CN112406504A - 发动机悬置减振结构、系统及汽车 - Google Patents

发动机悬置减振结构、系统及汽车 Download PDF

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屈少举
李星
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Abstract

本发明涉及一种发动机悬置减振结构、系统及汽车，该发动机悬置减振结构包括蓄电池结构及悬置支架；蓄电池结构包括蓄电池框架，设于蓄电池框架内部的蓄电池本体，设于蓄电池本体底部的蓄电池底板，布置于蓄电池本体外部、且顶部与蓄电池框架的顶面连接、底部与蓄电池底板连接的蓄电池支架板，以及均匀布置于蓄电池本体与蓄电池框架之间的多个弹性元件；悬置支架设于蓄电池结构的底部，在多个方向上的共振频率各不相同；其中，多个弹性元件分别位于所述蓄电池本体的多个方向，多个方向上的弹性元件的刚度各不相同，且多个方向上的弹性元件的刚度与悬置支架在多个方向上的共振频率一一对应，从而起到动力吸振的作用，不需要增加额外的动力吸振器。

Description

发动机悬置减振结构、系统及汽车
技术领域
本发明涉及汽车发动机技术领域，特别涉及一种发动机悬置减振结构、系统及汽车。
背景技术
现有的汽车发动机悬置，其中低频振动一直是需要解决的核心难题。特别是在100-1000Hz以内的中低频振动，要彻底解决该问题，工程技术人员广泛采用增加吸振器、改变悬置结构刚度等方式来解决；上述方式方法虽然可以起到一定的减振作用，但是却大大增加了汽车开发及制造的成本。因此，怎样利用汽车机舱内现有的结构来实现动力吸振器的作用、而不需要增加额外的动力吸振器，这样的解决方案值得我们去探索。上述解决方案，既没有增加太大的成本，又起到了发动机减振吸能的作用。
发明内容
本发明实施例提供了一种发动机悬置减振结构、系统及汽车，在能起到动力吸振的作用的同时，不需增加额外的动力吸振器，节约了研发及生产成本。
一方面，本发明实施例提供了一种发动机悬置减振结构，包括蓄电池结构及悬置支架；蓄电池结构包括蓄电池框架，设于所述蓄电池框架内部的蓄电池本体，设于所述蓄电池本体底部的蓄电池底板，布置于所述蓄电池本体外部、且顶部与所述蓄电池框架的顶面连接、底部与所述蓄电池底板连接的蓄电池支架板，以及均匀布置于所述蓄电池本体与所述蓄电池框架之间的多个弹性元件；悬置支架设于所述蓄电池结构的底部，其在多个方向上的共振频率各不相同；其中，多个所述弹性元件分别位于所述蓄电池本体的多个方向，多个方向上的所述弹性元件的刚度各不相同，且多个方向上的所述弹性元件的刚度与所述悬置支架在多个方向上的共振频率一一对应。
在一些实施例中，沿横向设置的所述弹性元件的刚度与所述悬置支架在横向上的共振频率相对应；沿纵向设置的所述弹性元件的刚度与所述悬置支架在纵向上的共振频率相对应；沿竖向设置的所述弹性元件的刚度与所述悬置支架在竖向上的共振频率相对应。
在一些实施例中，分别沿横向、纵向、竖向设置的所述弹性元件的刚度与所述悬置支架(20)在横向、纵向、竖向上的共振频率一一对应的关系为
Figure BDA0002790954000000021
其中，k为所述弹性元件分别在横向、纵向、竖向上的刚度值，f为所述悬置支架分别在横向、纵向、竖向上的共振频率，m为所述悬置支架分别在横向、纵向、竖向上的质量。
在一些实施例中，沿竖直方向设置的部分所述弹性元件位于所述蓄电池底板与所述蓄电池框架的底面之间。
在一些实施例中，所述悬置支架包括悬置支架主体、以及沿所述悬置支架主体的端部弯折延伸的悬置弯折部，所述蓄电池结构设于所述悬置支架的所述悬置主体的顶部。
在一些实施例中，所述悬置支架包括悬置支架主体、以及沿所述悬置支架主体的端部弯折延伸的悬置弯折部，所述蓄电池结构的一端的部分底面设于所述悬置支架的所述悬置支架弯折部的顶部。
在一些实施例中，所述悬置支架在多个方向上的共振频率通过加速传感器测量获得。
另一方面，本发明实施例提供了一种发动机悬置减振系统，包括发动机，以及设于所述发动机的端部的顶面上的上述所述的发动机悬置减振结构。
在一些实施例中，所述发动机悬置减振系统包括与所述悬置支架连接的机舱纵梁，所述发动机悬置减振结构设于所述机舱纵梁的顶面上。
另一方面，本发明实施例提供了一种汽车，包括如上述所述的发动机悬置减振系统。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：当发动机振动时，发动机振动带动悬置支架共振，从而引发多个方向的共振现象，因此悬置支架在多个方向上的共振频率各不相同；由于多个弹性元件分别位于蓄电池本体的多个方向，多个方向上的弹性元件的刚度各不相同，且多个方向上的弹性元件的刚度与悬置支架在多个方向上的共振频率一一对应，因此多个方向上的弹性元件能将悬置支架上的共振能量转移到蓄电池结构上，从而减小悬置支架传递到车身上的振动，该发动机悬置减振结构能起到动力吸振的作用，不需要增加额外的动力吸振器，从而节约了研发及生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的蓄电池结构的一视角的结构示意图；
图2为本发明实施例的蓄电池结构的另一视角的结构示意图；
图3为本发明实施例的发动机悬置减振系统的其中一结构示意图；
图4为本发明实施例的发动机悬置减振系统的另一结构示意图；
图5为本发明实施例的发动机悬置减振系统的另一结构示意图。
图中：10、蓄电池结构；100、蓄电池框架；101、蓄电池本体；102、蓄电池底板；103、蓄电池支架板；104、弹性元件；20、悬置支架；200、悬置支架主体；201、悬置支架弯折部；30、发动机；40、机舱纵梁。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1、图2、图3所示；本发明实施例提供了一种发动机悬置减振结构，包括蓄电池结构10及悬置支架20；蓄电池结构10包括蓄电池框架100，设于蓄电池框架100内部的蓄电池本体101，设于蓄电池本体101底部的蓄电池底板102，布置于蓄电池本体101外部、且顶部与蓄电池框架100的顶面连接、底部与蓄电池底板102连接的蓄电池支架板103，以及均匀布置于蓄电池本体101与蓄电池框架100之间的多个弹性元件104；同时参见图3所示，悬置支架20设于蓄电池结构10的底部，其在多个方向上的共振频率各不相同；其中，多个弹性元件104分别位于蓄电池本体101的多个方向，多个方向上的弹性元件104的刚度各不相同，且多个方向上的弹性元件104的刚度与悬置支架20在多个方向上的共振频率一一对应。
当发动机30振动时，发动机30振动带动悬置支架20共振，从而引起多个方向产生共振，因此悬置支架20在多个方向上的共振频率各不相同；由于多个弹性元件104分别位于蓄电池本体101的多个方向，多个方向上的弹性元件104的刚度各不相同；由于，多个方向上的弹性元件104与蓄电池本体101之间构成的动力吸振结构的固有频率与悬置支架20在多个方向上的共振频率一一对应，同时，且多个方向上的弹性元件104的刚度与悬置支架20在多个方向上的共振频率一一对应，因此，多个方向上的弹性元件104的刚度与动力吸振结构的固有频率也是一一对应的。因此多个方向上的弹性元件104能将悬置支架20上的共振能量转移到蓄电池结构10，从而减小悬置支架传递到车身上的振动，该发动机悬置减振结构能起到动力吸振的作用，但不需要增加额外的动力吸振器，从而节约了研发及生产成本。
可选的，为了使多个方向上的弹性元件104的刚度与悬置支架20在多个方向上的共振频率一一对应，且能使该发动机悬置减振结构的动力吸振效果最佳；沿横向设置的弹性元件104的刚度与悬置支架20在横向上的共振频率相对应；沿纵向设置的所述弹性元件104的刚度与悬置支架20在纵向上的共振频率相对应；沿竖向设置的弹性元件104的刚度与悬置支架20在竖向上的共振频率相对应。因此，沿横向设置的弹性元件104的刚度值通过悬置支架20在横向上的共振频率计算获得，沿纵向设置的弹性元件104的刚度值通过悬置支架20在纵向上的共振频率计算获得；沿竖向设置的弹性元件104的刚度值通过悬置支架20在竖向上的共振频率计算获得。
可选的，为了使沿横向设置的弹性元件104的刚度值通过悬置支架20在横向上的共振频率计算获得；沿纵向设置的弹性元件104的刚度值通过悬置支架20在纵向上的共振频率计算获得；沿竖向设置的弹性元件104的刚度值通过悬置支架20在竖向上的共振频率计算获得。分别沿横向、纵向、竖向设置的弹性元件104的刚度与悬置支架20在横向、纵向、竖向上的共振频率一一对应的关系为
Figure BDA0002790954000000061
其中，k为弹性元件104分别在横向、纵向、竖向上的刚度值，f为悬置支架20分别在横向、纵向、竖向上的共振频率，m为悬置支架20分别在横向、纵向、竖向上的质量。
可选的，沿竖直方向设置的部分弹性元件104位于所述蓄电池底板102与蓄电池框架100的底面之间。由于蓄电池底板102位于蓄电池本体101的底部，蓄电池底板102和蓄电池支架板103的连接固定起到固定蓄电池本体101的作用，因此为了保证该蓄电池结构的稳定性，且能在竖向上更好的实现动力吸振，沿竖向设置的部分弹性元件104位于所述蓄电池底板102与蓄电池框架100的底面之间。
由于悬置支架20设于蓄电池结构10的底部，蓄电池结构10与悬置支架20的连接方式有如下两种，这样可使蓄电池结构10与悬置支架20的连接更具灵活性。
同时参见图3、图4所示，在本发明实施例中，悬置支架20包括悬置支架主体200、以及沿悬置支架主体200的端部弯折延伸的悬置支架弯折部201，蓄电池结构10设于悬置支架20的悬置支架主体200的顶部。
同时参见图5所示，在本发明实施例中，悬置支架20包括悬置支架主体200、以及沿悬置支架主体200的端部弯折延伸的悬置支架弯折部201，蓄电池结构10的一端的部分底面设于悬置支架20的悬置支架弯折部201的顶部。
可选的，由于需要使沿横向设置的弹性元件104的刚度值通过悬置支架20在横向上的共振频率计算获得；沿纵向设置的弹性元件104的刚度值通过悬置支架20在纵向上的共振频率计算获得；沿竖向设置的弹性元件104的刚度值通过悬置支架20在竖向上的共振频率计算获得；因此悬置支架20在多个方向上的共振频率通过加速传感器测量获得。
本发明实施例提供的一种发动机悬置减振结构，当发动机30振动时，发动机30振动带动悬置支架20共振，从而引起多个方向产生共振，因此悬置支架20在多个方向上的共振频率各不相同；由于多个弹性元件104分别位于蓄电池本体101的多个方向，多个方向上的弹性元件104的刚度各不相同，且多个方向上的弹性元件104的刚度与悬置支架20在多个方向上的共振频率一一对应，因此多个方向上的弹性元件104能将悬置支架20上的共振能量转移到蓄电池结构10，从而减小悬置支架传递到车身上的振动，该发动机悬置减振结构能起到动力吸振的作用，不需要增加额外的动力吸振器，从而减少了研发及生产成本。
同时，为了使多个方向上的弹性元件104的刚度与悬置支架20在多个方向上的共振频率一一对应，且能使该发动机悬置减振结构的动力吸振效果最佳；沿横向设置的弹性元件104的刚度与悬置支架20在横向上的共振频率相对应；沿纵向设置的所述弹性元件104的刚度与悬置支架20在纵向上的共振频率相对应；沿竖向设置的弹性元件104的刚度与悬置支架20在竖向上的共振频率相对应。因此沿横向设置的弹性元件104的刚度值通过悬置支架20在横向上的共振频率计算获得，沿纵向设置的弹性元件104的刚度值通过悬置支架20在纵向上的共振频率计算获得；沿竖向设置的弹性元件104的刚度值通过悬置支架20在竖向上的共振频率计算获得。该计算公式为
Figure BDA0002790954000000081
其中，k为弹性元件104分别在横向、纵向、竖向上的刚度值，f为悬置支架20分别在横向、纵向、竖向上的共振频率，m为悬置支架20分别在横向、纵向、竖向上的质量。
同时参见图3所示，本发明实施例还提供了一种发动机悬置减振系统，包括发动机30，以及设于发动机30的端部的顶面上的如上述所述的发动机悬置减振结构。
同时参见图4、图5所示，在本发明实施例中，所述发动机悬置减振系统包括与悬置支架20连接的机舱纵梁40，所述发动机悬置减振结构设于所述机舱纵梁40的顶面上。
具体为，图4中，悬置支架20的所述悬置支架弯折部201设于所述机舱纵梁40的顶部。图5中，所述蓄电池结构10的一端的部分底面设于所述机舱纵梁40的顶部。
本发明实施例还提供了一种汽车，包括上述所述的发动机悬置减振系统。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“一侧”、“一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种发动机悬置减振结构，其特征在于，包括：
蓄电池结构(10)，包括蓄电池框架(100)，设于所述蓄电池框架(100)内部的蓄电池本体(101)，设于所述蓄电池本体(101)底部的蓄电池底板(102)，布置于所述蓄电池本体(101)外部、且顶部与所述蓄电池框架(100)的顶面连接、底部与所述蓄电池底板(102)连接的蓄电池支架板(103)，以及均匀布置于所述蓄电池本体(101)与所述蓄电池框架(100)之间的多个弹性元件(104)；以及，
悬置支架(20)，设于所述蓄电池结构(10)的底部，其在多个方向上的共振频率各不相同；
其中，多个所述弹性元件(104)分别位于所述蓄电池本体(101)的多个方向，多个方向上的所述弹性元件(104)的刚度各不相同，且多个方向上的所述弹性元件(104)的刚度与所述悬置支架(20)在多个方向上的共振频率一一对应。
2.如权利要求1所述的发动机悬置减振结构，其特征在于，沿横向设置的所述弹性元件(104)的刚度与所述悬置支架(20)在横向上的共振频率相对应；
沿纵向设置的所述弹性元件(104)的刚度与所述悬置支架(20)在纵向上的共振频率相对应；
沿竖向设置的所述弹性元件(104)的刚度与所述悬置支架(20)在竖向上的共振频率相对应。
3.如权利要求2所述的发动机悬置减振结构，其特征在于，分别沿横向、纵向、竖向设置的所述弹性元件(104)的刚度与所述悬置支架(20)在横向、纵向、竖向上的共振频率的一一对应的关系为
Figure FDA0002790953990000021
其中，k为所述弹性元件(104)分别在横向、纵向、竖向上的刚度值，f为所述悬置支架(20)分别在横向、纵向、竖向上的共振频率，m为所述悬置支架(20)分别在横向、纵向、竖向上的质量。
4.如权利要求1所述的发动机悬置减振结构，其特征在于，沿竖向设置的部分所述弹性元件(104)位于所述蓄电池底板(102)与所述蓄电池框架(100)的底面之间。
5.如权利要求1所述的发动机悬置减振结构，其特征在于，所述悬置支架(20)包括悬置支架主体(200)、以及沿所述悬置支架主体(200)的端部弯折延伸的悬置支架弯折部(201)，所述蓄电池结构(10)设于所述悬置支架(20)的所述悬置支架主体(200)的顶部。
6.如权利要求1所述的发动机悬置减振结构，其特征在于，所述悬置支架(20)包括悬置支架主体(200)、以及沿所述悬置支架主体(200)的端部弯折延伸的悬置支架弯折部(201)，所述蓄电池结构(10)的一端的部分底面设于所述悬置支架(20)的所述悬置支架弯折部(201)的顶部。
7.如权利要求1所述的发动机悬置减振结构，其特征在于，所述悬置支架(20)在多个方向上的共振频率通过加速传感器测量获得。
8.一种发动机悬置减振系统，其特征在于，包括发动机(30)，以及设于所述发动机(30)的端部的顶面上的如权利要求1至7中任意一项所述的发动机悬置减振结构。
9.如权利要求8所述的发动机悬置减振系统，其特征在于，所述发动机悬置减振系统包括与所述悬置支架(20)连接的机舱纵梁(40)，所述发动机悬置减振结构设于所述机舱纵梁(40)的顶面上。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求8至9中任意一项所述的发动机悬置减振系统。
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