CN112537178B - 一种汽车悬架衬套及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车悬架衬套及汽车，包括内套管、橡胶主体、外套管和安装支架；所述橡胶主体上设置有两个填充有磁流变液的液压腔；所述橡胶主体上间隔地设置有上部流道和下部流道，所述上部流道和所述下部流道分别与两个所述液压腔连通；所述磁流变液能够在两个所述液压腔之间流动；所述外套管上设置有能够提供为磁流变液提供变化的磁场的电磁线圈。本发明公开的汽车悬架衬套及汽车，汽车悬架衬套的阻尼性能可以实时主动控制调节，使得在不同的车况下，通过行车电脑及电流调节单元的控制可以获得更适合该车况下的阻尼特性，从而提供更优的整车操控性和舒适性性能，提升了驾乘品质。

Description

一种汽车悬架衬套及汽车

技术领域

本发明涉及液压衬套技术领域，尤其涉及一种汽车悬架衬套及汽车。

背景技术

汽车悬架衬套零件通常装配在汽车悬架的控制臂、连杆、转向节、副车架等底盘构件上。汽车悬架衬套作为汽车底盘结构件的连接单元，可以实现结构件之间的相对运动功能，并实现对振动的隔离和吸收功能等。

当前汽车电控化和智能化已经成为主机厂新的竞争焦点，客户对汽车驾乘体验和科技感有了更高的要求。汽车悬架衬套影响整车操纵稳定性和乘坐舒适性。

现有技术中的汽车悬架衬套只能提供固定的阻尼特性，其阻尼性能还有待改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提供可变阻尼的汽车悬架衬套及汽车。

本发明技术方案提供一种汽车悬架衬套，包括内套管、套接在所述内套管上的橡胶主体、套接在所述橡胶主体上的外套管和套接在所述外套管上的安装支架；

所述橡胶主体上设置有两个填充有磁流变液的液压腔，两个所述液压腔以所述内套管的中心轴对称布置；

所述橡胶主体上间隔地设置有上部流道和下部流道，所述上部流道和所述下部流道分别与两个所述液压腔连通；

在沿着所述内套管的轴线方向上，所述液压腔位于所述上部流道和所述下部流道之间；

所述磁流变液能够在两个所述液压腔之间流动；

所述外套管上设置有能够提供为磁流变液提供变化的磁场的电磁线圈。

进一步地，所述上部流道和所述下部流道连通。

进一步地，所述橡胶主体包括与所述内套管套接的主体部、设置在所述主体部上并向上向外倾斜延伸的上延伸部和设置在所述主体部上并向下向外倾斜延伸的下延伸部；

所述上延伸部与所述下延伸部之间间隔有预设距离，且在沿着所述内套管的径向上，所述上延伸部与所述下延伸部之间的距离逐渐变大；

所述上部流道设置在所述上延伸部上，所述下部流道设置在所述下延伸部上；

所述液压腔形成在所述主体部、所述上延伸部和所述下延伸部之间。

进一步地，所述上延伸部上设置有朝向所述外套管凸起的上凸起部，所述上部流道设置在所述上凸起部上；

所述下延伸部上设置有朝向所述外套管凸起的下凸起部，所述下部流道设置在所述下凸起部上；

所述上凸起部和所述下凸起部分别与所述外套管的内表面密封配合。

进一步地，所述上延伸部中配置有上延伸部骨架，所述下延伸部中配置有下延伸部骨架。

进一步地，所述上延伸部与所述主体部之间配置有上限位环；

在所述上延伸部处于初始状态时，所述上延伸部与所述上限位环之间具有第一间隙；

所述下延伸部与所述主体部之间配置有下限位环；

在所述下延伸部处于初始状态时，所述下延伸部与所述下限位环之间具有第二间隙。

进一步地，所述支架包括支架套筒和设置在所述支架套筒上的连接耳片；

所述支架套筒的底部具有底环，所述底环与所述外套管过盈配合；

所述支架套筒与所述外套管之间还过盈配合有压环；

所述电磁线圈位于所述底环和所述压环之间。

进一步地，所述支架套筒上间隔设置有两个所述连接耳片，每个所述连接耳片上都设置有螺栓安装孔。

进一步地，所述橡胶主体与所述内套管硫化连接，所述外套管与所述橡胶主体压装连接，所述支架与所述外套管过盈配合。

本发明技术方案还提供一种汽车，包括车载电池、行车电脑、汽车悬架和电流调节单元，其中所述汽车悬架中包括有前述任一技术方案所述的汽车悬架衬套；

所述车载电池与所述电流调节单元电连接，所述电流调节单元与所述汽车悬架衬套中的所述电磁线圈电连接，所述行车电脑与所述电流调节单元信号连接。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本发明提供的汽车悬架衬套，汽车悬架衬套的两个液压腔内贮有磁流变液，当汽车悬架衬套在两个液压腔所在的方向运动时，一侧的液压腔被压缩，另一侧的液压腔被拉伸，从而使得被压缩的液压腔内磁流变液通过上部流道和/或下部流道向被拉伸的液压腔方向流动，通过液体的流动形成阻尼力，此即为汽车悬架衬套产生的阻尼力。

磁流变液为能够根据磁场改变物理特性的液体，当磁流变液周围无磁场时，磁流变液为纯流体特征，当磁流变液周围出现磁场后，磁流变液从流体向半固态转化，且当磁场越强，半固态程度越高。当磁流变液半固态程度增加时，磁流变液流动时产生的阻尼力将增大，汽车悬架衬套产生的阻尼力越大，从而可以实现通过改变电磁线圈产生的磁场强弱的来调节汽车悬架衬套的阻尼力特性。

电磁线圈产生的磁场强弱可通过电流调节单元实现，电流调节单元用于根据行车电脑的信号，控制向电磁线圈输出的电流的大小，以实现改变电磁线圈产生的磁场强弱。

综上所述，本发明提供的汽车悬架衬套及汽车，改变了传统液压衬套阻尼只有一种固有特性并且不能实时调节的特征，本发明提供的汽车悬架衬套的阻尼性能可以实时主动控制调节，使得在不同的车况下，通过行车电脑及电流调节单元的控制可以获得更适合该车况下的阻尼特性，从而提供更优的整车操控性和舒适性性能，提升了驾乘品质。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的汽车悬架衬套的立体图；

图2为本发明一实施例提供的汽车悬架衬套的剖视图；

图3为本发明一实施例提供的汽车悬架衬套中的橡胶主体装配在内套管上的立体图；

图4为图3的剖视图；

图5为磁流变液一种循环流动的示意图；

图6为车载电池、行车电脑、电磁线圈和电流调节单元的电连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1-5所示，本发明一实施例提供的汽车悬架衬套10，包括内套管1、套接在内套管1上的橡胶主体2、套接在橡胶主体2上的外套管3和套接在外套管3上的安装支架4。

橡胶主体2上设置有两个填充有磁流变液的液压腔5，两个液压腔5以内套管1的中心轴对称布置。

橡胶主体2上间隔地设置有上部流道6和下部流道7，上部流道6和下部流道7分别与两个液压腔5连通。

在沿着内套管1的轴线方向上，液压腔5位于上部流道6和下部流道7之间。磁流变液能够在两个液压腔5之间流动。

外套管3上设置有能够提供为磁流变液提供变化的磁场的电磁线圈9。

本发明提供的汽车悬架衬套10主要用于汽车悬架中，其装配在汽车悬架的控制臂、连杆、转向节、副车架等底盘构件上，作为汽车底盘结构件的连接单元，可以实现结构件之间的相对运动功能，并实现对振动的隔离和吸收功能。

本发明提供的汽车悬架衬套10包括内套管1、橡胶主体2、外套管3和安装支架4。

内套管1的功能是与控制臂、连杆、螺栓等接口零件进行装配连接。

橡胶主体2与内套管1通过硫化的方式接合。橡胶主体2的功能是提供一定的刚度和变形能力，实现接口零件之间的相对运动，提供一定的隔振和吸振能力。

外套管3通过压装的方式与橡胶主体2装配，外套管3的端面有翻边特征，起密封作用，从而确保磁流变液不会泄露。

安装支架4通过过盈的方式与外套管3结合，安装支架4上开有螺栓孔，用于与副车架等接口零件进行装配连接。

橡胶主体2上设置有两个液压腔5，该两个液压腔5以内套管1的中心轴左右对称布置。液压腔5填充有磁流变液。橡胶主体2上设置有上部流道6和下部流道7，上部流道6位于液压腔5的上方，下部流道7位于液压腔5的下方。上部流道6和下部流道7分别与两个液压腔5连通。磁流变液能够通过上部流道6和/或下部流道7在两侧的液压腔5之间流动。

磁流变液属可控流体，其是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体。悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的特性，而在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的特性。

磁流变液为能够根据磁场改变物理特性的液体，当磁流变液周围无磁场时，磁流变液为纯流体特征，当磁流变液周围出现磁场后，磁流变液从流体向半固态转化，且当磁场越强，半固态程度越高。当磁流变液半固态程度增加时，磁流变液流动时产生的阻尼力将增大，汽车悬架衬套产生的阻尼力越大，从而可以实现通过改变电磁线圈产生的磁场强弱的来调节汽车悬架衬套的阻尼力特性。

外套管3上设置有电磁线圈9，其能够提供为磁流变液提供变化的磁场。电磁线圈9呈螺旋状缠绕在外套管3的外表面上。

液压腔5、上部流道6和下部流道7分别为设置在橡胶主体2朝向外套管3侧的外表面上的凹槽或凹部，凹槽或凹部的开口分别由外套管3的内表面密封住，从而在相应的凹槽或凹部处形成了能够容纳磁流变液的液压腔5及能够允许磁流变液在其中流动的上部流道6和下部流道7。

汽车悬架衬套10安装在汽车悬架上，在汽车运动时，汽车悬架衬套10会受力，当其承受的压力沿着两个液压腔5所在的方向时，一侧的液压腔5被压缩，另一侧的液压腔5被拉伸，从而使得被压缩的液压腔5内磁流变液通过上部流道6和/或下部流道7向被拉伸的液压腔5方向流动，通过液体的流动形成阻尼力，此即为汽车悬架衬套产生的阻尼力。

可通过控制供给电磁线圈9的电流大小来改变电磁线圈9产生的磁场强弱。

当电磁线圈9中的电流大时，其产生的磁场就强，磁流变液的半固态程度越高，磁流变液流动时产生的阻尼力将增大，汽车悬架衬套10产生的阻尼力越大。

当电磁线圈9中的电流小时，其产生的磁场就弱，磁流变液的半固态程度低，磁流变液流动时产生的阻尼力对应变小，汽车悬架衬套10产生的阻尼力对应变小。

如图6所示，当汽车的汽车悬架300上安装有该汽车悬架衬套10时，可以通过电流调节单元400来控制供给电磁线圈9中的电流大小。电流调节单元400可以为电阻可调电路或PWM机构。车载电池100与电流调节单元400通过导线连接，电流调节单元400与电磁线圈9通过导线连接，电流调节单元400处于车载电池100与电磁线圈9的中间用于控制向电磁线圈9供给的电流大小。

行车电脑200(ECU)与电流调节单元400通过导线连接，行车电脑200根据实际路况向电流调节单元400发出指示信号，电流调节单元400根据指示信号调节向电磁线圈9供给的电流大小，从而可以改变电磁线圈产生的磁场强度，进而实现汽车悬架衬套10的阻尼可变。

实际路况可以从安装在车身上的探头、传感器等传来的数据、图像处理获得，实际路况获得这部分为现有技术中的内容，在此不再详述。

一般来说，在平坦路面上减小汽车悬架衬套10的阻尼，在坑洼路面上增大汽车悬架衬套10的阻尼，在车速较慢时减小汽车悬架衬套10的阻尼，在车速较快时增大汽车悬架衬套10的阻尼，还可以根据其它路况进行设定。

综上所述，本发明提供的汽车悬架衬套，改变了传统液压衬套阻尼只有一种固有特性并且不能实时调节的特征，本发明提供的汽车悬架衬套的阻尼性能可以实时主动控制调节，使得在不同的车况下，通过行车电脑及电流调节单元的控制可以获得更适合该车况下的阻尼特性，从而提供更优的整车操控性和舒适性性能，提升了驾乘品质。

在其中一个实施例中，如图3和图5所示，上部流道6和下部流道7连通。在橡胶主体2的外表面上设置有连通槽8，连通槽8连通在上部流道6和下部流道7之间，磁流变液在流动时，可以在上部流道6和下部流道7之间循环。

在其中一个实施例中，如图2和图4所示，橡胶主体2包括与内套管1套接的主体部21、设置在主体部21上并向上向外倾斜延伸的上延伸部22和设置在主体部21上并向下向外倾斜延伸的下延伸部23。

上延伸部22与下延伸部23之间间隔有预设距离，且在沿着内套管1的径向上，上延伸部22与下延伸部23之间的距离逐渐变大。

上部流道6设置在上延伸部22上，下部流道7设置在下延伸部23上。

液压腔5形成在主体部21、上延伸部22和下延伸部23之间。

橡胶主体2包括主体部21、上延伸部22和下延伸部23。主体部21为圆筒部，其硫化套接在内套管1上。

上延伸部22整体呈环形，其连接在主体部21的中上部。在沿着从内套管1至外套管3的方向上，上延伸部22向上并向外倾斜延伸。上部流道6设置在上延伸部22靠近外套管3侧的表面上。

下延伸部23整体呈环形，其连接在主体部21的中下部。在沿着从内套管1至外套管3的方向上，下延伸部23向下并向外倾斜延伸。下部流道7设置在上延伸部23靠近外套管3侧的表面上。

液压腔5形成在主体部21、上延伸部22和下延伸部23之间。在沿着从内套管1至外套管3的方向上，液压腔5的高度逐渐变大，使得靠近外套管3侧大，靠近内套管1侧体积小。因此，液压腔5中与外套管3接触处的磁流变液多，可以更好地被缠绕在外套管3的外表面上的电磁线圈9产生的磁场影响。

在汽车悬架衬套10受力活动时，一侧的上延伸部22和/或下延伸部23被挤压，另一侧的上延伸部22和/或下延伸部23被拉伸，从而使得被挤压侧的液压腔5中的磁流变液经上部流道6和/或下部流道7进入被拉伸侧的液压腔5中。

在其中一个实施例中，如图2和图4所示，上延伸部22上设置有朝向外套管3凸起的上凸起部221，上部流道6设置在上凸起部221上。

下延伸部23上设置有朝向外套管1凸起的下凸起部231，下部流道7设置在下凸起部231上。

上凸起部221和下凸起部231分别与外套管3的内表面密封配合。

通过设置上凸起部221和下凸起部231，可以更好地与外套管3的内表面密封，防止液压腔5、上部流道6和下部流道7中的磁流变液渗出。

在其中一个实施例中，如图2和图4所示，上延伸部22中配置有上延伸部骨架24，下延伸部23中配置有下延伸部骨架25。

上延伸部骨架24和下延伸部骨架25分别为橡胶主体2提供刚度，从而在橡胶主体2上压入外套管3后，橡胶主体2具备保持力。

上延伸部骨架24、下延伸部骨架25分别硫化在上延伸部22和下延伸部23中。

在其中一个实施例中，如图2和图4所示，上延伸部22与主体部21之间配置有上限位环26。

在上延伸部22处于初始状态时，上延伸部22与上限位环26之间具有第一间隙。

下延伸部23与主体部21之间配置有下限位环27。

在下延伸部23处于初始状态时，下延伸部23与下限位环27之间具有第二间隙。

上限位环26和下限位环27分别过盈配合在内套管1或主体部21上。

在上延伸部22未受力而处于初始状态时，上延伸部22与上限位环26之间具有第一间隙。在下延伸部23未受力而处于初始状态时，下延伸部23与上限位环27之间具有第二间隙。

当上延伸部22和/或下延伸部23被挤压时，在与上限位环26和/或下限位环27接触后，则不会再继续移动。

上限位环26和下限位环27的作用是限制上延伸部22和下延伸部23的最大位移，防止位移过大引起的橡胶撕裂。

在其中一个实施例中，如图1-2所示，支架4包括支架套筒41和设置在支架套筒41上的连接耳片42。

支架套筒41的底部具有底环411，底环411与外套管3过盈配合。

支架套筒41与外套管3之间还过盈配合有压环43。

电磁线圈9位于底环411和压环43之间。

连接耳片42与支架套筒41一体成型，其用于与副车架等接口零件进行装配连接。

压环43上具有通孔，用于导线穿过以与电磁线圈9连接。

在支架套筒41的内表面上设置有绝缘层，避免导电。

在其中一个实施例中，如图1所示，支架套筒41上间隔设置有两个连接耳片42，每个连接耳片42上都设置有螺栓安装孔421，用于与副车架等接口零件进行装配连接。

在其中一个实施例中，橡胶主体2与内套管1硫化连接，外套管3与橡胶主体2压装连接，支架4与外套管3过盈配合。

加工时，先将橡胶主体2与内套管1通过硫化工艺连接在一起。

在压装外套管3之前，把硫化在一起的橡胶主体2、内套管1以及外套管3一起浸没在一个大的油液槽内，油液槽内装有磁流变液，在油液槽内直接将外套管3压装到橡胶主体2上，这样在压装时液压腔5内就填充满了磁流变液。

压装即为过盈配合，可通过相应地工具，将外套管3压紧在橡胶主体2上。

本申请中，内套管1、外套管3、安装支架4、上延伸部骨架24、下延伸部骨架25、上限位环26、下限位环27和压环43可分别为金属件。

如图6所示，本发明实施例提供的一种汽车，包括车载电池100、行车电脑200、汽车悬架300和电流调节单元400。其中，汽车悬架300中包括有前述任一实施例所述的汽车悬架衬套10。

车载电池100与电流调节单元400电连接，电流调节单元400与汽车悬架衬套300中的电磁线圈9电连接，行车电脑200与电流调节单元400信号连接。

如图6所示，当汽车的汽车悬架300上安装有该汽车悬架衬套10时，可以通过电流调节单元400来控制供给电磁线圈9中的电流大小。电流调节单元400可以为电阻可调电路或PWM机构。车载电池100与电流调节单元400通过导线连接，电流调节单元400与电磁线圈9通过导线连接，电流调节单元400处于车载电池100与电磁线圈9的中间用于控制向电磁线圈9供给的电流大小。

行车电脑200(ECU)与电流调节单元400通过导线连接，行车电脑200根据实际路况向电流调节单元400发出指示信号，电流调节单元400根据指示信号调节向电磁线圈9供给的电流大小，从而可以改变电磁线圈产生的磁场强度，进而实现汽车悬架衬套10的阻尼可变。

实际路况可以从安装在车身上的探头、传感器等传来的数据、图像处理获得，实际路况获得这部分为现有技术中的内容，在此不再详述。

一般来说，在平坦路面上减小汽车悬架衬套10的阻尼，在坑完路面上增大汽车悬架衬套10的阻尼，在车速较慢时减小汽车悬架衬套10的阻尼，在车速较快时增大汽车悬架衬套10的阻尼，还可以根据其它路况进行设定。

根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种汽车悬架衬套，其特征在于，包括内套管、套接在所述内套管上的橡胶主体、套接在所述橡胶主体上的外套管和套接在所述外套管上的安装支架；

所述橡胶主体上设置有两个填充有磁流变液的液压腔，两个所述液压腔以所述内套管的中心轴对称布置；

所述橡胶主体上间隔地设置有上部流道和下部流道，所述上部流道和所述下部流道分别与两个所述液压腔连通；

在沿着所述内套管的轴线方向上，所述液压腔位于所述上部流道和所述下部流道之间；

所述磁流变液能够在两个所述液压腔之间流动；

所述外套管上设置有能够提供为磁流变液提供变化的磁场的电磁线圈；

所述上部流道和所述下部流道连通，在所述橡胶主体的外表面上设置有连通槽，所述连通槽连通所述上部流道和所述下部流道之间，在磁流变液流动时，磁流变液在所述上部流道和所述下部流道之间循环；

所述橡胶主体包括与所述内套管套接的主体部、设置在所述主体部上并向上向外倾斜延伸的上延伸部和设置在所述主体部上并向下向外倾斜延伸的下延伸部；

所述上延伸部与所述主体部之间配置有上限位环，在所述上延伸部处于初始状态时，所述上延伸部与所述上限位环之间具有第一间隙；

所述上限位环为金属件，所述上限位环过盈配合在所述内套管上；

当所述上延伸部被挤压并与所述上限位环接触后，则所述上延伸部不能再继续移动，所述上限位环用于限制所述上延伸部的最大位移，防止位移过大引起的橡胶撕裂；

所述下延伸部与所述主体部之间配置有下限位环，在所述下延伸部处于初始状态时，所述下延伸部与所述下限位环之间具有第二间隙；

所述下限位环为金属件，所述下限位环过盈配合在所述内套管上；

当所述下延伸部被挤压并与所述下限位环接触后，则所述下延伸部不能再继续移动，所述下限位环用于限制所述下延伸部的最大位移，防止位移过大引起的橡胶撕裂。

2.根据权利要求1所述的汽车悬架衬套，其特征在于，

所述上延伸部与所述下延伸部之间间隔有预设距离，且在沿着所述内套管的径向上，所述上延伸部与所述下延伸部之间的距离逐渐变大；

所述上部流道设置在所述上延伸部上，所述下部流道设置在所述下延伸部上；

所述液压腔形成在所述主体部、所述上延伸部和所述下延伸部之间。

3.根据权利要求2所述的汽车悬架衬套，其特征在于，所述上延伸部上设置有朝向所述外套管凸起的上凸起部，所述上部流道设置在所述上凸起部上；

所述下延伸部上设置有朝向所述外套管凸起的下凸起部，所述下部流道设置在所述下凸起部上；

所述上凸起部和所述下凸起部分别与所述外套管的内表面密封配合。

4.根据权利要求2所述的汽车悬架衬套，其特征在于，所述上延伸部中配置有上延伸部骨架，所述下延伸部中配置有下延伸部骨架。

5.根据权利要求1或2所述的汽车悬架衬套，其特征在于，所述支架包括支架套筒和设置在所述支架套筒上的连接耳片；

所述支架套筒的底部具有底环，所述底环与所述外套管过盈配合；

所述支架套筒与所述外套管之间还过盈配合有压环；

所述电磁线圈位于所述底环和所述压环之间。

6.根据权利要求5所述的汽车悬架衬套，其特征在于，所述支架套筒上间隔设置有两个所述连接耳片，每个所述连接耳片上都设置有螺栓安装孔。

7.根据权利要求1或2所述的汽车悬架衬套，其特征在于，所述橡胶主体与所述内套管硫化连接，所述外套管与所述橡胶主体压装连接，所述支架与所述外套管过盈配合。

8.一种汽车，其特征在于，包括车载电池、行车电脑、汽车悬架、和电流调节单元；其中，所述汽车悬架中包括有权利要求1-7中任一项所述的汽车悬架衬套；

所述车载电池与所述电流调节单元电连接，所述电流调节单元与所述汽车悬架衬套中的所述电磁线圈电连接，所述行车电脑与所述电流调节单元信号连接。

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