副桥和后方副桥，所述一对副桥和后方副桥设置在同心双圆的连接部段处，使得减震质量的左侧和右侧分别被主桥和后方主桥所支撑，

其中动态减震器设置在右驱动轴与左驱动轴的至少一者处，所述右驱动轴经由球型接头与右车轮连接，所述左驱动轴经由球型接头与左车轮连接。

13.一种车辆，包括：

驱动轴设备，所述驱动轴设备包括具有减震壳体的动态减震器，所述减震壳体中填充有用于减震的橡胶材料质量形式的减震质量；

一对主桥和后方主桥，所述一对主桥和后方主桥包括在减震壳体的左右轴向方向上延伸的空心管，并且位于减震质量的纵截面尺寸外部的位置，从而与减震壳体形成同心双圆，以及

一对副桥和后方副桥，所述一对副桥和后方副桥设置在同心双圆的连接部段处，使得减震质量的左侧和右侧分别被主桥和后方主桥支撑；和

动力系，所述动力系用于将转矩传递至驱动轴设备，

其中动态减震器设置在右驱动轴与左驱动轴的至少一者处，所述右驱动轴经由球型接头与右车轮连接，所述左驱动轴经由球型接头与左车轮连接。

14.根据权利要求13所述的车辆，其中

动力系包括发动机和变速器；并且

变速器的传动输出轴与驱动轴设备连接。

Images