CN107336595B - 用于车辆的发动机支承座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的发动机支承座，包括：橡胶模块，其包含其中具有芯体的橡胶，以及围绕橡胶外周的壳体；液体模块，其具有：模块壳体，与橡胶模块联结以限定上部腔室和下部腔室，并具有直流通道和旁流通道；挡板，被配置成打开或关闭直流通道；以及隔膜，安装在模块壳体上以关闭下部腔室；以及线圈模块，其具有嵌入液体模块中的线圈，并且被配置成在接通或关闭电源时打开或关闭挡板。具体地，增大车辆行驶时的高损耗因数，并减小车辆怠速时的动态特性。

Description

用于车辆的发动机支承座

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的发动机支承座，更具体涉及一种用于车辆的半主动发动机支承座，其能够通过减小车辆怠速时支承座的动态特性并增大车辆行驶操作时的损耗因数，来改善噪音、振动和声振粗糙度(NVH)性能和驾驶质量。

背景技术

一般来说，发动机支承座可防止发动机的振动传递给车身，隔离车辆的振动模式并控制发动机的运动。通过使发动机支承座硬静态，发动机支承座可使发动机的运动最小，并通过使发动机支承座软动态来隔离高频振动。

通常，由橡胶材料制成的发动机支承座具有易受低频损坏以及大位移振动的缺陷。因此，发动机支承座无法同时满足高频低振幅振动和低频大位移振动。因此，人们已经使用流体发动机支承座，其可吸收并削弱包括发动机操作时输入给发动机支承座的高频低振幅振动以及低频大位移振动在内的大范围区域的振动。

近年来，驾驶者对改善的车辆噪音减小性能和改善的与噪音问题相关的NVH性能有需求。具体地，具有多种控制方法的发动机支承座已得到发展。例如，防止可变气缸发动机的NVH性能劣化的液压支承座、半主动支承座(semi-active mount)等已得到发展，从而改善车辆的燃油经济性。

此外，为了改善NVH性能，通过减小车辆怠速时支承座的动态特性来提高隔离性能，以及通过增大车辆行驶操作期间的损耗因数来改善驾驶质量。然而，由于当前液压支承座的本质，在动态特性减小时损耗因数趋于减小，并且在损耗因数增大时动态特性趋于增大。因此，损耗因数和动态特性彼此冲突。

半主动支承座(可切换支承座)已得到发展。具体地，半主动支承座在车辆怠速时减小动态特性，并且在车辆行驶操作时增大损耗因数。因此，半主动支承座广泛且逐渐应用到许多车辆上。然而，在当前的半主动支承座上，需要应用具有与橡胶弹簧的刚度相对应的高电容的线圈，由于需要大量的部件，因此成本和重量大大增大，并且其结构较复杂。由于比现有液压支承座具有更大的尺寸，因此目前的半主动支承座在包装方面是不利的。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供一种用于车辆的半主动发动机支承座，通过减小车辆怠速时的动态特性并增大车辆行驶操作期间的损耗因数，来改善NVH性能和驾驶质量。

例如，在车辆行驶时可获得高的损耗因数，在车辆怠速时可获得减小的动态特性，因此可同时改善行驶振动和怠速振动。此外，因为组件数量减少，且结构简化，因此可使成本和重量的增加最小。另外，由于其尺寸相当于现存液压支承座的尺寸，因此包装尺寸被简化。

一方面，本发明提供一种用于车辆的发动机支承座，包括：橡胶模块，其包含其中具有芯体的橡胶，以及围绕橡胶外周的壳体；液体模块，其具有：与橡胶模块联结以限定上部腔室和下部腔室并具有直流通道和旁流通道的模块壳体，被配置成打开或关闭直流通道的挡板，以及布置在模块壳体上以关闭下部腔室的隔膜；以及线圈模块，其具有嵌入液体模块中的线圈，并且被配置成在接通或关闭电源时调整挡板的位置(打开或关闭)。

在一个示例性实施方式中，在液体模块的挡板中可嵌有永磁体。在另一个示例性实施例中，挡板可包括：圆板部，其中嵌有永磁体，并被配置成打开或关闭直流通道；以及连杆，其从圆板部垂直延伸，并在流经直流通道之后连接至隔膜。

在另一个示例性实施方式中，形成于流体模块的模块壳体中的直流通道可被形成为管，该管由可通过磁力与嵌入挡板中的永磁体联结的材料制成。在又一个示例性实施方式中，管可以是钢管。此外，永磁体两极的方向以及线圈两极的方向，可被配置成在接通电源时在线圈中产生的磁场的作用下，在永磁体与线圈的同极之间产生排斥力。形成于流体模块的模块壳体上的直流通道可被形成为钢管。线圈模块的线圈与模块壳体同轴地嵌入。

本发明提供的用于车辆的发动机支承座具有下述优势：

第一，通过减小车辆怠速时支承座的动态特性，改善隔离性能从而改善NVH性能，并且通过增大车辆行驶操作期间的损耗因数，改善驾驶质量；

第二，可使部件数目最小，并且可简化结构，以减小成本和重量；

第三，发动机支承座可具有与现有液压支承座相同的尺寸。

因此，从包装的角度而言，发动机支承座是有利的，并且可与现存液压支承座兼容，以安装到车辆上。

附图说明

现在结合附图示出的示例性实施方式详细描述本发明的上述和其他特征，这些附图在下面仅仅是以示例的方式给出，由此不作为本发明的限制，其中：

图1是示出根据本发明一个示例性实施方式的用于车辆的发动机支承座的示例性剖视图；

图2是示出根据本发明一个示例性实施方式的用于车辆的发动机支承座在车辆怠速时操作状态的示例性剖视图；

图3是示出根据本发明一个示例性实施方式的用于车辆的发动机支承座在车辆行驶时操作状态的示例性剖视图。

在附图中提及的附图标记包括将在下面进一步讨论的下列元件：

10：芯体

11：橡胶

12：壳体

13：橡胶模块

14：上部腔室

15：下部腔室

16：直流通道

17：旁流通道

18：模块壳体

19：挡板

20：隔膜

21：流体模块

22：线圈

23：线圈模块

24：永磁体

25：钢制壳体

26：线圈座槽

27：突起

28：槽

应当理解的是，附图不必按比例绘制，而是呈现出说明本发明基本原理的各种优选特征的简化表示。本文中所公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形状，这些特征将部分地由预期的特定应用和使用环境来确定。在附图中，在全部的几张图中，附图标记始终指代本发明的相同或等同部件。

具体实施方式

下面详细参考本发明的各种实施方式，本发明的实施例在附图中被图解并且在下面被描述。尽管本发明将结合示范性实施例被描述，然而可以理解的是，本描述并不意在将本发明限制到那些示范性实施例上。相反地，本发明意在不仅仅覆盖示范性实施例，而且覆盖各种可选形式、变型、等价形式和其它实施例，其可被包含在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围中。

这里使用的术语仅用于描述特定的实施例的目的，且并不意欲限制本发明。正如在此使用的，除非特别说明，单数形式“一”、“一个”和“该”也包括复数形式。可进一步理解的是，当术语“包括”和/或“包含”用于这一说明书中时，指定了具有所表述的特征、整体、步骤、操作、元素和/或部件，但是也不排除还具有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、部件和/或它们的组合。正如在此使用的，术语“和/或”包括了一个或多个列出的相关术语的所有组合。例如，为了本发明描述清晰，不相关的部件未被示出，并且层和区域的厚度被放大以清楚。此外，当表述一层位于另一层或基质“之上”时，该层可直接位于另一层或基质之上，或者第三层可布置在它们之间。

除非特别陈述或从文中显而易见的，正如在此使用的，术语″大约″理解为处于本领域的正常公差范围中，例如在平均值的2标准偏差中。″大约″可被理解为落入标准值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％中。除非从文中另外显而易见的，在此提供的全部数值由术语″大约″修饰。

可进一步理解的是，当术语“包括”和/或“包含”用于这一说明书中时，指定了具有所表述的特征、整体、步骤、操作、元素和/或部件，但是也不排除还具有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、部件和/或它们的组合。正如在此使用的，术语“和/或”包括了一个或多个列出的相关术语的所有组合。

可以理解的是，本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似的术语包括一般而言的机动车辆，比如包含运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、货车，各种商用车辆的客车、包含各种轮船和舰船的船只、飞行器等等，并且包括混合动力车辆、电动汽车、混合动力电动汽车、氢动力汽车和其它替代燃料汽车(例如，从除了石油以外的资源中取得的燃料)。如在本文中所引用的，混合动力车辆是具有两种或多种动力来源的车辆，例如汽油动力车辆和电动动力车辆二者。

接下来，将结合附图详细描述本发明。

图1是示出根据本发明一个示例性实施方式的用于车辆的发动机支承座的示例性剖视图。如图1所示，用于车辆的发动机支承座可具有以下的结构，即通过调整车辆行驶和车辆怠速时支承座的动态特性和损耗因数，使振动特征优化。具体地，根据本发明示例性实施方式的用于车辆的发动机支承座可包括：橡胶模块13、流体模块21和芯体模块23的组合，并且各个模块可通过橡胶硫化、螺栓连接、焊接等方式一体组装。

换句话说，根据本发明示例性实施方式的用于车辆的发动机支承座可包括：橡胶模块13，其包含其中具有芯体10的橡胶11以及围绕橡胶11外周的壳体12；液体模块21，其包含与橡胶模块13连接的模块壳体18，以限定上部腔室14和下部腔室15且具有直流通道16和旁流通道17，挡板(closure)19，被配置成打开或关闭直流通道16，以及隔膜20，其布置在模块壳体18上，并且被配置成关闭下部腔室15；以及线圈模块23，其具有嵌入液体模块21中的线圈22，并且被配置成在电源接通或关闭时打开或关闭挡板19。

接下来，更加详细地描述各个结构。橡胶模块13可包括连接至发动机的芯体10，以及可围绕芯体10一体形成的橡胶11。与车身连接的大致圆筒形壳体12可一体连接至橡胶11的外周。橡胶模块13可包括钢制壳体25，钢制壳体25可具有容器形状(例如，球形或矩形等等)。钢制壳体25可通过被插入在壳体12下端部而连接，并且联结至橡胶11，以便为布置在其中的隔膜20等提供保护。橡胶模块13可利用橡胶11具有的动态特性，减小从发动机传递的振动。

流体模块21可包括模块壳体18、挡板19和隔膜20。模块壳体18可以由铝或者塑料材料(例如，或类似材料)形成，并且可具有预定厚度的圆板状。垂直穿过板状的直流通道16可形成在模块壳体18的中心区域。

旁流通道17可沿着模块壳体18的边缘区域形成。模块壳体18可布置在橡胶模块13的下端部，例如，布置在连接于壳体12下端部的钢制壳体25的底部，并且可被安装成通过与钢制壳体25的内壁的周边(例如，形成在钢制壳体内壁上的橡胶部件的内周面)相装配而被固定。由于可如上安装模块壳体18，因此在橡胶11的底部和钢制壳体25的内侧之间环绕形成的腔体的上部可限定为上部腔室14，腔体的下部可被限定为可由隔膜20封闭的下部腔室15。

具体地，钢制壳体25的底部可打开，以防止干涉隔膜20的运动。用于安装线圈22的线圈座槽26，可形成在模块壳体18上、布置直流通道16的中央部与布置旁流通道17的外周部之间的区域上。此外，线圈模块23的线圈22可插入并安装在线圈座槽26中。换句话说，安装在线圈座槽26内的线圈22，可具有环绕在中心部的直流通道16的形状。

此外，模块壳体18的旁流通道17中可形成有与在模块壳体18上方的上部腔室14液体流通的孔(未示出)以及与在模块壳体18下方的下部腔室15液体流通的孔(未示出)。换句话说，上部孔和下部孔可以以预定距离布置，例如，沿圆周方向大约270°相位差的距离，并且流体通道17的一侧可形成有分隔壁(未示出)。因此，从上部孔流入的上部腔室14中的流体，可通过下部孔经由具有大约270°圆周通路径的旁流通道流入下部腔室15。此外，通过下部孔流入的下部腔室15中的流体，可以通过上部孔经由旁流通道17沿着相同路径流入上部腔室14。

具体地，形成在流体模块21的模块壳体18中的直流通道16中可安装有管。换句话说，管可以是直流通道16本身。例如，管可以是由可通过磁力与嵌在挡板19中的永磁体24吸附的材料制成的管，具体地，管可以是钢管。钢管可通过沿垂直方向被装配到直流通道16中央部的孔中而被安装和联结，并且可通过管的上端处的法兰固定在孔的上端的周边。

挡板19可被配置成打开或关闭直流通道16。下面将描述的具有嵌入永磁体24圆板部的结构，被配置成打开或关闭直流通道16，其可与连杆一体形成，该连杆从圆板部的底部中心向下垂直延伸。

挡板19的上圆板部可被布置成阻挡形成为钢管的直流通道16的上端开口，并可打开和关闭直流通道16。当连杆穿过直流通道16并沿着直流通道16的轴在下侧延伸至下部腔室15时，连杆的下端部可连接到隔膜20的中央部。

具体地，板状永磁体24可嵌入到流体模块21的挡板19的圆板部中。永磁体24的两极方向可被设置成，在上侧设置S极，在下侧设置N极。这仅是一种示例，本发明并不限制于此，N极也可被设置在永磁体24的上侧，S极可设置在其下侧。然而，下面描述的永磁体24的两极的方向以及线圈22的两极的方向，可被配置成在向线圈22供电并产生磁场时，在永磁体24和线圈22的同极之间产生排斥力(例如，推力)。

因此，由于存在排斥力，因此可调整挡板，并且可被配置成如上所述打开直流通道。换句话说，在不施加外力时(例如，线圈没有形成磁场时)，在永磁体24的磁力作用下，挡板19通过被吸附到直流通道16的钢管而覆盖直流通道16。因此，挡板19阻挡直流通道16。

隔膜20可水平布置，以便与模块壳体18的底部平行，并且通过具有突起27的结构进行安装，该突起27沿着隔膜20的边缘形成，插入在模块壳体18底部边缘形成的槽28内。如上所述，由于隔膜20可安装在模块壳体18的底部，因此下部腔室15可形成在由模块壳体18底部和隔膜20内表面围绕的腔体中。挡板19的连杆的下端部可联结到隔膜20内表面的中央部。由于连杆联结到隔膜20，如上所述，因此隔膜20可固定到挡板19的位置，从而防止挡板19悬浮在上部腔室14中的液体中。

线圈模块23可被配置成产生磁场作为电源，具可接通或关闭，以调整液体模块21的挡板19的位置。线圈模块23可包括布置在形成于液体模块21的模块壳体18中的线圈座槽26中的线圈22。例如，当从外部向线圈22供电时，线圈22可被配置成产生磁场，并且线圈22可与模块壳体18同轴嵌入。

可以采用连接外部电线以将电力施加给线圈的方法，该方法没有特别的限制，只要该方法在本领域是广为人知的即可(例如，在壳体、钢制壳体或者模块壳体上钻孔，将电线通过孔插入并连接线圈)。因此，接下来，描述如上所述的用于车辆的发动机支承座的工作状态。

图2是示出根据本发明一个示例性实施方式的用于车辆的发动机支承座在车辆怠速时的工作状态的示例性剖视图。如图2所示，当用于阻挡液体模块21的直流通道16的挡板19的永磁体24中的S极设置在上侧，N极设置在下侧时，电流施加给线圈模块23的线圈22，从而在直流通道16的周围产生磁场，N极位于上侧，S极位于下侧。

具体地，线圈22产生的磁场拉动永磁体24。因此，挡板19可被配置成打开直流通道16。因此，液体可以在上部腔室14与下部腔室15之间经由直流通道16流动，从而减小动态特性。换句话说，挡板19可由隔膜20保持支撑，并继续打开直流通道16。

图3是示出根据本发明一个示例性实施方式的用于车辆的发动机支承座在车辆行驶操作期间的示例性剖视图。如图3所示，在车辆行驶期间，当线圈22的供电电流接通时，直流通道16周围的磁场消失。具有永磁体24的挡板19可被吸附到形成为钢管的直流通道16的上端，以阻挡流体通道。例如，当挡板19通过被支撑在隔膜20的中央部而定位时，挡板19可被配置成关闭直流通道16。由于直流通道16如上所述地被阻挡，因此流体可以在上部腔室14和下部腔室15之间经由旁流通道17流动，从而增大损耗因数。

如上所述，本发明的半主动发动机支承座，可减小车辆怠速时的动态特性，并增大车辆行驶时的损耗因数。支承座的动态特性和损耗因数可根据每次行驶条件的情况进行适当地调整。具体地，由于半主动发动机支承座具有与现有液力支承座相同的尺寸，因此可以使用类似的包装。此外，半主动发动机支承座可以与现有液力支承座兼容，因而可被安装。由于简化了结构，因此可使成本和重量最小。

上面已经结合示例性实施方式对本发明进行描述。然而，本领域技术人员可知，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，还可以对这些示例性实施方式进行修改和变形，本发明的范围限定在所附的权利要求及其等同布置中。

Claims (7)

1.一种用于车辆的发动机支承座，包括：

橡胶模块，其包含其中具有芯体的橡胶，以及围绕所述橡胶外周的壳体；

流体模块，其具有：模块壳体，与所述橡胶模块联结以限定上部腔室和下部腔室，并具有直流通道和旁流通道；挡板，被配置成打开或关闭所述直流通道；以及隔膜，安装在所述模块壳体上以关闭所述下部腔室；以及

线圈模块，其具有嵌入所述流体模块中的线圈，并且被配置成在接通或关闭电源时打开或关闭所述挡板，

其中，所述模块壳体具有预定厚度的圆板状，并且垂直穿过该板状的直流通道形成在所述模块壳体的中心区域，使得液体在所述上部腔室与所述下部腔室之间直接经由所述直流通道流动，

其中，所述挡板包括：

圆板部，其中嵌有永磁体，并被配置成打开或关闭所述直流通道；以及

连杆，其与所述圆板部一体形成并从所述圆板部垂直延伸，并且在穿过所述直流通道之后，所述连杆的下端部在所述隔膜的下侧连接至所述隔膜的中央部。

2.根据权利要求1所述的发动机支承座，其中，在所述流体模块的挡板中嵌有所述永磁体。

3.根据权利要求2所述的发动机支承座，其中，形成于所述流体模块的模块壳体中的所述直流通道可被形成为管，所述管由可通过磁力与嵌入所述挡板中的永磁体联结的材料制成。

4.根据权利要求3所述的发动机支承座，其中，所述管为钢管。

5.根据权利要求2所述的发动机支承座，其中，所述永磁体两极的方向以及所述线圈两极的方向，被配置成在接通电源时在所述线圈中产生的磁场的作用下，在所述永磁体与所述线圈的同极之间产生排斥力。

6.根据权利要求1所述的发动机支承座，其中，形成于所述流体模块的模块壳体上的直流通道被形成为钢管。

7.根据权利要求1所述的发动机支承座，其中，所述线圈模块的线圈与所述模块壳体同轴地嵌入。

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