CN110630682A - 隔振装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种隔振装置及其控制方法，该隔振装置用于后处理装置和发动机，包括第一磁铁、第二磁铁和弹性件，第一磁铁连接在后处理装置上，第二磁铁连接在发动机上，弹性件设置在第一磁铁和第二磁铁之间，且弹性件处于未被压缩状态时，第一磁铁和第二磁铁之间设置有间隙，其中，第二磁铁设置成能够改变自身的磁极方向，第一磁铁和第二磁铁设置成通过磁铁作用力匹配发动机的隔振需求，根据发明实施例的隔振装置，通过改变第二磁铁的磁极方向使其与第一磁铁之间形成相吸作用力或者相斥作用力，针对于后处理和发动机的不同情况均可满足其隔振需求，能够完全匹配发动机整个工作转速范围内的隔振需求。

Description

隔振装置及其控制方法

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种隔振装置及其控制方法。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

振动及其引起的二次结构噪声对周围环境的影响，主要是通过振动传递来完成的，隔离振动的传递或增加振动的传递损失可以有效地控制振动及其产生的二次结构噪声影响。目前，最常用的措施是在发动机下安装隔振器再连接基础，例如在非道路用发动机后处理装置上安装隔振器，减轻发动机振动对后处理装置的影响。

现有技术中，隔振器采用橡胶材质，但由于后处理装置温度高，橡胶存在老化问题，且非道路发动机转速工作范围广泛，普通隔振器不能完全匹配整个发动机工作转速范围内的隔振需求，导致出现隔振器失效、后处理装置大于发动机振动的现象。

发明内容

本发明的目的是至少解决隔振器不能完全匹配发动机的工作转速范围内的隔振需求的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种隔振装置，用于后处理装置和发动机，该隔振装置包括第一磁铁、第二磁铁和弹性件，所述第一磁铁连接在所述后处理装置上，所述第二磁铁连接在所述发动机上，所述弹性件设置在所述第一磁铁和所述第二磁铁之间，且所述弹性件处于未被压缩状态时，所述第一磁铁和所述第二磁铁之间设置有间隙，其中，所述第二磁铁设置成能够改变自身的磁极方向，所述第一磁铁和所述第二磁铁设置成通过磁铁作用力匹配所述发动机的隔振需求。

根据本发明实施例的隔振装置，通过改变第二磁铁的磁极方向使其与第一磁铁之间形成相吸作用力或者相斥作用力，当后处理装置和发动机之间的振动速度差值较大时，即振动率较大时，第二磁铁与第一磁铁之间为相斥作用力时，两者之间一直存在间隙，弹性件起到隔振作用，当后处理装置和发动机之间的振动速度差值较小时，即振动率较小时，第二磁铁与第一磁铁之间为相吸作用力时，挤压弹性件直至两者刚性接触，使后处理装置和发动机的振动一致，针对于后处理和发动机的不同情况，均可满足隔振需求，能够完全匹配发动机整个工作转速范围内的隔振需求。

另外，根据本发明实施例的隔振装置，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述第二磁铁包括：

铁芯，所述铁芯连接在所述发动机上，且所述弹性件连接在所述铁芯内；

换向组件，所述换向组件连接在所述铁芯上，所述换向组件设置成使所述铁芯磁化并改变所述铁芯的磁极方向。

在本发明的一些实施例中，所述换向组件包括：

线圈，所述线圈环绕连接在所述铁芯上，所述线圈设置成使所述铁芯磁化；

换向器，所述换向器用于连接电源和所述线圈，所述换向器设置成改变所述线圈内的电流方向以改变所述铁芯的磁极方向。

在本发明的一些实施例中，所述隔振装置还包括：

检测组件，所述检测组件设置成检测所述后处理装置和所述发动机的振动速度值；

控制器，所述检测组件和所述换向器均与所述控制器连接，所述控制器设置成获取所述振动速度值并控制所述换向器动作。

在本发明的一些实施例中，所述检测组件包括：

第一检测器，所述第一检测器连接在所述后处理装置上，所述第一检测器设置成检测所述后处理装置的振动速度值；

第二检测器，所述第二检测器连接在所述发动机上，所述第二检测器设置成检测所述发动机的振动速度值。

在本发明的一些实施例中，所述第一磁铁内设置有第一导向部，所述弹性件套设在所述第一导向部上。

在本发明的一些实施例中，所述铁芯内设置有第二导向部，所述弹性件套设在所述第二导向部上。

在本发明的一些实施例中，所述弹性件为弹簧。

在本发明的一些实施例中，所述第一磁铁为永磁铁。

本发明的第二方面提出了一种隔振装置的控制方法，该隔振装置的控制方法包括：

控制获取后处理装置和发动机的振动速度值；

根据所述振动速度值计算隔振率；

根据所述隔振率大于预设值，控制第二磁铁与第一磁铁的磁极相同；

根据所述隔振率小于所述预设值，控制所述第二磁铁与所述第一磁铁的磁极相反。

根据本发明实施例的隔振装置的控制方法，根据后处理装置和发动机的振动速度值计算出隔振率，根据隔振率选择适合当前的隔振方式，均可满足隔振需求，能够完全匹配发动机整个工作转速范围内的隔振需求。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的隔振装置与后处理装置和发动机的配合剖视图；

图2为图1所示的第一磁铁、弹性件、铁芯和线圈的立体结构示意图；

图3为本发明实施例的隔振装置的控制方法的流程图。

附图标记：

1、第一磁铁；11、第一导向部；

2、第二磁铁；21、铁芯；22、线圈；23、换向器；211、第二导向部；

3、弹性件；

4、检测组件；41、第一检测器；42、第二检测器；

5、控制器；

6、后处理装置；

7、发动机。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向（旋转90度或者在其它方向）并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1至图2所示，本发明的实施例提供了一种隔振装置，用于后处理装置6和发动机7，该隔振装置包括第一磁铁1、第二磁铁2和弹性件3，第一磁铁1连接在发动机7的后处理装置6上，第二磁铁2连接在发动机7上，弹性件3设置在第一磁铁1和第二磁铁2之间，且弹性件3处于未被压缩状态时，第一磁铁1和第二磁铁2之间设置有间隙，其中，第二磁铁2设置成能够改变自身的磁极方向，第一磁铁1和第二磁铁2设置成通过磁铁作用力匹配发动机7的隔振需求。

根据本发明实施例的隔振装置，通过改变第二磁铁2的磁极方向使其与第一磁铁1之间形成相吸作用力或者相斥作用力，当后处理装置6和发动机7之间的振动速度差值较大时，即振动率较大时，第二磁铁2与第一磁铁1之间为相斥作用力时，两者之间一直存在间隙，弹性件3起到隔振作用，当后处理装置6和发动机7之间的振动速度差值较小时，即振动率较小时，第二磁铁2与第一磁铁1之间为相吸作用力时，挤压弹性件3直至两者刚性接触，使后处理装置6和发动机7的振动一致，针对于后处理和发动机7的不同情况，均可满足隔振需求，能够完全匹配发动机7整个工作转速范围内的隔振需求。

其中，第一磁铁1与后处理装置6之间为过盈连接，防止在使用过程中，第一磁铁1与后处理装置6脱离，造成隔振失效，隔振装置两端连接的不仅限于发动机7和后处理装置6，还可连接车架和后处理装置6或应用于其他领域内需要隔振的设备上。

在本发明的一些实施例中，要实现第一磁铁1和第二磁铁2之间的磁铁作用力发生变化，需要改变第一磁铁1和第二磁铁2中的一者的磁极的方向，两者才会出现相斥或相吸作用力，以第一磁体为永磁体进行说明，永磁体能够长期保持其磁性，不易失磁也不易被磁化，性质较为稳定，第二磁铁2设置为磁极可变，通过电流的磁效应原理实现，具体的，包括铁芯21和换向组件，换向组件内通电在铁芯21的周围产生磁场，使铁芯21磁化，通过换向组件还可实现铁芯21的磁极的改变，从而使铁芯21磁化与第一磁铁1之间产生相吸或相斥的作用力。

其中，铁芯21与发动机7之间为过盈连接，防止在使用过程中，第一磁铁1与后处理装置6脱离，造成隔振失效。

在本发明的一些实施例中，要改变铁芯21的磁极的方向，需要改变换向组件所产生的磁场的方向，换向组件包括线圈22，线圈22环绕连接在铁芯21上，电源通过换向器23与线圈22连接，一方面，向线圈22内通入电流以产生磁场使铁芯21磁化，另一方面，换向器23根据发动机7的隔振需求可改变通入到线圈22中的电流的方向，从而使铁芯21磁化与第一磁铁1之间产生相吸或相斥的作用力。

其中，线圈22的匝数和电流的大小都会对最终磁力的大小产生影响，可另外通过对以上两个变量进行控制使隔振装置能够根据发动机7的隔振需求实现无极匹配变化。

在本发明的一些实施例中，为了尽可能匹配发动机7的隔振需求，需要当前发动机7的隔振率的数值，隔振率数值是隔振器前、后振动速度值的比值，因此需要通过检测组件4获取隔振装置前后的振动速度值，通过在隔振装置前后连接的后处理装置6和发动机7上分别设置一个检测器，第一检测器41检测后处理装置6的振动速度值，第二检测器42检测发动机7的振动速度值，检测完成后，将两个振动速度值发送至控制器5，由控制器5决定是否控制换向器23动作。

其中，第一检测器41和第二检测器42为振动传感器。

在本发明的一些实施例中，在弹性件3处于未被压缩状态时，第一磁铁1与铁芯21之间设置有间隙，该间隙远小于弹性件3的长度，可防止弹性件3脱出，为了进一步增加弹性件3和第一磁铁1和铁芯21之间的连接的可靠性，弹性件3与第一磁铁1之间通过卡接或插接的方式，同样的，弹性件3与铁芯21之间同样是通过卡接或插接的方式，防止在使用过程中，弹性件3与第一磁铁1和铁芯21脱离，造成隔振失效，在发动机7的隔振需求发生变化时，第一磁铁1与铁芯21之间需要产生相吸作用力时，第一磁铁1和铁芯21会彼此靠近直至刚性接触，会对弹性件3产生挤压作用力，在第一磁铁1和铁芯21的内部分别设置有第一导向部11和第二导向部211，用于为弹性件3被压缩的过程中给弹性件3提供导向作用，防止被压偏导致不能回弹的问题。

在本发明的一些实施例中，弹性件3采用弹簧，替代了橡胶材质进行隔振的方式，避免因后处理装置6温度过高引起的橡胶老化的问题，延长了使用寿命，降低了更换维修的成本。

如图3所示，本发明的还提供了一种隔振装置的控制方法的实施例，该隔振装置的控制方法包括：

控制获取后处理装置6和发动机7的振动速度值；

根据振动速度值计算隔振率；

根据隔振率大于预设值，控制第二磁铁2与第一磁铁1的磁极相同；

根据隔振率小于预设值，控制第二磁铁2与第一磁铁1的磁极相反。

根据本发明实施例的隔振装置的控制方法，根据后处理装置6和发动机7的振动速度值计算出隔振率，根据隔振率选择适合当前的隔振方式，均可满足隔振需求，能够完全匹配发动机7整个工作转速范围内的隔振需求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种隔振装置，用于后处理装置和发动机，其特征在于，包括：

第一磁铁，所述第一磁铁连接在所述后处理装置上；

第二磁铁，所述第二磁铁连接在所述发动机上；

弹性件，所述弹性件设置在所述第一磁铁和所述第二磁铁之间，且所述弹性件处于未被压缩状态时，所述第一磁铁和所述第二磁铁之间设置有间隙；

其中，所述第二磁铁设置成能够改变自身的磁极方向，所述第一磁铁和所述第二磁铁设置成通过磁铁作用力匹配所述发动机的隔振需求。

2.根据权利要求1所述的隔振装置，其特征在于，所述第二磁铁包括：

铁芯，所述铁芯连接在所述发动机上，且所述弹性件连接在所述铁芯内；

换向组件，所述换向组件连接在所述铁芯上，所述换向组件设置成使所述铁芯磁化并改变所述铁芯的磁极方向。

3.根据权利要求2所述的隔振装置，其特征在于，所述换向组件包括：

线圈，所述线圈环绕连接在所述铁芯上，所述线圈设置成使所述铁芯磁化；

换向器，所述换向器用于连接电源和所述线圈，所述换向器设置成改变所述线圈内的电流方向以改变所述铁芯的磁极方向。

4.根据权利要求3所述的隔振装置，其特征在于，所述隔振装置还包括：

检测组件，所述检测组件设置成检测所述后处理装置和所述发动机的振动速度值；

控制器，所述检测组件和所述换向器均与所述控制器连接，所述控制器设置成获取所述振动速度值并控制所述换向器动作。

5.根据权利要求4所述的隔振装置，其特征在于，所述检测组件包括：

第一检测器，所述第一检测器连接在所述后处理装置上，所述第一检测器设置成检测所述后处理装置的振动速度值；

第二检测器，所述第二检测器连接在所述发动机上，所述第二检测器设置成检测所述发动机的振动速度值。

6.根据权利要求2所述的隔振装置，其特征在于，所述第一磁铁内设置有第一导向部，所述弹性件套设在所述第一导向部上。

7.根据权利要求6所述的隔振装置，其特征在于，所述铁芯内设置有第二导向部，所述弹性件套设在所述第二导向部上。

8.根据权利要求1所述的隔振装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

9.根据权利要求1所述的隔振装置，其特征在于，所述第一磁铁为永磁铁。

10.一种隔振装置的控制方法，其特征在于；包括：

控制获取后处理装置和发动机的振动速度值；

根据所述振动速度值计算隔振率；

根据所述隔振率大于预设值，控制第二磁铁与第一磁铁的磁极相同；

根据所述隔振率小于所述预设值，控制所述第二磁铁与所述第一磁铁的磁极相反。

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