CN110552990A - 一种动力总成的半主动悬置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力总成的半主动悬置，当悬置受到来自动力总成或者路面的低频大振幅激励时，对电磁线圈通电，电磁线圈将产生电磁力将安装有铁芯的解耦膜片吸附在流道隔板上，此时解耦膜片将流道隔板上的第二流道封堵，流体只能从第一流道流到另一腔室。第一流道的截面面积相比橡胶主簧的内表面要小很多，因此液体将提供较大的阻尼力以限制动力总成的位移；当悬置受到来自于动力总成的高频小振幅激励时，电磁线圈处于断电状态，第二流道的流通面积比第一流道的流通面积大，流体自第二流道流进另一腔室，基本上不经过液阻大的第一流通；该悬置结构简单、成本比较低且可靠性比较高。

Description

一种动力总成的半主动悬置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种动力总成的半主动悬置。
背景技术
随着汽车工业的发展，人们对于汽车乘坐舒适性的要求也越来越高，而动力总成悬置系统是提高整车NVH(英文全称为：Noise、Vibration、Harshness，以下均简称为NVH)性能的一个重要零件，承担着减振降噪的作用。
传统的动力总成半主动悬置一般分为控制惯性通道长度的半主动悬置、控制上下液室贯通方式的半主动悬置、控制惯性通道截面积的半主动悬置、磁流变液体半主动悬置以及空气弹簧半主动悬置。其中，控制惯性通道长度的半主动悬置、控制上下液室贯通方式的半主动悬置、控制惯性通道截面积的半主动悬置以及空气弹簧半主动悬置均需要具备电磁阀结构，电磁阀结构的可靠性将会对悬置系统的可靠性形成主要影响，因此对电磁阀结构的设计要求较高，而且使用电磁阀结构使得产品的整体成本较高。
另外，鉴于上述原因，目前半主动悬置的应用环境要求比较高，其应用范围局限性比较大。
因此，如何改进半主动悬置的结构，使其结构简单，使用可靠性高且应用灵活，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种动力总成的半主动悬置，包括底座、橡胶主簧和底膜，所述橡胶主簧和所述底膜分别设置于所述底座的顶部和底部，并且二者围成密闭腔室，所述半主动悬置还包括解耦机构，所述解耦机构包括流道隔板和解耦膜片，所述流道隔板设于所述密封腔室内部，所述流道隔板的上表面与所述橡胶主簧围成第一腔室，下表面与所述底膜围成第二腔室；所述流道隔板上设置有第一流道和第二流道；所述流道隔板和所述解耦膜片其中一者设置有电磁线圈，另一者设有与所述电磁线圈相对的磁性部件，当电磁线圈处于第一工作状态时，所述流道隔板和所述解耦膜片分离，所述第一腔室和所述第二腔室通过所述第二流道导通；当所述电磁线圈处于第二工作状态时，所述流道隔板和所述解耦膜片耦合，封堵所述第二流道，所述第一腔室和所述第二腔室仅通过所述第一流道导通；其中所述第一流道的液阻大于所述第二流道的液阻。
可选的，所述解耦膜片的平均密度等于所述腔室内液体的密度，所述第一状态为电磁线圈的断电状态，当所述电磁线圈处于断电状态时，所述解耦膜片处于悬浮状态。
可选的，所述解耦结构还包括流道盖板，用于限定所述解耦膜片沿竖直方向的位移量；所述流道盖板固定于所述腔室的腔室壁，并且具有连通位于其两侧液体的通道。
可选的，所述流道隔板的上表面具有向下的凹陷部，所述解耦膜片设置于所述凹陷部内部，所述第二流道的一端口开设于所述凹陷部，当所述流道隔板和所述解耦膜片耦合时，所述解耦膜片封堵所述第二流道的该端口。
可选的，所述第二流道还包括开设于所述凹陷部周向的环形凹槽，所述环形凹槽通过设置于所述流道隔板中的通道连通位于所述凹陷部的所述端口。
可选的，所述流道隔板的上表面设置有第一环形卡槽，所述第一环形卡槽内设置有第一密封卡环，所述流道隔板通过所述第一密封卡环与所述橡胶主簧周向密封。
可选的，所述流道盖板周向边缘固定于所述橡胶主簧与所述流道隔板之间，并且位于所述第一密封卡环之内。
可选的，所述流道隔板的上表面设置有定位凸块，所述流道盖板上设置有限位孔，安装后，所述定位凸块安装于所述限位孔，所述流道盖板周向边缘固定于所述橡胶主簧与所述流道隔板之间。
可选的，所述流道隔板的下表面设置有第二环形卡槽，所述底膜的上缘周向向上凸起形成与所述第二环形卡槽密封配合的第二卡环。
可选的，所述底座的上表面设置有向下凹陷的安装凹腔，所述安装凹腔的底壁开设有安装通孔，所述安装通孔的径向尺寸小于所述第二环形卡槽的内环壁径向尺寸；所述流道隔板与所述安装凹腔周向配合安装且底壁支撑于所述安装凹腔的底壁；所述底膜为皮碗，所述皮碗包括搁置环和碗本体，所述搁置环支撑于所述安装凹腔的底壁，所述碗本体设于所述安装通孔内部。
可选的，所述底座上还设置有环状支撑压板，所述支撑压板设于所述流道盖板上，所述橡胶主簧与所述支撑压板硫化一体设置。
可选的，所述支撑压板具有若干向上延伸的支撑壁，所述支撑壁与所述橡胶主簧硫化一体设置。
可选的，所述磁性部件为内置的铁芯。
可选的，所述解耦膜片的上表面设置有向下凹陷的第一凹陷部，解耦膜片的下表面设置有向上凹陷的第二凹陷部，所述第一凹陷部、所述第二凹陷部分别与相应侧的所述流道盖板、所述流道隔板形成间隙。
当悬置受到来自动力总成或者路面的低频大振幅激励时，对电磁线圈通电，电磁线圈将产生电磁力将安装有铁芯的解耦膜片吸附在流道隔板上，此时解耦膜片将流道隔板上的第二流道封堵，流体只能从第一流道流到另一腔室。第一流道的截面面积相比橡胶主簧的内表面要小很多，因此液体将提供较大的阻尼力以限制动力总成的位移。
当悬置受到来自于动力总成的高频小振幅激励时，电磁线圈处于断电状态，第二流道的流通面积比第一流道的流通面积大，流体自第二流道流进另一腔室，基本上不经过液阻大的第一流通。
与现有技术中使用电磁阀控制相比，本发明中第一腔室和第二腔室之间流体介质的流动具有两种方式：一种为仅通过第一流道，另一种为通过第一流道和第二流道。两种方式的切换是通过电磁线圈与磁性部件之间磁力吸合或者分离实现的，该悬置结构简单、成本比较低且可靠性比较高。
附图说明
图1为本发明一种实施例中动力总成的半主动悬置的结构示意图；
图2为图1所示半主动悬置的剖视示意图；
图3为图2中A处局部放大示意图；
图4为图3中B处局部放大示意图；
图5为本发明一种实施例中流道盖板的结构示意图；
图6为本发明一种实施例中解耦膜片的剖视示意图；
图7为图6所示解耦膜片的三维示意图；
图8为本发明一种实施例中流道隔板的结构示意图；
图9为本发明一种实施例中底座的结构示意图；
图10为本发明一种实施例中皮碗的结构示意图；
图11为本发明一种实施例中支撑压板的结构示意图。
其中，图1至图11中：
底座1、安装凹腔11、安装通孔111、支撑压板12、支撑壁13；
支架2、内芯子3、支臂4；
橡胶主簧5、凹陷部51、第一密封卡环52；
底膜6、第二密封卡环61、碗本体62、搁置环63；
流道隔板7、凹陷部71、通孔72、环形凹槽73、通道74、电磁线圈76、第一环形卡槽77、第二环形卡槽78、安装区域79、定位凸块791、定位斜角凸块792；
流道盖板8、通孔81、斜角82、主过孔83、辅助过孔84；
解耦膜片9、铁芯91、减重孔911、第一凹陷部92、第二凹陷部93；
第一腔室Y1、第二腔室Y2；
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图11，本发明提供了一种动力总成的半主动悬置，半主动悬置主要包括底座1、橡胶主簧5和底膜等部件。其中橡胶主簧5的内部还可以设置内芯子，以增加橡胶主簧5的刚性，内芯子通过橡胶主簧5连接底座1。底膜可以为皮碗，当然也可以为其他具有弹性且符合使用刚度的部件。半主动悬置还可以包括支架2和支臂4，支臂4插入设置在内芯子内部。支架2的具体结构不做详细介绍，可参考现有技术。
橡胶主簧5和底膜分别设置于底座1的顶部和底部，并且二者围成密闭腔室。橡胶主簧5朝向底膜的端面可以具有向上凹陷的凹陷部51，底膜位于凹陷部51的下方，凹陷部51与底膜形成密封腔室。当然，密封腔室的结构不限于本文中上述结构。
本发明中的半主动悬置还可以包括解耦结构，其包括流道隔板7和解耦膜片9，流道隔板7设于密封腔室内部，流道隔板7的上表面与橡胶主簧5围成第一腔室Y1，下表面与底膜围成第二腔室Y2，也就是说，流道隔板7将密封腔室分割为上下两个腔室，第一腔室Y1和第二腔室Y2通过流道隔板7上的通道连通，流道隔板7上的通道具体设置如下。
流道隔板7上设置有第一流道和第二流道，其中第一腔室Y1始终可以通过第一流道连通第二腔室Y2。流道隔板7和解耦膜片9其中一者设置电磁线圈，另一者设置有与其相对的磁性部件，也就是说，可以在流道隔板7上设置电磁线圈，解耦膜片9上设置磁性部件，也可以在解耦膜片9上设置电磁线圈，流道隔板7上设置磁性部件。当电磁线圈处于第一工作状态时，流道隔板7和解耦膜片9分离，第一腔室Y1和第二腔室Y2通过第一流道、第二流道导通；当电磁线圈处于第二工作状态时，流道隔板7和解耦膜片9耦合，第一腔室Y1和第二腔室Y2仅通过第一流道导通。
解耦膜片9与流道隔板7分离可以通过仅通过电磁线圈的磁力消失分离，也可以通过同性磁极相斥分离。也就是说磁性部件还可以为具有磁极的部件，电磁线圈反向通电是电磁线圈与磁性部件的磁极同性相斥。相应地，二者异性磁极相吸可实现流道隔板7和所述解耦膜片9耦合。本文主要以前者为例继续详细介绍技术方案。
其中电磁线圈可以与车辆的ECU(中文为行车电脑)电连接。
本文以在流道隔板7上设置电磁线圈76，解耦膜片9上设置磁性部件为例继续介绍技术方案和技术效果。磁性部件可以为铁芯91，电磁线圈通电产生磁性可吸附铁芯91，流道隔板7和解耦膜片9耦合，第一腔室Y1和第二腔室Y2仅通过第一流道导通，即解耦膜片9将第二流道封堵，使第一腔室Y1和第二腔室Y2内的流体不能通过第二流道导通。当电磁线圈断电磁性消失，其与铁芯91之间的吸引力消失，流道隔板7和解耦膜片9分离，第一道是和第二腔室Y2通过第一流道、第二流道导通。第一流道通常也被称之为惯性流道，其流通面积小于第二流道。也就是说，第一流道的液阻大于第二流道的液阻。
即当悬置受到来自动力总成或者路面的低频大振幅激励时，对电磁线圈通电，电磁线圈将产生电磁力将安装有铁芯91的解耦膜片9吸附在流道隔板7上，此时解耦膜片9将流道隔板7上的第二流道封堵，流体只能从第一流道流到另一腔室。第一流道的截面面积相比橡胶主簧5的内表面要小很多，因此液体将提供较大的阻尼力以限制动力总成的位移。
当悬置受到来自于动力总成的高频小振幅激励时，电磁线圈处于断电状态，第二流道的流通面积比第一流道的流通面积大，流体自第二流道流进另一腔室，基本上不经过液阻大的第一流通。
与现有技术中使用电磁阀控制相比，本发明中第一腔室Y1和第二腔室Y2之间流体介质的流动具有两种方式：一种为仅通过第一流道，另一种为通过第一流道和第二流道。两种方式的切换是通过电磁线圈与磁性部件之间磁力吸合或者分离实现的，该悬置结构简单、成本比较低且可靠性比较高。
优选的，铁芯91可以与电磁线圈位置对应，确保通电时，解耦膜片9能快速贴合到凹陷部的底端面，提高工作效率。
在一种具体实施方式中，解耦膜片9的平均密度等于腔室内液体的密度，这样当电磁线圈断电后，解耦膜片9处于悬浮状态，故与流道隔板7分离。实现解耦膜片9平均密度等于液体密度的方式有多种方式：第一、解耦膜片9材料密度与液体密度相同；第二，在解耦膜片9上加工多个减重孔，使其平均密度与液体密度相同。当然，本文中所述的等于、相同是广义上的相等、相同，可以允许二者存在微小偏差，只要能够实现上述技术效果即可。
请参考图6和图7，解耦膜片9上可以设置有减重孔911，根据腔室内填充的液体的密度，对减重孔911的数量和大小进行调整，使得解耦膜片9的整体密度接近液体的密度，使得解耦膜片9在通电时能快速反应贴合，节省能源。
上述实施例中解耦结构还包括流道盖板8，其设置于腔室内部，用于限定解耦膜片9沿竖直方向的位移量。解耦膜片9与流道盖板8设置于流道隔板7的同侧，本文以二者设置于流道隔板7的上方为例继续介绍技术方案。当然，解耦膜片9与流道盖板8也可以设置于流道隔板7的下方。
流道盖板8固定于腔室的腔室壁，并且具有连通位于其两侧液体的通道。如图5所示，流道盖板8上设置有通孔。通孔设置种类有多种，图中给出了两种类型：第一种为与第二流道对应设置的主过孔83，第二种为与第一流道对应设置的辅助过孔84，其中主过孔83的数量为一个，辅助过孔84的数量为多个，确保悬置在电磁线圈通电和不通电时，正常却稳定运行。
请参考图8，在一种具体的实施方式中，流道隔板7的上表面具有向下的凹陷部71，解耦膜片9设置于凹陷部71内部，第一流道开设于凹陷部71，如图所示通孔72。第二流道的一端口开设于凹陷部71，当流道隔板7与解耦膜片9耦合时，解耦膜片9封堵第二流道的该端口。
进一步地，第二流道还可以包括开设于凹陷部周向的环形凹槽73，环形凹槽73通过设置于流道隔板7中通道连通位于凹陷部71的端口。具体地，环形凹槽73可以具有向上开口，其开口被流道盖板8密封，这样液体只能自凹陷部71处设置的端口通过流道隔板7内部流至环形凹槽，再从环形凹槽上设置的通道74流至另一腔室。
上述各实施例中，流道隔板7的上表面、下表面分别与橡胶主簧5、底膜之间可以设置第一密封结构和第二密封结构。本文给出了一种具体的设置方式。
请参考图4，在一种具体实施方式中，流道隔板7的上表面可以设置有第一环形卡槽77，第一环形卡槽77内设置有第一密封卡环52，流道隔板7通过第一密封卡环52与橡胶主簧5周向密封。
具体地，流道盖板8周向边缘固定于橡胶主簧5与流道隔板7之间，并且位于第一密封卡环52之内。
装配完成后，第一密封卡环52紧配卡装在第一环形卡槽77内，流道盖板8位于第一密封卡环52内。上述第一密封结构简单，密封效果好，同时第一密封卡环52给流道盖板8的安装提供了左右和前后的限位，确保了流道盖板8的稳定安装。
为了实现流道盖板8的可靠定位，实现快速安装，流道隔板7的上表面设置有定位凸块，流道盖板8上设置有限位孔，安装后，定位凸块安装于限位孔，流道盖板8周向边缘固定于橡胶主簧5与流道隔板7之间。
定位凸块可以对角设置，图中给出了设置两个对角定位凸块791的具体实施方式。当然流道隔板7上还可以设置定位斜块凸块792进一步与流道盖板8上的斜角配合定位，使得流道盖板8能够更加稳定地安装在流道隔板7上，避免在汽车行进过程中流道盖板8发生位移，从而影响悬置的正常运行，且结构简单、安装方便、易于制造。
流道盖板8安装后，其与流道隔板7的安装区域79接触，其中环形凹槽和流道74均设置于安装区域79，定位凸块791和定位斜角凸块792也设置于安装区域79。定位斜角凸块792与流道盖板88的斜角82配合定位。
在一种具体实施方式中，上述流道隔板7的下表面设置有第二环形卡槽78，底膜的上缘周向向上凸起形成与第二环形卡槽78密封配合的卡环。
请参考图9，底座1的上表面设置有向下凹陷的安装凹腔11，安装凹腔11的底壁开设有安装通孔111，安装通孔111的径向尺寸小于第二环形卡槽的内环壁径向尺寸；流道隔板7的周向与安装凹腔11配合安装且底壁支撑于安装凹腔11的底壁，底膜6的上缘周向部分支撑于安装凹腔11的底壁，底膜6下部延伸至安装通孔111的外部。
请参考图10，对于底膜6为皮碗而言，皮碗可以包括搁置环63和碗本体62，搁置环63支撑于所述安装凹腔11的底壁，碗本体62设于所述安装通孔111内部。搁置环63上缘设置第二密封卡环61。
底座1上设置的安装凹腔11给流道隔板7的安装提供了稳定的安装定位，流道隔板7紧配安装在该安装凹腔11内，确保在汽车行进过程中流道隔板7不会在左右和上下方向上发生移位，确保悬置稳定运作，同时安装凹腔11给皮碗(底膜)的安装提供了安装定位，搁置环63与安装凹腔11底端面、第二密封卡环6161与第二环形卡槽78的配合，确保皮碗6的稳定安装。
请参考图11，底座1上还可以设置有环状支撑压板12，支撑压板12设于流道盖板8上，橡胶主簧5与所述支撑压板12硫化一体设置。具体地，支撑压板12具有若干向上延伸的支撑壁13，支撑壁13与橡胶主簧5硫化一体设置。
这样不仅可以避免流道盖板8在上下方向移位，保证流道盖板8能够稳定安装于流道板上，确保解耦结构的正常运作，并且支撑壁与橡胶主簧5一体硫化成本低，易于制造，可以与橡胶主簧55同步硫化设置，同时密封效果好。
上述各实施方式中，磁性部件可以为内置的铁芯91，即铁芯91内置于解耦膜片9内部，电磁线圈也可以内置于流道隔板7的内部。
解耦膜片9的上表面设置有向下凹陷的第一凹陷部92，解耦膜片9的下表面设置有向上凹陷的第二凹陷部93，第一凹陷部92、第二凹陷部93分别与相应侧的流道盖板、流道隔板形成间隙，以便液体顺利通过。
半主动悬置其他结构资料请参考现有技术。
以上对本发明所提供的一种动力总成的半主动悬置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (14)

1.一种动力总成的半主动悬置，包括底座(1)、橡胶主簧(5)和底膜(6)，所述橡胶主簧(5)和所述底膜(6)分别设置于所述底座(1)的顶部和底部，并且二者围成密闭腔室，其特征在于，所述半主动悬置还包括解耦机构，所述解耦机构包括流道隔板(7)和解耦膜片(9)，所述流道隔板(7)设于所述密封腔室内部，所述流道隔板(7)的上表面与所述橡胶主簧(5)围成第一腔室(Y1)，下表面与所述底膜(6)围成第二腔室(Y2)；所述流道隔板(7)上设置有第一流道和第二流道；所述流道隔板(7)和所述解耦膜片(9)其中一者设置有电磁线圈，另一者设有与所述电磁线圈相对的磁性部件，当电磁线圈处于第一工作状态时，所述流道隔板(7)和所述解耦膜片(9)分离，所述第一腔室(Y1)和所述第二腔室(Y2)通过所述第二流道导通；当所述电磁线圈处于第二工作状态时，所述流道隔板(7)和所述解耦膜片(9)耦合，封堵所述第二流道，所述第一腔室(Y1)和所述第二腔室(Y2)仅通过所述第一流道导通；其中所述第一流道的液阻大于所述第二流道的液阻。
2.如权利要求1所述的半主动悬置，其特征在于，所述解耦膜片(9)的平均密度等于所述腔室内液体的密度，所述第一状态为电磁线圈的断电状态，当所述电磁线圈处于断电状态时，所述解耦膜片(9)处于悬浮状态。
3.如权利要求2所述的半主动悬置，其特征在于，所述解耦结构还包括流道盖板(8)，用于限定所述解耦膜片(9)沿竖直方向的位移量；所述流道盖板(8)固定于所述腔室的腔室壁，并且具有连通位于其两侧液体的通道。
4.如权利要求3所述的半主动悬置，其特征在于，所述流道隔板(7)的上表面具有向下的凹陷部(71)，所述解耦膜片(9)设置于所述凹陷部(71)内部，所述第二流道的一端口开设于所述凹陷部(71)，当所述流道隔板(7)和所述解耦膜片(9)耦合时，所述解耦膜片(9)封堵所述第二流道的该端口。
5.如权利要求4所述的半主动悬置，其特征在于，所述第二流道还包括开设于所述凹陷部周向的环形凹槽，所述环形凹槽通过设置于所述流道隔板(7)中的通道连通位于所述凹陷部的所述端口。
6.如权利要求3所述的半主动悬置，其特征在于，所述流道隔板(7)的上表面设置有第一环形卡槽，所述第一环形卡槽内设置有第一密封卡环(52)，所述流道隔板(7)通过所述第一密封卡环(52)与所述橡胶主簧(5)周向密封。
7.如权利要求6所述的半主动悬置，其特征在于，所述流道盖板(8)周向边缘固定于所述橡胶主簧(5)与所述流道隔板(7)之间，并且位于所述第一密封卡环(52)之内。
8.如权利要求3所述的半主动悬置，其特征在于，所述流道隔板(7)的上表面设置有定位凸块，所述流道盖板(8)上设置有限位孔，安装后，所述定位凸块安装于所述限位孔，所述流道盖板(8)周向边缘固定于所述橡胶主簧(5)与所述流道隔板(7)之间。
9.如权利要求1至8任一项所述的半主动悬置，其特征在于，所述流道隔板(7)的下表面设置有第二环形卡槽，所述底膜(6)的上缘周向向上凸起形成与所述第二环形卡槽密封配合的第二密封卡环(61)。
10.如权利要求9所述的半主动悬置，其特征在于，所述底座(1)的上表面设置有向下凹陷的安装凹腔(11)，所述安装凹腔(11)的底壁开设有安装通孔，所述安装通孔的径向尺寸小于所述第二环形卡槽的内环壁径向尺寸；所述流道隔板(7)与所述安装凹腔(11)周向配合安装且底壁支撑于所述安装凹腔(11)的底壁；所述底膜(6)为皮碗，所述皮碗包括搁置环(63)和碗本体(62)，所述搁置环(63)支撑于所述安装凹腔(11)的底壁，所述碗本体(62)设于所述安装通孔内部。
11.如权利要求3至7任一项所述的半主动悬置，其特征在于，所述底座(1)上还设置有环状支撑压板(12)，所述支撑压板(12)设于所述流道盖板(8)上，所述橡胶主簧(5)与所述支撑压板(12)硫化一体设置。
12.如权利要求11所述的半主动悬置，其特征在于，所述支撑压板(12)具有若干向上延伸的支撑壁(13)，所述支撑壁(13)与所述橡胶主簧(5)硫化一体设置。
13.如权利要求1所述的半主动悬置，其特征在于，所述磁性部件为内置的铁芯(91)。
14.如权利要求3至7任一项所述的半主动悬置，其特征在于，所述解耦膜片(9)的上表面设置有向下凹陷的第一凹陷部(92)，解耦膜片(9)的下表面设置有向上凹陷的第二凹陷部(93)，所述第一凹陷部(92)、所述第二凹陷部(93)分别与相应侧的所述流道盖板(8)、所述流道隔板(7)形成间隙。
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