CN109667867A - 一种纯电动汽车圆形支撑 - Google Patents

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宫玉光
李晓武
刘涛
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/38—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type
    • F16F1/3807—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type characterised by adaptations for particular modes of stressing
    • F16F1/3821—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type characterised by adaptations for particular modes of stressing characterised by adaptations to counter torsional forces
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Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车圆形支撑，包括上圆形支撑和下圆形支撑，所述上圆形支撑和下圆形支撑均包括内骨架、塑料外骨架、第一硫化橡胶体、第二硫化橡胶体、第三硫化橡胶体和第四硫化橡胶体；所述内骨架呈梯形结构，所述塑料外骨架采用直筒结构，所述内骨架设置在所述塑料外骨架内；所述第一硫化橡胶体、第二硫化橡胶体、第三硫化橡胶体和第四硫化橡胶体沿逆时针方向依次设置在所述内骨架和塑料外骨架之间。本发明的纯电动汽车圆形支撑，主要应用在纯电动汽车动力总成上，压装在汽车副车架中，显著提升了动静刚度，满足对应电动车型的抗大扭矩和限位性能，满足主机厂的减振降噪和耐久路试等要求。

Description

一种纯电动汽车圆形支撑
技术领域
本发明涉及一种纯电动汽车圆形支撑。
背景技术
电动车相比于燃油车，最大的驾驶感受就是起步很“蹿”，稍微轻点一下“电门”，车就跑出去了。电动车和燃油车的发动机都是以旋转的方式输出动力，在同等功率水平之内，扭矩直接决定了一台车的加速性能。
对于燃油车，支撑系统匹配优化的着眼点是多缸发动机的扭矩波动，是为了缓解扭矩波动所引起的车体振动。
对于纯电动汽车，电机的扭矩波动远低于发动机，而且主要出现在蠕行、加速、减速和制动工况，其频率与发动机转动阶次也无明显关联。但电机的扭矩则明显大于发动机。纯电动汽车对支撑系统的隔振能力要求低于燃油车，但对支撑系统抗扭和限位能力的要求远高于燃油车。所以支撑系统首先应具备足够的抗扭矩和限位能力，确保在大扭矩的作用下动力总成的位移量处于合理范围。
圆形支撑是汽车动力总成的重要部件，承受动力总成传递过来的力和力矩，使整车稳定行驶。圆形支撑压装进前悬架的圆形支撑安装孔(副车架内孔)，通过摆动支撑与变速箱连接，起连接，缓冲减振和限位作用，圆形支撑的设计直接关系到整车的舒适性和平稳性。驱动电机振动激励小，但扭矩大。理论上支撑系统在线性段有最好的隔振能力，但驱动电机主要运行在大扭矩下，绝大部分时间内支撑都是工作在非线性段。
请参阅图1，由于电动车的电机输出扭矩很大，常见的两根橡胶筋的圆形支撑1＇难以满足整车工况的动静刚度。尤其是启停时，电机带动变速箱产生沿整车方向较大的攒动。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种纯电动汽车圆形支撑，主要应用在纯电动汽车动力总成上，压装在汽车副车架中，显著提升了动静刚度，满足对应电动车型的抗大扭矩和限位性能，满足主机厂的减振降噪和耐久路试等要求。
实现上述目的的技术方案是：一种纯电动汽车圆形支撑，压装在所述汽车的副车架的圆形支撑安装孔内，所述圆形支撑包括上圆形支撑和下圆形支撑，其中：
所述上圆形支撑和下圆形支撑均包括内骨架、塑料外骨架、第一硫化橡胶体、第二硫化橡胶体、第三硫化橡胶体和第四硫化橡胶体；
所述内骨架呈梯形结构，所述塑料外骨架采用直筒结构，所述内骨架设置在所述塑料外骨架内；
所述第一硫化橡胶体、第二硫化橡胶体、第三硫化橡胶体和第四硫化橡胶体沿逆时针方向依次设置在所述内骨架和塑料外骨架之间，所述第一硫化橡胶体和第三硫化橡胶体一一对应地与所述内骨架的两个腰相邻，所述第二硫化橡胶体与所述内骨架的上底边相邻，所述第四硫化橡胶体与所述内骨架的下底边相邻；
所述第一硫化橡胶体和第三硫化橡胶体呈左右对称分布；所述第二硫化橡胶体和第四硫化橡胶体呈上下对称分布；
所述第三硫化橡胶体和第四硫化橡胶体之间形成第一空心间隙；
所述第一硫化橡胶体和第四硫化橡胶体之间形成第二空心间隙；
所述第二硫化橡胶体分为两部分，所述第二硫化橡胶体的两部分一一对应地硫化粘接在所述内骨架的外壁面和塑料外骨架的内壁面；所述第二硫化橡胶体的两部分之间形成第三空心间隙；
所述上圆形支撑和下圆形支撑一上一下地压装在所述汽车的副车架的圆形支撑安装孔内，且所述上圆形支撑的塑料外骨架和下圆形支撑的塑料外骨架分别与所述前悬架的圆形支撑安装孔过盈配合。
上述的一种纯电动汽车圆形支撑，其中，所述第一硫化橡胶体、第三硫化橡胶体和第四硫化橡胶体组成三根橡胶筋；
所述第一硫化橡胶体和第三硫化橡胶体分别呈阶梯形橡胶体；
所述第三空心间隙呈哑铃状。
上述的一种纯电动汽车圆形支撑，其中，所述上圆形支撑的内骨架包括铁质螺母和包裹在其外壁面的塑料包覆物；
所述下圆形支撑的内骨架采用铝合金材料制成。
上述的一种纯电动汽车圆形支撑，其中，所述塑料包覆物呈梯形形状，所述塑料包覆物上开设有若干减重孔。
本发明的纯电动汽车圆形支撑，主要应用在纯电动汽车动力总成上，压装在汽车副车架中，显著提升了动静刚度，满足对应电动车型的抗大扭矩和限位性能，满足主机厂的减振降噪和耐久路试等要求。
附图说明
图1为现有技术中的圆形支撑的结构图；
图2为本发明的纯电动汽车圆形支撑的上圆形支撑的内骨架的结构图；
图3为本发明的纯电动汽车圆形支撑的上圆形支撑的结构图；
图4为本发明的纯电动汽车圆形支撑的下圆形支撑的结构图
图5为本发明的纯电动汽车圆形支撑与现有技术中的圆形支撑的静刚度对比图；
图6为本发明的纯电动汽车圆形支撑与现有技术中的圆形支撑的动刚度对比图(0.35mm振幅25Hz)；
图7为本发明的纯电动汽车圆形支撑与现有技术中的圆形支撑的动刚度对比图(0.1mm振幅100Hz)。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：
请参阅图2、图3和图4，本发明的最佳实施例，一种纯电动汽车圆形支撑，压装在汽车的副车架的圆形支撑安装孔内，圆形支撑包括上圆形支撑10和下圆形支撑20。
上圆形支撑10和下圆形支撑20均包括内骨架1、塑料外骨架2、第一硫化橡胶体3、第二硫化橡胶体4、第三硫化橡胶体5和第四硫化橡胶体6。
内骨架1呈梯形结构，塑料外骨架2采用直筒结构，内骨架1设置在塑料外骨架2内；第一硫化橡胶体3、第二硫化橡胶体4、第三硫化橡胶体5和第四硫化橡胶体6沿逆时针方向依次设置在内骨架1和塑料外骨架2之间，第一硫化橡胶体3和第三硫化橡胶体5一一对应地与内骨架1的两个腰相邻，第二硫化橡胶体4与内骨架1的上底边相邻，第四硫化橡胶体6与内骨架1的下底边相邻。
第一硫化橡胶体3和第三硫化橡胶体5呈左右对称分布；第二硫化橡胶体4和第四硫化橡胶体6呈上下对称分布；第三硫化橡胶体5和第四硫化橡胶体6之间形成第一空心间隙7；第一硫化橡胶体3和第四硫化橡胶体6之间形成第二空心间隙8；第二硫化橡胶体4分为两部分，第二硫化橡胶体4的两部分一一对应地硫化粘接在内骨架1的外壁面和塑料外骨架2的内壁面；第二硫化橡胶体4的两部分之间形成第三空心间隙9。
上圆形支撑10和下圆形支撑20一上一下地压装在汽车的副车架的圆形支撑安装孔内，且上圆形支撑10的塑料外骨架2和下圆形支撑20的塑料外骨架2分别与前悬架的圆形支撑安装孔过盈配合，可以保护内部各橡胶体不被副车架金属切割到。
内骨架总体呈梯形体，上圆形支撑10的内骨架1为塑料包覆的铁质螺母，即上圆形支撑10的内骨架1包括铁质螺母11和包裹在其外壁面的塑料包覆物12，塑料包覆物12呈梯形形状，塑料包覆物12上开设有若干减重孔13。下圆形支撑20的内骨架1采用铝合金材料制成。在满足强度要求下，内骨架都有减重材料结构，符合汽车轻量化理念。上、下圆形支撑压入副车架配合成一体时，与摆动支撑配合，通过螺栓连接。
第一硫化橡胶体3、第三硫化橡胶体5和第四硫化橡胶体6组成三根橡胶筋，形成圆形支撑主体。第四硫化橡胶体6上下均一，提升了此支撑70％以上的动静刚度，这与常见的两根筋的圆形支撑结构(见图1)有很大不同。
第一硫化橡胶体3和第三硫化橡胶体5左右对称分布，都有类似阶梯形橡胶体，阶梯形状在两个支撑配合面内部，在有限空间内增加了此支撑的实体橡胶，提升了30％的动静刚度，符合电动车设计理念。
第二硫化橡胶体4的两部分分别硫化粘接在内骨架1和塑料外骨架2上，起大位移限位作用，第二硫化橡胶体4的两部分之间形成哑铃状的第三空心间隙9只有5mm左右。
本发明的纯电动汽车圆形支撑，在使用时，负向大扭矩使第四硫化橡胶体6拉伸变形，使得橡胶体第一硫化橡胶体3和第三硫化橡胶体5在随变速器和摆动支撑产生压缩变形时，有一定第三空心间隙9容纳橡胶变形产生的体积变化；正向大扭矩使第四硫化橡胶体6压缩变形，使得第一硫化橡胶体3和第三硫化橡胶体5在随变速器和摆动支撑产生拉伸变形时，有一定第一空心间隙7和第二空心间隙8容纳橡胶变形产生的体积变化。尤其是能限制电动车启停，大扭矩突变攒动。
请参阅图5、图6和图7，由于电动车的电机输出扭矩很大，常见的两根橡胶筋的圆形支撑(见图1)难以满足整车工况的动静刚度。尤其是启停时，电机带动变速箱产生沿整车方向较大的攒动。
从图5的本发明的纯电动汽车圆形支撑100(3根筋)与现有技术中的圆形支撑1＇(2根筋)的静刚度对比图看出，本发明的纯电动汽车圆形支撑，橡胶体结构能够在有限的副车架内孔中，实现增大静刚度约2倍以上(见图5)。
本发明的纯电动汽车圆形支撑的刚度和限位能力提高并不意味着NVH性能的降低。对于电动汽车而言，很多情况下支撑系统隔振能力差并不是因为圆形支撑过于刚硬，而是因为支撑过于柔软，在大扭矩作用下被压死失去减振功能。
另外，为控制大扭矩下动力总成的位移量，本发明的纯电动汽车圆形支撑有足够强的限位能力。如果支撑限位能力不足，大扭矩下动力总成位移量过大容易与周边部件撞击，扭矩迅速变化时动力总成还可能发生明显抖动。保证其耐久疲劳特性。
尤其是参考图6和图7的本发明的纯电动汽车圆形支撑100(3根筋)与现有技术中的圆形支撑1＇(2根筋)动刚度对比可以看出，无论是在振幅0.35mm还是在小振幅0.1mm，本发明的纯电动汽车圆形支撑在电动车正负行驶方向的动刚度曲线过度平缓，但是两根筋传统结构出现拐点。总之，此硫化橡胶体结构，显著提升了动静刚度，满足对应电动车型的抗大扭矩和限位性能，满足主机厂的减振降噪和耐久路试等要求。
本发明的纯电动汽车圆形支撑，客户实际装配情况和路试结果显示，新结构的衬套在满足客户的动静刚度要求基础上，提升了限位要求，保证该圆形支撑的使用寿命。
综上所述，本发明的纯电动汽车圆形支撑，主要应用在纯电动汽车动力总成上，压装在汽车副车架中，显著提升了动静刚度，满足对应电动车型的抗大扭矩和限位性能，满足主机厂的减振降噪和耐久路试等要求。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (4)

1.一种纯电动汽车圆形支撑，压装在所述汽车的副车架的圆形支撑安装孔内，其特征在于，所述圆形支撑包括上圆形支撑和下圆形支撑，其中：
所述上圆形支撑和下圆形支撑均包括内骨架、塑料外骨架、第一硫化橡胶体、第二硫化橡胶体、第三硫化橡胶体和第四硫化橡胶体；
所述内骨架呈梯形结构，所述塑料外骨架采用直筒结构，所述内骨架设置在所述塑料外骨架内；
所述第一硫化橡胶体、第二硫化橡胶体、第三硫化橡胶体和第四硫化橡胶体沿逆时针方向依次设置在所述内骨架和塑料外骨架之间，所述第一硫化橡胶体和第三硫化橡胶体一一对应地与所述内骨架的两个腰相邻，所述第二硫化橡胶体与所述内骨架的上底边相邻，所述第四硫化橡胶体与所述内骨架的下底边相邻；
所述第一硫化橡胶体和第三硫化橡胶体呈左右对称分布；所述第二硫化橡胶体和第四硫化橡胶体呈上下对称分布；
所述第三硫化橡胶体和第四硫化橡胶体之间形成第一空心间隙；
所述第一硫化橡胶体和第四硫化橡胶体之间形成第二空心间隙；
所述第二硫化橡胶体分为两部分，所述第二硫化橡胶体的两部分一一对应地硫化粘接在所述内骨架的外壁面和塑料外骨架的内壁面；所述第二硫化橡胶体的两部分之间形成第三空心间隙；
所述上圆形支撑和下圆形支撑一上一下地压装在所述汽车的副车架的圆形支撑安装孔内，且所述上圆形支撑的塑料外骨架和下圆形支撑的塑料外骨架分别与所述前悬架的圆形支撑安装孔过盈配合。
2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车圆形支撑，其特征在于，所述第一硫化橡胶体、第三硫化橡胶体和第四硫化橡胶体组成三根橡胶筋；
所述第一硫化橡胶体和第三硫化橡胶体分别呈阶梯形橡胶体；
所述第三空心间隙呈哑铃状。
3.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车圆形支撑，其特征在于，所述上圆形支撑的内骨架包括铁质螺母和包裹在其外壁面的塑料包覆物；
所述下圆形支撑的内骨架采用铝合金材料制成。
4.根据权利要求3所述的一种纯电动汽车圆形支撑，其特征在于，所述塑料包覆物呈梯形形状，所述塑料包覆物上开设有若干减重孔。
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