CN109312813A - 液压支承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压支承(10)，其用于支承机动车动力总成、尤其用于将机动车发动机支承在车身上，包括支撑支承芯体(12)并包围出工作腔(13)的托簧(11)以及通过隔板(15)与所述工作腔(13)隔开且由平衡隔膜(16)界定的平衡腔(14)。所述平衡腔(14)和工作腔(13)填充有流体并通过设置在所述隔板(15)内的阻尼通道(17)连通，所述隔板(15)具有两个隔板件(21，22)，隔膜(19)可振动地容置在两个隔板件(21，22)之间。隔膜(19)和隔板(15)限定出空气腔(18)，所述空气腔能通过隔板(15)内的开口(23)与大气连通，其中所述开口(23)能够借助可切换的止回装置(20)被开启和关闭，其中所述止回装置(20)包括压力作动的止回阀(33)，所述止回阀(33)的打开压力可根据所述隔膜(19)的振动幅度被调节。

Description

液压支承
技术领域
本发明涉及用于支承机动车动力总成的液压支承，尤其涉及将机动车发动机支撑在车身上的液压支承，该液压支承具有支撑支承芯体并包围出工作腔的托簧以及通过隔板与工作腔隔开并由平衡隔膜界定的平衡腔，其中该平衡腔和工作腔填充有流体并且通过设置在隔板内的阻尼通道彼此连通，其中该隔板具有两个隔板件，隔膜可振动地容置在两个隔板件之间。
背景技术
这样的液压支承也被称作液压阻尼支承并用于将机动车发动机支承在机动车身上，一方面缓冲由道路颠簸所引起的振动，另一方面隔离声振动。由此，由弹性材料制成的托簧形成声隔离。由道路颠簸引起的振动被液压系统所缓冲，其中液压系统由流体阻尼的工作腔、平衡腔以及将这两个腔彼此相连的阻尼通道形成。
工作腔通过托簧的移动而变大或变小，由此在工作腔内形成液压压力。由于压力原因，迫使工作腔内的流体通过阻尼通道进入平衡腔。因阻尼通道的小直径以及与此相关的高机械传动比(由相对于阻尼通道横截面的托簧等效排流横截面产生)，所传入的振动被阻尼。
为了解耦高频小振幅振动，就是说在声音相关区域内，在隔板内设置带有或不带间隙的弹性隔膜是已知的。在这种情况下，隔膜高频小振幅振动，从而通过阻尼通道解耦阻尼。
在发动机空转运行中，期望产生小于支承静态刚度的动态降低。而在行驶运行中，为了获得所需阻尼性能而需要该支承的高刚度。为此已知的是液压支承具有切换装置，该支承借助该切换装置可适用于发动机的行驶运行或空转运行。
DE102014118502公开了一种具有可切换解耦隔膜的液压支承。该解耦隔膜可借助切换磁体被切换。由此，该解耦隔膜可从低刚度状态切换至高刚度状态并再切换回低刚度状态。
从EP2103837中获知一种的可切换的弹性的机动车动力总成支承，其中填充有液压流体的工作腔通过解耦隔膜与空气腔分隔。空气腔通过排气通道与大气连通，其中该排气通道是可通断切换的。
发明内容
本发明目的在于提供一种具有更高刚度的支承。
为了实现该目的而提出一种具有权利要求1特征的液压支承。
该液压支承的有利实施方式为从属权利要求的主题。
根据本发明的液压支承用于支承机动车动力总成，尤其用于将机动车发动机支撑在机动车身上，并且包括支撑支承芯并包围出工作腔的托簧以及通过隔板与工作腔隔开且由平衡隔膜界定的平衡腔，其中该平衡腔和工作腔填充有流体并通过设置在隔板内的阻尼通道彼此连通，其中该隔板具有两个隔板件，隔膜可振动地容置在两个隔板件之间，并且该隔膜和隔板界定出空气腔，该空气腔通过隔板内的开口与大气连通。该开口可借助可切换的止回装置开放和关断。该止回装置包括可压力作动的止回阀，其打开压力可以依据隔膜的振动幅度、尤其是预定的且可目的地调节的振动幅度被调节。
当发动机空转时期望空气腔填充空气。在这种情况下，隔膜随着工作腔内的直接与大气交换的空气体积一起振动。在这种状态下，液压支承具有低刚度，并且由此能获得低于托簧静态刚度的动态刚度。由此，该隔膜以具有高频低振幅的振动(就像在发动机空转运行中所传入支承中的振动)来振荡，且该隔膜造成解耦。通过解耦阻断了阻尼。
而在行驶运行中，具有低频高振幅的振动作用于支承上。在这种情况下期望隔膜有高刚度以阻尼振动。为了提高隔膜刚度，在行驶运行中将空气腔尽量排空是有利的。通过空气腔的通气和排气可以影响到隔膜刚度，从而支承行为可匹配于各自行驶运行。通过该液压支承可获得刚度的极大扩展。
止回阀允许空气只能从空气腔逸出至大气，做法是在动力总成激振下被传入支承中的能量可被用于获得该支承的两种切换状态，尤其是空气腔完全或部分被排空的状态。可切换性还允许空气腔被强制排气，从而空气可根据需要自大气流入空气腔。由此，根据行驶状态所期望的支承性能可以被直接影响到。尤其可产生一种对空转运行有利的配置形态，在此，空气腔与大气处于交换连通中，故总是充有空气。
有利地，当达到振动幅度时，尤其在达到预定的且有目的地可调的振动幅度时，隔膜会有利地产生打开止回阀所需的压力。此压力对应于止回阀打开压力。
有利地，出现振动幅度是因为在工作腔内起作用的压力，该压力是由于机动车动力总成以预定的激振振幅激振液压支承而产生的。由支承芯体所吸收的外部冲击引起托簧变形并由此引起工作腔压缩。在工作腔内的流体受压，从而在工作腔内产生液压压力。该压力作用于隔膜。在振动流体激励下，隔膜转入振动中并将振动传入空气腔。如果空气腔内的振动超过某个振幅，那么这会增大作用在止回阀上的压力，使得止回阀自动打开。以这种方式，因外加冲击而在支承中作用的能量可被用于打开开口。
通过重复这个过程，空气腔被逐渐排空，直至没有气体留在空气腔中。因此，外加入支承中的冲击会引起空气腔的“泵空效应”，由此隔膜刚度增大且液压支承得到很高的阻尼值。
有利地，该止回装置具有弹簧件和关闭开口用的封闭机构，弹簧件对封闭机构施加关闭力，其中弹簧件的尺寸被设定为封闭机构在达到振动幅度、尤其是预定的且可有针对性地调节的振动幅度时打开开口。弹簧件因此引起由弹簧件产生的关闭力借助封闭机构关闭了开口。一旦作用于止回装置的振幅超过预定值，那么封闭机构打开。一旦振动幅度小于预定值，那么关闭力大于因振动幅度而作用于止回装置的压力，止回装置自动关闭。封闭机构打开开口时的振动幅度及所得压力因此可通过弹簧件的适当尺寸设定来调节。
有利地，该止回装置还包括用于限制封闭机构的运动的止挡件和连接至封闭机构的封闭件。当作用于止回装置的压力超过预定值时，止回装置打开，封闭机构移动并打开开口。借助该止挡件限制了封闭机构的运动。该封闭机构被设计为其可紧密关闭该开口。
有利地，空气腔在第一切换状态下与大气连通并在第二状态下相对于大气关闭。这种可切换性允许空气按需自大气流入空气腔。由此，可直接影响根据行驶状态所期望的支承行为。尤其是可以建立有利于空转运行的配置形态，在此，空气腔与大气换气连通且因此总是充有空气。
有利地，该止回阀在第二切换状态中起作用。这意味着止回装置在第二切换状态下是未被接通。相应地，当达到预定的和可针对性地调节的振动幅度及由此产生的压力时，止回阀在第二切换状态下打开该开口，并且在作用于止回阀的振动幅度小于预定的和可针对性地调节的振动幅度时，止回阀关闭该开口。
有利的是止回装置可借助电磁体被切换。由于该可切换性，止回装置也可在作用于封闭机构的压力未超过预定值时打开该开口，因为所需力可通过电磁体产生。这种可切换性所需要的电气连接在现今的机动车型号中通常是已有的。借助电磁体的可切换性也是有利且紧凑可行的。另外，止回装置也可借助负压来切换。
电磁体可包括线圈和芯部。芯部设于线圈内。向线圈施加电压产生了磁场，其使芯部移动。芯部使封闭机构移动。尤其是，封闭机构可同时是芯部。通过封闭机构的移动，通过止回装置打开该开口。
有利地，该止回装置被容置在连接至支座的筒形件中。此种设计允许形成紧凑的构造，这因空间狭窄而在机动车中是尤其有利的。有利地，筒形件通过支座的弯曲被其固定。这是筒形件固定在支座上的成本极低的方式。
有利地，朝向工作腔的隔板件被设计为喷嘴板。由此，因对支承芯体的冲击且由此决定的工作腔压缩而被引入工作腔中的液体的振动可被传递至隔膜，使得隔膜吸收振动运动，由此振动被进一步传递至止回装置。
该开口有利地开设在远离工作腔的隔板件内。由此，该空气腔由隔膜和远离工作腔的隔板件界定。隔板件可由此具有双重功能。在空气腔区域内，隔板件最好具有大致钟形的轮廓，从而隔膜在空气腔排空状态下具有尽量大的变形。
附图说明
以下，结合实施例并参照附图来示意性描述本发明。附图示出：
图1是液压支承的实施例的横截面图，其中空气腔被完全充满；
图2是图1的液压支承的横截面图，其中空气腔被部分排空；
图3是图1和图2的液压支承的横截面图，其中空气腔被完全排空；
图4是空气腔、隔膜、止回装置和电磁体的放大图。
具体实施方式
图1示出了液压支承10，其用于支承未示出的机动车动力总成、尤其用于将机动车发动机支撑在未示出的机动车身上。液压支承10具有由弹性材料制成的托簧11以支撑被硫化的支承芯体12。机动车发动机(未示出)被固定在支承芯体12上。
托簧11界定出工作腔13，工作腔通过隔板15与平衡腔14隔开。平衡腔14由平衡隔膜16界定，该平衡隔膜也称作膜片折叠气囊。腔13、14填充有液压流体并通过布置在隔板15内的阻尼通道17彼此流体连通。
隔板15具有隔板件21、22。隔板件21、22可由塑料制成。隔膜19以形状配合方式可容置在隔板件21、22之间。朝向工作腔13的隔板件21以喷嘴板状形成。
隔膜19和远离工作腔13的隔板件22界定出空气腔18。空气腔18通过开口23可与大气连通。在这种情况下，开口23设置在远离工作腔13的隔板件22内。
开口23能够借助可切换的止回装置20被打开和关闭，止回装置20具有压力作动的止回阀33，该止回阀具有弹簧件26和用于关闭该开口23的封闭机构24。另外，止回装置20具有用于限制封闭机构24的运动的止挡件27和连接至封闭机构24的封闭件25。止回装置20被容置在筒形件29中，该筒形件连接至支座30。筒形件29的突起插入该开口23中。
在第一切换状态下，空气腔18与大气连通，在第二切换状态下，空气腔18相对于大气关闭。在第二切换状态下止回阀33起作用。就是说，在第二切换状态下止回装置20未被接通。相应地，当达到预定的和可有针对性地调节的振幅以及由此带来的对应于开启压力的压力时，止回阀33在第二切换状态下开启开口23，当作用于止回阀33的压力小于弹簧件26的关闭力时，止回阀33关闭开口23。
在本示例中，止回装置20包括电磁体28，借助该电磁体可切换该止回装置20。如在图4中可见，电磁体28具有线圈31和芯部32。芯部32设置在线圈31内。通过对线圈31施加电压产生了引起芯部32移动的磁场。在这里，封闭机构24同时是芯部32。通过封闭机构24的运动，止回装置20打开开口23。
如果振动经由支承芯体12从外部传入支承10，则会引起支承芯体12和托簧11朝工作腔13运动。由此工作腔13的容积减小，在其中的液压流体受压并且在工作腔13中也会因在那里作用的压力而产生振荡。一方面，液压流体通过隔板15的阻尼通道17振荡进入平衡腔14，由此引起阻尼。另一方面，液压流体通过设计成喷嘴板的隔板件21振荡向隔膜19。这激起隔膜19振荡，从而其开始对着空气腔18内的空气振动。由此隔膜19通过在空气腔18中振动的空气产生作用于止回装置20的、尤其作用在封闭件25上的压力。如果振动幅度超过预定值和可有针对性地调节的值，那么压力会变得十分大，以致封闭件25和封闭机构24克服由弹簧件26产生的关闭力移动，从而打开开口23。因此，通过对弹簧件26的尺寸进行合理设计，可对预定的振动幅度、可针对性调节的振动幅度以及由此所得的预定压力进行设定，这些值是通过止回装置20打开开口23所需的。
由于此刻在空气腔18中存在正压，故空气经开口23和止回装置20从空气腔18流出。由此，空气腔18中的气压减小直至作用于封闭件25的压力再次降至低于作用于弹簧件26的压力。由于弹簧件26产生的关闭力，止回装置20在这种情况下关闭，由此禁止空气从空气腔18流出。
图2示出了此时空气腔18已被部分排空的状态。通过重复上述过程，空气腔18被持续排空直至没有空气留在空气腔18中。这种空气腔18被完全排空的状态如图3所示。隔膜19如图所示被压到底。外输入支承10中的冲击由此引起空气腔18的“泵空效应”，由此隔膜19的刚度增大并且液压支承10得到了非常高的阻尼值。
与期望隔膜19有高刚度的行驶运行相反，在发动机空转运行中期望隔膜19呈现弹性性能。在随后出现的高频低振幅的振动情况下，隔膜19应当随液压流体振动。不期望该液压支承10通过阻尼通道17产生阻尼作用。为此，空气腔18充满空气。
为了建立这种状态，向电磁体28通电。由此，电磁体28产生大于弹簧件26的关闭力的力，从而封闭件25和封闭机构24将开口打开，而因在空气腔18中振荡的空气所造成的压力未作用于止回装置20。空气从大气流入空气腔18，从而隔膜19再次位于图1所示的位置。在这种状态下，隔膜19是弹性的并且对着空气腔内的空气振动。
液压支承10根据其对相应行驶状况的适应能力而具有更高的刚度。尤其保证了可用液压支承10获得的刚度的大范围扩展。本实施例允许将本来就从外部被输入支承10中的能量用于产生所期望的隔膜19刚度。
附图标记列表
10 液压支承
11 托簧
12 支承芯体
13 工作腔
14 平衡腔
15 隔板
16 平衡隔膜
17 阻尼通道
18 空气腔
19 隔膜
20 止回装置
21 隔板件
22 隔板件
23 开口
24 封闭机构
25 封闭件
26 弹簧件
27 止挡件
28 电磁体
29 筒形件
30 支座
31 线圈
32 芯部
33 止回阀

Claims (11)

1.一种液压支承(10)，它用于支承机动车动力总成、尤其用于将机动车发动机支承在车身上，具有支撑支承芯体(12)并包围出工作腔(13)的托簧(11)以及通过隔板(15)与所述工作腔(13)隔开且由平衡隔膜(16)界定的平衡腔(12)，其中所述平衡腔(14)和所述工作腔(13)填充有流体并通过设置在所述隔板(15)内的阻尼通道(17)连通，所述隔板(15)具有两个隔板件(21，22)，隔膜(19)可振动地容置在这两个隔板件(21，22)之间，该隔膜(19)和该隔板(15)界定出空气腔(18)，所述空气腔能通过该隔板(15)内的开口(23)与大气连通，其特征是，所述开口(23)能借助可切换的止回装置(20)被开启和关闭，其中所述止回装置(20)包括压力作动的止回阀(33)，所述止回阀的打开压力能依据所述隔膜(19)的振动幅度被调节。
2.根据权利要求1所述的液压支承(10)，其特征是，所述隔膜(19)在达到振动幅度时产生打开所述止回阀(33)所需的压力。
3.根据权利要求1或2所述的液压支承(10)，其特征是，该振动幅度的产生是源于在所述工作腔(13)内起作用的压力，该压力能由于机动车动力总成以预定的激振振幅激振该液压支承(10)而生成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液压支承(10)，其特征是，所述止回装置(20)具有弹簧件(26)和用于关闭所述开口(23)的封闭机构(24)，其中所述弹簧件(26)对所述封闭机构(24)施加关闭力，其中所述弹簧件(26)的尺寸被设定为在达到该振动幅度时所述封闭机构(24)打开所述开口(23)。
5.根据权利要求4所述的液压支承(10)，其特征是，所述止回装置(20)还包括用于限制所述封闭机构(24)的运动的止挡件(27)以及连接至所述封闭机构(24)的封闭件(25)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液压支承(10)，其特征是，在第一切换状态下，所述空气腔(18)与大气连通，在第二切换状态下，所述空气腔(18)相对于大气被关闭。
7.根据权利要求6所述的液压支承(10)，其特征是，所述止回阀(33)在第二切换状态下起作用。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的液压支承(10)，其特征是，所述止回装置(20)借助电磁体(28)被切换。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的液压支承，其特征是，所述止回装置(20)容置在连接至支座(30)的筒形件(29)中。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的液压支承，其特征是，朝向所述工作腔(13)的隔板件(21)被设计为喷嘴板。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的液压支承，其特征是，该开口(23)设置在远离所述工作腔(13)的隔板件(21)内。
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