CN109466304A - 一种降振吸噪的轻量发动机悬置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降振吸噪的轻量发动机悬置，它包括壳体和位于壳体内的内芯，所述内芯至少包括相对布置的上板体和下板体，上板体和下板体分别与壳体的内顶面和内底面相连接，所述上板体包括自上而下依次连接的第一层板、第一夹心层和第二层板，第一夹心层呈蜂窝状，其纵向截面由多行正六边形自上而下依次连接而成，每一个正六边形内设置有与正六边形的三根对角线均相连接的圆形，且每一层正六边形内的圆形直径自上而下逐渐变大，当发动机处于怠速状态、振动幅度较大时，该上板体能产生较大的阻尼效应以吸收发动机发生的振动、且具有分梯度吸收振动的功能。以克服传统橡胶只能提供较小的阻尼效应的问题，具有更好的降振效果。

Description

一种降振吸噪的轻量发动机悬置

技术领域

本发明涉及一种降振吸噪的轻量发动机悬置。

背景技术

汽车是多自由度的振动体，并受到各种振源的作用而发生振动。发动机就是振源之一，它通过悬置装置安装在车架上，悬置装置既是弹性元件又是减振装置，其特性关系到整车的振动和噪音，从而直接关系到乘客的乘坐体验。合理的悬置不仅可以减小振动、降低噪音以及改善乘坐舒适度，还能提高零、部件和整车寿命。传统的汽车一般装有橡胶悬置装置，虽具有结构简单、制造成本低等特点，但动刚度和阻尼损失角的特性曲线基本上不随激励频率变化，即橡胶悬置装置的减振效果上限较低，已难以满足现代乘客对于乘车舒适度的要求，而且橡胶悬置装置长期使用减振效果会急剧下降，同时会产生噪音，影响乘坐体验。因此设计了一种具有降低发动机振动、吸收发动机噪音功能的轻量化发动机悬置，具有十分重要的现实意义和使用价值。

发明内容

本发明提供了一种降振吸噪的轻量发动机悬置，其克服了背景技术的所存在的不足。本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：

一种降振吸噪的轻量发动机悬置，其特征在于：它包括壳体和位于壳体内的内芯，所述内芯至少包括相对布置的上板体和下板体，上板体和下板体分别与壳体的内顶面和内底面相连接，所述上板体包括自上而下依次连接的第一层板、第一夹心层和第二层板，第一夹心层呈蜂窝状，其纵向截面由多行正六边形自上而下依次连接而成，每一个正六边形内设置有与正六边形的三根对角线均相连接的圆形，且每一层正六边形内的圆形直径自上而下逐渐变大，当发动机处于怠速状态、振动幅度较大时，该上板体能产生较大的阻尼效应以吸收发动机发生的振动、且具有分梯度吸收振动的功能。

一较佳实施例之中：每一正六边形内的圆形之圆心与该正六边形的中心重叠。

一较佳实施例之中：所述第一层板和第二层板均为碳纤维板，所述第一夹心层采用铝材质。

一较佳实施例之中：所述壳体顶面和底面分别设置有第一螺栓和第二螺栓，第一螺栓之螺帽位于壳体内且靠抵在壳体内顶面，第二螺栓之螺帽位于壳体内且靠抵在壳体内底面，第一螺栓之螺杆向上伸出壳体，第二螺栓之螺杆向下伸出壳体；所述上板体向上凸设有第一突起部，下板体向下凸设有第二突起部，第一突起部与第一螺栓之螺帽固定连接，第二突起部与第二螺栓之螺帽固定连接，上板体和下板体两端直接或间接靠置在一起。

一较佳实施例之中：所述下板体包括自上而下依次连接的第三层板、第二夹心层和第四层板，第二夹心层呈蜂窝状，其横向截面由若干个大正六边形依次连接而成，每一大正六边形的六个顶角均由小正六边形代替，大正六边形的每一条边的两端均与相邻的两个小正六边形的对应的顶角相连，当发动机高频低幅振动时该下板体能产生小的阻尼效应以及低的动刚度以降低发动机产生的振动。

一较佳实施例之中：所述第三层板和第四层板均为碳纤维板，所述第二夹心层采用铝材质。

一较佳实施例之中：所述内芯还包括用于吸收噪音的中间板体，中间板体夹置在上板体和下板体之间，所述中间板体包括自上而下依次连接的第五层板、中间夹心层和第六层板，第五层板和第六层板均为铝合金板，中间夹心层采用聚酯纤维材质。

一较佳实施例之中：所述壳体包括顶板、底板和周板，周板上下两端分别与顶板和底板相连，所述顶板、底板或和周板包括自外向内依次连接的第七层板、第三夹心层和第八层板，第三夹心层为蜂窝状，且第三夹心层横截面由若干个正六边形依次连接而成，每一正六边形的六个顶角处均由圆形代替，正六边形的每一条边的两端均与相邻的两个圆形相连。

一较佳实施例之中：正六边形的每一对角线的延长线均与对应的两个圆形的圆心相连。

一较佳实施例之中：所述第七层板和第八层板均为碳纤维板，所述第三夹心层采用铝材质。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.由于第一夹心层呈蜂窝状，其纵向截面由多行正六边形自上而下依次连接而成，每一个正六边形内设置有与正六边形的三根对角线均相连接的圆形，且每一层正六边形内的圆形直径自上而下逐渐变大，该第一夹心层具有良好的吸能特性和抗压特性，具有分梯度吸收振动的功能，且能节约材料，减轻悬置的总体质量。当发动机处于怠速状态、振动幅度较大时，该上板体能产生较大的阻尼效应以吸收发动机发生的振动。以克服传统橡胶只能提供较小的阻尼效应的问题，具有更好的降振效果。

2.每一正六边形内的圆形之圆心与该正六边形的中心重叠，以进一步提高第一夹心层的刚度。

3.第一层板和第二层板均为碳纤维板，所述第一夹心层采用铝材质，碳纤维板采用优质的碳纤维原料与良好的基本树脂制成，抗拉强度是普通钢材的数倍以上，弹性模量优于钢材，具有优异的抗蠕变性能、耐腐蚀性和抗震性，且碳纤维板强度高、韧性高，质量仅为钢的五分之一，便于加工，完全适合发动机悬置的工作环境；第一夹心层采用铝材质，可通过3D打印制备而成，所需材料少，质量轻。

4.第一突起部与第一螺栓之螺帽固定连接，第二突起部与第二螺栓之螺帽固定连接，上板体和下板体两端直接或间接靠置在一起，当发动机振动时，第一螺栓和第二螺栓均受到朝内的压力并分别传递至第一突起部和第二突起部，第一突起部和第二突起部在压力的作用下能分别带动上板体和下板体的两端水平向外移动，更好的利用了第一夹心层和第二夹心层的蜂窝状结构的横向降振特性，从而实现纵向降振的同时横向降振，达到更好的降振目的。

5.第二夹心层呈蜂窝状，其横向截面由若干个大正六边形依次连接而成，每一大正六边形的六个顶角均由小正六边形代替，大正六边形的每一条边的两端均与相邻的两个小正六边形的对应的顶角相连，当发动机高频低幅振动时该下板体能产生小的阻尼效应以及低的动刚度以降低发动机产生的振动。使得下板体和上板体的共同作用能实现发动机的全带宽降振，分工明确，相辅相成。

6.第三层板和第四层板均为碳纤维板，所述第二夹心层采用铝材质，碳纤维板采用优质的碳纤维原料与良好的基本树脂制成，抗拉强度是普通钢材的数倍以上，弹性模量优于钢材，具有优异的抗蠕变性能、耐腐蚀性和抗震性，且碳纤维板强度高、韧性高，质量仅为钢的五分之一，便于加工，完全适合发动机悬置的工作环境；第二夹心层采用铝材质，可通过3D打印制备而成，所需材料少，质量轻。

7.第五层板和第六层板均为铝合金板，中间夹心层采用聚酯纤维材质，铝合金强度高，塑性好，耐腐蚀性和耐磨性都较好，能很好的保护聚酯纤维的夹心层；而聚酯纤维夹心层是一种以聚酯纤维和玻璃丝为原料经热压成型制成的具有吸音功能的材料，在125-4000HZ噪声范围内最高吸音系数达到0.9以上，具有非常优良的吸收噪音的能力，另外，聚酯纤维夹心层密度小，质量轻，有助于发动机悬置的轻量化。

8.第三夹心层为蜂窝状，且第三夹心层横截面由若干个正六边形依次连接而成，每一正六边形的六个顶角处均由圆形代替，正六边形的每一条边的两端均与相邻的两个圆形相连，该蜂窝状第三夹心层与普通的蜂窝结构相比，具有更好的吸能特性和抗压特性，能够保护内芯不受冲击。

9.正六边形的每一对角线的延长线均与对应的两个圆形的圆心相连，以进一步提高第三夹心层的刚度。

10.第七层板和第八层板均为碳纤维板，所述第三夹心层采用铝材质，碳纤维板采用优质的碳纤维原料与良好的基本树脂制成，抗拉强度是普通钢材的数倍以上，弹性模量优于钢材，具有优异的抗蠕变性能、耐腐蚀性和抗震性，且碳纤维板强度高、韧性高，质量仅为钢的五分之一，便于加工，完全适合发动机悬置的工作环境；第三夹心层采用铝材质，可通过3D打印制备而成，所需材料少，质量轻。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1绘示了一较佳实施例的发动机悬置的整体示意图。

图2绘示了一较佳实施例的发动机悬置省略壳体的结构示意图。

图3绘示了一较佳实施例的发动机悬置的纵向剖视图。

图4绘示了一较佳实施例的壳体的顶板的剖视示意图。

图5绘示了图4的A-A剖视示意图。

图6绘示了一较佳实施例的上板体的剖视示意图。

图7绘示了图6的B-B方向第一夹心层的剖视示意图。

图8绘示了一较佳实施例的中间板体的剖视示意图。

图9绘示了一较佳实施例的下板体的剖视示意图。

图10绘示了图9的C-C剖视示意图。

具体实施方式

请查阅图1至图10，一种降振吸噪的轻量发动机悬置的一较佳实施例，所述的一种降振吸噪的轻量发动机悬置，它包括壳体10和位于壳体10内的内芯20。

所述壳体10包括顶板11、底板12和周板13，周板13上下两端分别与顶板11和底板12相连。如图1所示，顶板11和底板12为圆形，周板13为圆柱形。

所述顶板11、底板12和周板13均包括自外向内依次连接的第七层板110、第三夹心层120和第八层板130，第三夹心层120为蜂窝状，且第三夹心层120横截面由若干个正六边形依次连接而成，每一正六边形的六个顶角处均由圆形代替，正六边形的每一条边的两端均与相邻的两个圆形相连。该蜂窝状第三夹心层120，具有良好的吸能特性和抗压特性，能够保护内芯不受冲击。以图4的方向作为参考，每一正六边形的六个顶角处的圆形自上而下叠加形成圆柱面，相对于普通蜂窝结构其上下叠加的正六边形的六个顶角为线性连接，正六边形与正六边形之间的连接强度较弱、刚度低、应力较为集中，而该种蜂窝结构的上下叠加的正六边形的六个顶角处通过圆柱面进行连接，连接强度极大增强，刚度变高，能避免顶角处应力集中。

本实施例中，正六边形的每一对角线的延长线均与对应的两个圆形的圆心相连。以进一步提高第三夹心层的刚度。

本实施例中，所述第七层板110和第八层板130均为碳纤维板，所述第三夹心层120采用铝材质，且三者采用粘接的方式进行连接。碳纤维板采用优质的碳纤维原料与良好的基本树脂制成，抗拉强度是普通钢材的数倍以上，弹性模量优于钢材，具有优异的抗蠕变性能、耐腐蚀性和抗震性，且碳纤维板强度高、韧性高，质量仅为钢的五分之一，便于加工，完全适合发动机悬置的工作环境；第三夹心层采用铝材质，可通过3D打印制备而成，所需材料少，质量轻。

该壳体10相对于传统的钢制壳体更具有耐腐蚀、不易变形、质量轻、吸能降振的特点，并且使用寿命大大提高。

本实施例中，所述壳体10顶面和底面分别设置有第一螺栓14和第二螺栓15，第一螺栓14之螺帽位于壳体10内且靠抵在壳体10内顶面，第二螺栓15之螺帽位于壳体10内且靠抵在壳体10内底面，第一螺栓14之螺杆向上伸出壳体10，第二螺栓15之螺杆向下伸出壳体10。如图1所示，第一螺栓14和第二螺栓15分别位于顶板11和底板12的中心位置，且第一螺栓14与第二螺栓15同轴布置。通过第一螺栓14和第二螺栓15与发动机和底盘相连接。

所述内芯20至少包括相对布置的上板体21和下板体22，上板体21和下板体22分别与壳体10的内顶面和内底面相连接。

所述上板体21包括自上而下依次连接的第一层板211、第一夹心层212和第二层板213，第一夹心层212呈蜂窝状，其纵向截面由多行正六边形自上而下依次连接而成，每一个正六边形内设置有与正六边形的三根对角线均相连接的圆形，且每一层正六边形内的圆形直径自上而下逐渐变大，当发动机处于怠速状态、振动幅度较大时，该上板体21能产生较大的阻尼效应以吸收发动机发出的振动、且具有分梯度吸收振动的功能。

本实施例中，如图7所示，每一正六边形内的圆形之圆心与该正六边形的中心重叠，以进一步提高第一夹心层的刚度。以图6的方向作为参考，每一个正六边形内的圆形自左向右延伸为圆柱面，该些圆柱面能增强第一夹心层的纵向刚度。同时，每一层圆柱面的直径自上而下逐渐变大，以形成刚性梯度及吸振梯度，具有更好的吸能减振效果。

本实施例中，所述第一层板211和第二层板213均为碳纤维板，所述第一夹心层212采用铝材质，且三者采用粘接的方式进行连接。

本实施例中，所述上板体21向上凸设有第一突起部214，第一突起部214与第一螺栓14之螺帽固定连接。如图2所示，第一突起部214位于上板体21的中心位置。如图3所示，所述第一突起部214包括平直段和位于平直段两端的折弯段。第一螺栓14之螺帽与第一突起部214的第一层板点焊连接。

本实施例中，所述下板体22包括自上而下依次连接的第三层板221、第二夹心层222和第四层板223，第二夹心层222呈蜂窝状，其横向截面由若干个大正六边形依次连接而成，每一大正六边形的六个顶角均由小正六边形代替，大正六边形的每一条边的两端均与相邻的两个小正六边形的对应的顶角相连，当发动机高频低幅振动时该下板体22能产生小的阻尼效应以及低的动刚度以降低发动机产生的振动。如图10所示，大正六边形的每一对角线两端的延长线分别与对应的两个小正六边形的中心相连。第二夹心层222的该种蜂窝结构，与普通的蜂窝结构相比，更加稳固，刚性更好，吸能效果也更好。当发动机高频低幅振动时该下板体22能产生小的阻尼效应以及低的动刚度以降低发动机产生的振动。使得下板体22和上板体21的共同作用能实现发动机的全带宽降振，分工明确，相辅相成。第二夹心层222与第三夹心层120的结构相比，第二夹心层222受到冲击时能均布载荷，其承受载荷能力更强，变形也更稳定。

本实施例中，所述第三层板221和第四层板223均为碳纤维板，所述第二夹心层222采用铝材质，且三者采用粘接的方式进行连接。

本实施例中，下板体22向下凸设有第二突起部224，第二突起部224与第二螺栓15之螺帽固定连接，上板体21和下板体22两端直接或间接靠置在一起。如图2所示，第二突起部224位于下板体22的中心位置。所述第二突起部224与第一突起部214结构相同且上下对称布置。第二螺栓15之螺帽与第二突起部224的第四层板点焊连接。当发动机振动时，第一螺栓14和第二螺栓15均受到朝内的压力并分别传递至第一突起部214和第二突起部224，第一突起部214和第二突起部224在压力的作用下能分别带动上板体21和下板体22的两端水平向外移动，更好的利用第一夹心层212和第二夹心层222的蜂窝状结构的横向降振特性，从而实现纵向降振的同时横向降振，达到更好的降振目的。

本实施例中，所述内芯20还包括用于吸收噪音的中间板体23，中间板体23夹置在上板体21和下板体22之间，所述中间板体23包括自上而下依次连接的第五层板231、中间夹心层232和第六层板233，第五层板231和第六层板233均为铝合金板，中间夹心层232采用聚酯纤维材质，且第五层板231、中间夹心层232和第六层板233三者采用粘接的方式进行连接。如图2所示，该中间板体23为直板。第五层板231和第六层板233均为铝合金板，中间夹心层232采用聚酯纤维材质，铝合金强度高，塑性好，耐腐蚀性和耐磨性都较好，能很好的保护聚酯纤维的夹心层；而聚酯纤维夹心层是一种以聚酯纤维和玻璃丝为原料经热压成型制成的具有吸音功能的材料，在125-4000HZ噪声范围内最高吸音系数达到0.9以上，具有非常优良的吸收噪音的能力，另外，聚酯纤维夹心层密度小，质量轻，有助于发动机悬置的轻量化。

或者，也可不设置中间板体23，上板体21和下板体22对称布置且上板体21两端的第二层板与下板体22两端的第三层板靠置在一起。该种内芯结构，其吸音功能较弱些。

当发动机振动时，该悬置通过第一螺栓14和第二螺栓15传递发动机振动，第一螺栓14和第二螺栓15先将振动传递至壳体10，壳体10能吸收一部分振动能量；接着，第一螺栓14和第二螺栓15将振动传递至上板体21和下板体22：

由于上板体21的第一夹心层212呈蜂窝状，其纵向截面由多行正六边形自上而下依次连接而成，每一个正六边形内设置有与正六边形的三根对角线均相连接的圆形，且每一层正六边形内的圆形直径自上而下逐渐变大，每一正六边形内的圆形之圆心与该正六边形的中心重叠，当发动机处于怠速状态、振动幅度较大时，该上板体21能产生较大的阻尼效应以吸收发动机发生的振动、且具有刚性梯度及吸振梯度，使得上板体21的刚性及吸振效果更好；

由于下板体22的第二夹心层222呈蜂窝状，其横向截面由若干个大正六边形依次连接而成，每一大正六边形的六个顶角均由小正六边形代替，大正六边形的每一条边的两端均与相邻的两个小正六边形的对应的顶角相连，大正六边形的每一对角线两端的延长线分别与对应的两个小正六边形的中心相连，当发动机高频低幅振动时该下板体22能产生小的阻尼效应以及低的动刚度以降低发动机产生的振动；

同时，上板体21和下板体22受到向内的压力，上板体21和下板体22的两端均能沿着中间板体23向外水平移动以进行横向降振；

且中间板体23的第五层板231、中间夹心层232和第六层板233，不仅强度高，塑性好，耐腐蚀性和耐磨性都较好，且聚酯纤维夹心层具有非常优良的吸收噪音的能力。

该悬置能实现横向、纵向同时降振的效果，且上板体21能吸收低频大振幅的振动，下板体22能吸收高频低振幅的振动，分工明确，相辅相成。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种降振吸噪的轻量发动机悬置，其特征在于：它包括壳体和位于壳体内的内芯，所述内芯至少包括相对布置的上板体和下板体，上板体和下板体分别与壳体的内顶面和内底面相连接，所述上板体包括自上而下依次连接的第一层板、第一夹心层和第二层板，第一夹心层呈蜂窝状，其纵向截面由多行正六边形自上而下依次连接而成，每一个正六边形内设置有与正六边形的三根对角线均相连接的圆形，且每一层正六边形内的圆形直径自上而下逐渐变大，当发动机处于怠速状态、振动幅度较大时，该上板体能产生较大的阻尼效应以吸收发动机发生的振动、且具有分梯度吸收振动的功能。

2.根据权利要求1所述的一种降振吸噪的轻量发动机悬置，其特征在于：每一正六边形内的圆形之圆心与该正六边形的中心重叠。

3.根据权利要求1所述的一种降振吸噪的轻量发动机悬置，其特征在于：所述第一层板和第二层板均为碳纤维板，所述第一夹心层采用铝材质。

4.根据权利要求1所述的一种降振吸噪的轻量发动机悬置，其特征在于：所述壳体顶面和底面分别设置有第一螺栓和第二螺栓，第一螺栓之螺帽位于壳体内且靠抵在壳体内顶面，第二螺栓之螺帽位于壳体内且靠抵在壳体内底面，第一螺栓之螺杆向上伸出壳体，第二螺栓之螺杆向下伸出壳体；所述上板体向上凸设有第一突起部，下板体向下凸设有第二突起部，第一突起部与第一螺栓之螺帽固定连接，第二突起部与第二螺栓之螺帽固定连接，上板体和下板体两端直接或间接靠置在一起。

5.根据权利要求1所述的一种降振吸噪的轻量发动机悬置，其特征在于：所述下板体包括自上而下依次连接的第三层板、第二夹心层和第四层板，第二夹心层呈蜂窝状，其横向截面由若干个大正六边形依次连接而成，每一大正六边形的六个顶角均由小正六边形代替，大正六边形的每一条边的两端均与相邻的两个小正六边形的对应的顶角相连，当发动机高频低幅振动时该下板体能产生小的阻尼效应以及低的动刚度以降低发动机产生的振动。

6.根据权利要求5所述的一种降振吸噪的轻量发动机悬置，其特征在于：所述第三层板和第四层板均为碳纤维板，所述第二夹心层采用铝材质。

7.根据权利要求1所述的一种降振吸噪的轻量发动机悬置，其特征在于：所述内芯还包括用于吸收噪音的中间板体，中间板体夹置在上板体和下板体之间，所述中间板体包括自上而下依次连接的第五层板、中间夹心层和第六层板，第五层板和第六层板均为铝合金板，中间夹心层采用聚酯纤维材质。

8.根据权利要求1所述的一种降振吸噪的轻量发动机悬置，其特征在于：所述壳体包括顶板、底板和周板，周板上下两端分别与顶板和底板相连，所述顶板、底板或和周板包括自外向内依次连接的第七层板、第三夹心层和第八层板，第三夹心层为蜂窝状，且第三夹心层横截面由若干个正六边形依次连接而成，每一正六边形的六个顶角处均由圆形代替，正六边形的每一条边的两端均与相邻的两个圆形相连。

9.根据权利要求8所述的一种降振吸噪的轻量发动机悬置，其特征在于：正六边形的每一对角线的延长线均与对应的两个圆形的圆心相连。

10.根据权利要求8所述的一种降振吸噪的轻量发动机悬置，其特征在于：所述第七层板和第八层板均为碳纤维板，所述第三夹心层采用铝材质。