CN112673191B - 可切换的抗振液压安装件和隔离件 - Google Patents

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Abstract

抗振液压安装件(14)的隔离件(22)包括在工作腔(20)和补偿腔(25)之间的第一通道(26)和第二通道(28)。隔离件(22)包括被固定于容纳腔内的隔膜(32)，隔膜(32)将该容纳腔分为两个相互流体隔断的子空间。隔膜(32)包括关闭装置，其能够具有两个形态：关闭装置此时与中心开口(42)间隔开的打开形态，和关闭装置此时抵靠中心开口(42)以关闭中心通路的关闭形态。

Description

可切换的抗振液压安装件和隔离件
技术领域
本发明涉及抗振液压安装件的隔离件，确切地说，涉及设计用于将发动机安装在车身上的抗振液压安装件的隔离件。
背景技术
用于在车身上安装发动机的抗振装置是已知的，其包括通过抗振液压安装件被连接至第二框架的第一框架，抗振液压安装件能至少沿主振动轴线变形。
但是，该抗振液压安装件被局限于阻尼在特定振频范围内的振动。
还知道了如下抗振液压安装件，其所包括的切换件允许阻尼在至少两个特定振频范围内的振动，例如在正常操作中和发动机空转的操作中的振动。
但切换需要致动器的存在和控制，致动器可能导致抗振装置不太可靠。
发明内容
本发明的目的是补救这些缺陷中的至少一部分。
就此而言，本发明涉及一种隔离件或分隔件，其设计用于布置在抗振液压安装件或抗振液压模块的工作腔和补偿腔之间，该分隔件包括：
-第一通道，其设计成在工作腔和补偿腔之间形成永久打开的通路，
-第二通道，其设计成在工作腔和补偿腔之间形成通路，第二通道所包括的中心通路沿轴向延伸，该中心通路配设有中心开口，
-容纳腔，其朝向工作腔敞开且通过中心开口与中心通路流体连通，和
-隔膜，其被固定在容纳腔中且将容纳腔分为相互流体隔断的两个子空间，隔膜包括关闭装置，该关闭装置从隔膜突出向中心开口且能够处于采用两种形态：
-该关闭装置在隔膜朝向中心通路在第一距离上变形时，在打开形态下与该中心开口间隔开，并且该关闭装置在隔膜朝向中心通路变形超出第一距离时在关闭形态下抵靠该中心开口以关闭该中心通路。
因为有能处于打开形态和关闭形态的隔膜，故取决于振频和隔膜振幅，可以在两个振频范围方面改变抗振液压安装件的阻尼特性。于是，隔膜用作被动切换件，其允许阻尼特性的主频率改变。因为隔膜不必在关闭位置和打开位置之间被主动切换、即借助致动器被切换，故隔膜是被动切换件，其允许改变抗振液压安装件的阻尼特性。与允许阻尼特性的主频率改变的致动器不良操作相关的抗振液压安装件的不良操作的危险于是被消除。于是，该抗振液压安装件更结实耐用和可靠。
实际上，在存在具有高频率、即在18赫兹至30赫兹之间的频率和小振幅、即0.1毫米数量级的振幅的振动的情况下，隔膜因为在工作腔与补偿腔之间有压差而以0.1毫米振幅振动。这种振动的小振幅造成关闭装置未阻断中心通路，即，隔膜处于打开形态，使得第一通道以及第二通道有助于抗振液压安装件的阻尼特性。
当隔膜经受具有低频率、即对应于发动机刚性体运动的约为10赫兹的频率和大振幅、即1毫米数量级的振幅的振动时，该隔膜被偏移，使得关闭装置抵靠中心开口，即，隔膜处于关闭形态。因此该中心通路被阻断。在此情况下，仅第一通道有助于抗振液压安装件的阻尼特性。
在特定实施例中，该关闭装置包括环形突出部。
在特定实施例中，该环形突出部示出侧壁。
在特定实施例中，该侧壁相对于中心通路的轴向倾斜，环形突出部被设计成在关闭形态下抵靠中心开口的内周壁。
倾斜的侧壁允许优化中心开口的关闭。
在特定实施例中，该中心开口示出倒圆边缘。
它允许优化该隔膜的关闭装置与中心开口的合作。
在特定实施例中，该隔膜在隔膜的周向边缘高度处包括紧固凸起用于在容纳腔内固定该隔膜。
在特定实施例中，该容纳腔包括该紧固凸起的容纳槽。
在特定实施例中，该隔膜包括至少一个中间突出部，其从隔膜突出且布置在所述紧固凸起和关闭装置之间。
该中间突出部允许改变隔膜的振动性和进而抗振液压安装件的阻尼特性。
在特定实施例中，该中间突出部在隔膜的横截面视图中为楔形。
在特定实施例中，该隔膜在隔膜横截面视图中示出轴向对称性。
该隔膜于是以一个方向和/或另一个方向可以布置在容纳腔中。还有，从隔膜突出向孔板的该中间突出部以及从隔膜突出向孔板的关闭装置可允许限制自隔膜朝向孔板的偏移。
在特定实施例中，第二通道包括调谐通路，其与中心通路流体连通并在周向上部分围绕中心通路延伸，该调谐通路通向补偿腔。
在特定实施例中，该隔离件包括圆形调谐板，圆形调谐板配备有控制开口且设计用于以不同的取向安放在调谐通路内。
该调谐板可允许改变调谐通路的长度和进而抗振液压安装件的阻尼特性。
在特定实施例中，该控制板包括多个凸耳，凸耳从调谐板起径向突出。
在特定实施例中，这些凸耳围绕控制板的周边均匀分布。
在特定实施例中，该控制板通过紧固件被紧固至隔离件。
在特定实施例中，紧固件延伸穿过控制板的由凸耳限定的开孔。
在特定实施例中，隔离件包括下壁，其界定围绕中心开口的容纳腔。
在特定实施例中，该下壁包括多个凹部。
这些凹部允许改变抗振液压安装件的阻尼特性。
在特定实施例中，该凹部从中心通路起延伸到下壁的圆形边缘。
在特定实施例中，凹部具有相同形状和/或在周向上均匀分布在下壁中。
在特定实施例中，凹部在从上方看时具有三角形状。
本发明同样涉及一种抗振液压安装件，其包括：
-例如如前规定的隔离件，
-弹性体，其与隔离件一起限定工作腔，
-柔性补偿隔膜，其与隔离件一起限定补偿腔，
-该分隔件将工作腔与补偿腔分开。
附图说明
本发明主题的其它特点和优点可以从以下对作为非限制性例子给出的实施例的说明中参照附图来看到。
图1是根据一个实施例的抗振装置的侧视示意图。
图2是图1的抗振装置的俯视示意图。
图3是根据剖切线III-III的图2的横截面图。
图4A是图3的隔离件的俯视分解图。
图4B是图3的隔离件的仰视分解图。
图5A是图4的隔膜的立体示意图。
图5B是图4的示意性横截面立体图。
图6A是处于关闭形态的图3的隔离件的横截面图。
图6B是图6A的局部放大图。
图7A是处于打开形态的图3的隔离件的横截面图。
图7B是图7A的局部放大图。
在所有的图中，共同的零部件由相同的附图标记来标示。
具体实施方式
图1示出抗振装置10的示意图。抗振装置10包括支座12，支座包括用于抗振液压安装件14的容纳壳体。抗振液压安装件14同样被称为液压模块、液力模块或液压安装件。支座12打算被紧固至车辆底盘。抗振液压安装件14包括能在其中固定车辆发动机的固定机构16。在图1的实施例中，固定机构16是孔腔。
抗振液压安装件14示出了本身已知的形态。
如图3所示，固定机构16由例如由弹性体材料制造的弹性体18支承，至少部分界定工作腔20。隔离腔22被紧固至弹性体18。补偿隔膜24被紧固至隔离件22。补偿隔膜24是柔性的但无法伸缩并且至少部分界定补偿腔25。
工作腔20通过弹性体18和隔离件22界定。补偿腔25由隔离件22和补偿隔膜24界定。
工作腔20和补偿腔25通过第一通道26和第二通道28互连。于是，当负荷作用于弹性体18时，工作腔20的体积因为弹性体18的压缩而被减小，从而工作腔20内的液压流体流过第一通道26和/或第二通道28流向补偿腔25并且反之。
隔离腔22的形态可以更好地在图4、图5和图6中被看到。
如图4A和图4B所示，隔离腔22包括孔板30、隔膜32、主体34和调谐板36。隔离腔22示出总体圆柱形形状。主体34限定出第一通道26、第二通道28和用于隔膜32的容纳腔38。容纳腔38是圆柱形空间，其在从上方看时呈圆环形。第一通道26在周向上围绕容纳腔38延伸。第一通道26是永久打开的，从而流体能总是从工作腔20流动至补偿腔25且反之亦然。第一通道26的长度被选择为在第一通道26内的流体的共振频率被调节至要由第一通道26阻尼的振频。
孔板30包括多个开孔31，其将工作腔20连通至容纳腔38和第一通道26。孔板30通过紧固件例如螺钉和/或螺栓被紧固至主体34。
第二通道28包括中心通路40，其具有中心开口42和调谐通路44。中心通路40通过中心开口42通向容纳腔38。中心通路40布置在主体34的中心处并且沿轴向X延伸。调谐通路44与中心通路40流体连通并且围绕中心通路40以环形或螺旋的方式延伸。调谐通路44朝向补偿腔25敞开。调谐通路44至少部分被调谐板36关闭。
调谐板36包括如此布置的调谐开口46，即，它位于调谐通路44上方，无论调谐板36的取向如何。调谐开口46的尺寸在沿径向R测量的其宽度和沿周向C测量的其长度方面被设计成它对应于调谐通路44的宽度，而调谐开口46的长度比调谐通路44的长度短许多，尤其是调谐开口46的宽度和长度大约具有相同的数量级。
调谐板36包括多个凸耳48，在图4、图5和图6的实施例中是六个凸耳48，它们从调谐板36起径向延伸、即在径向R上延伸。凸耳49围绕圆形调谐板36的周长均匀分布。凸耳48相互限定出所述凹部。调谐板36借助固定机构(未示出)如螺钉和螺栓被紧固至主体34。固定机构延伸穿过一些部位，例如用于螺钉50的紧固孔并且在这些部位被固定。凸耳48和所述部位的均匀分布造成调谐板36可以根据多个取向布置在主体34上。
容纳腔38由主体34的下壁52和圆形壁54界定。圆形壁54将容纳腔38与第一通道26分隔开。下壁52在其中心包括中心开口42。下壁52具有多个凹部26，在所示实施例中具有三个凹部56。凹部56从中心开口42以及圆形壁54起延伸。凹部56具有三角形形状。凹部56最好围绕下壁52的周边均匀分布。
隔膜32包括紧固凸起60、中间突出部62和关闭装置64，它们可以呈一件式形成，例如通过模制工艺来制造。紧固凸起60是从隔膜32的两侧突出的环形肋。紧固凸起60的高度H在轴向X上大于容纳腔38的高度。在孔板30被紧固至主体34期间，紧固凸起60主要在轴向X上在孔板30与主体34之间被压缩，使得隔膜32被紧固至分隔件22。如图6A所示，容纳腔38具有隔膜32的紧固凸起60的容纳槽58。
如图5B所示，中间突出部62布置在环形紧固凸起60与环形关闭装置64之间。突出部62在横截面图中是楔形的并且从隔膜32的两侧突出。中间突出部62示出了从隔膜32的顶侧看的环形形状。
在图6B所示的实施例中，关闭装置64包括带有侧壁68的环形凸起66。环形凸起66在横截面视图中为楔形并且从隔膜32的两侧突出。侧壁68相对于轴向X、即中心通路40的延伸方向倾斜。中心开口42示出了倒圆边缘42A。
如图6A和图6B所示，在隔膜32的关闭形态中，环形突出部66的侧壁68抵靠中心开口42的倒圆边缘42A。于是，当隔膜32以一定距离或第一距离被偏移时，关闭装置64的环形突出部66抵靠中心开口42，使得中心通路40被关闭，阻断了第二通道28内的液体流动。
如图7A和图7B所示，在隔膜32的打开形态中，即当在工作腔20和补偿腔25之间的压差时，环形突出部66和中心开口42相互间隔开。于是，液压流体能从中心通路40流入凹部56且反之亦然。
如图5B所示，隔膜32在横截面视图中相对于Y轴是对称的。中间突出部62的和环形突出部66的突出向孔板30的部分用作用于防止隔膜32过大偏转向孔板30的止挡。
在图5B中已经示出了隔膜32的尺寸。环形突出部66的外端的对应于环形突出部66的最大直径的直径D1在15mm和20mm(15毫米至20毫米)之间，优选在16mm和19mm(16毫米至19毫米)之间。在所示实施例中，直径D1约为17.5mm(17.5毫米)。环形突出部66的内端的对应于环形突出部66的最小直径的直径D2在7mm与12mm(7毫米至12毫米)之间，最好在8mm与11mm(8毫米至11毫米)之间。在所示实施例中，直径D2约为9.5mm(9.5毫米)。环形突出部66的最突出部分的直径D3在12mm和17mm(12毫米至17毫米)之间，最好在13mm和16mm(13毫米至16毫米)之间。在所示实施例中，直径D3约为14.5mm(14.5毫米)。隔膜32的布置在环形突出部66内侧的一部分的厚度E为0.5mm和2mm(0.5毫米至2毫米)之间。在所示实施例中，厚度E约为1.5mm(1.5毫米)。
技术原理如下：在存在高频振动、即在20赫兹至25赫兹之间的振动但振幅小即0.1毫米数量级振幅的情况下，因为在工作腔20和补偿腔25之间有压差，隔膜32以0.1mm振幅振动。因为振动振幅小，故关闭装置64未阻断中心通路40，从而第一通道26以及第二通道28有助于抗振液压安装件14的阻尼特性。
当隔膜32遇到低频、即约为10赫兹的发动机空转频率和大振幅即1毫米数量级的振幅的振动时，隔膜32被如此偏移，即，关闭装置64抵靠中心开口42。因此，中心通路40被阻断。在此情况下，仅第一通道26有助于抗振液压安装件14的阻尼特性。这意味着，在有低频大幅振动的情况下，仅第一通道26有助于抗振液压安装件14的阻尼特性，而在存在高频小幅振动的情况下，第一通道26和第二通道28有助于抗振液压安装件的阻尼特性。因此，抗振液压安装件14的阻尼特性在两个频率范围方面不同，从而隔膜32用作用于改变阻尼特性的主频率的被动切换件。因为隔膜32不必在关闭位置和打开位置之间被主动切换，故隔膜32是被动切换件，其允许改变抗振液压安装件14的阻尼特性。
已经确认，凹部56和中间突出部62是允许改动抗振液压安装件14的阻尼特性的部件。但是，中间突出部62和凹部56帮助此作用的方式并非是明确的。因此，中间突出部62和某些凹部56可能是不同的。
当调谐板36在不同的位置上可被紧固至主体34并且因此调谐开口46可布置在调谐通路44内的不同位置上时，第二通道28的长度可被改动。于是，通过改变调谐板36的取向，第二通道28的阻尼特性可容易被调整适应于设计用于连接至抗振液压安装件14的发动机。例如，与调谐开口46的位置相关地，抗振液压安装件14可被用于阻尼三缸发动机以及阻尼四缸发动机。结果，抗振液压安装件14并且尤其是隔离件22可被用于不同的发动机。仅调谐板36的取向将必然被调整适应于不同的发动机。
尽管已经参照具体实施例描述了本文，但显然可以对这些例子做出不同的改动和变化而没有超出如权利要求书所限定的本发明总体范围。还有，所述的不同实施例的个别特征可以在附加实施例中组合。因此，说明书和附图可以被认为是示例性的而非限制意味的。

Claims (21)

1.一种隔离件(22)，所述隔离件(22)被设计成布置在抗振液压安装件(14)的工作腔(20)与补偿腔(25)之间，所述隔离件(22)包括：
-第一通道(26)，所述第一通道(26)被设计成在所述工作腔(20)和所述补偿腔(25)之间形成永久打开的通路，
-第二通道(28)，所述第二通道(28)被设计成在所述工作腔(20)和所述补偿腔(25)之间形成通路，所述第二通道(28)包括在轴向(X)上延伸的中心通路(40)，所述中心通路(40)配设有中心开口(42)，
-容纳腔(38)，所述容纳腔(38)朝向所述工作腔(20)打开并通过所述中心开口(42)与所述中心通路(40)流体连通，和
-隔膜(32)，所述隔膜(32)被固定在所述容纳腔(38)内且将所述容纳腔(38)分为相互流体隔断的两个子空间，所述隔膜(32)包括从所述隔膜(32)突出向所述中心开口(42)的关闭装置(64)，所述隔膜(32)能够处于以下两种形态：
-当所述隔膜(32)朝向所述中心通路(40)在第一距离上变形时，所述关闭装置(64)在打开形态下与所述中心开口(42)间隔开，和
-当所述隔膜(32)朝向所述中心通路(40)变形超过第一距离时，所述关闭装置(64)在关闭形态下抵靠所述中心开口(42)以关闭所述中心通路(40)。
2.根据权利要求1所述的隔离件(22)，其中，所述关闭装置(64)包括环形突出部(66)。
3.根据权利要求1或2所述的隔离件(22)，其中，所述隔膜(32)在所述隔膜(32)的周向边缘的水平高度处包括紧固凸起(60)，用于将所述隔膜(32)固定在所述容纳腔(38)内。
4.根据权利要求1或2所述的隔离件(22)，其中，所述第二通道(28)包括调谐通路(44)，所述调谐通路(44)与所述中心通路(40)流体连通，并且所述调谐通路(44)在周向(C)上部分围绕所述中心通路(40)延伸，所述调谐通路(44)朝向所述补偿腔(25)打开。
5.根据权利要求4所述的隔离件(22)，其中，所述隔离件(22)包括圆形的调谐板(36)，所述调谐板(36)配设有调谐开口(46)且被设计成以不同的取向安放在所述调谐通路(44)内。
6.根据权利要求5所述的隔离件(22)，其中，所述调谐板(36)包括从所述调谐板(36)径向突出的多个凸耳(48)。
7.根据权利要求6所述的隔离件(22)，其中，所述调谐板(36)通过多个固定件被紧固至所述隔离件(22)。
8.根据权利要求1或2所述的隔离件(22)，其中，所述隔离件(22)包括下壁(52)，所述下壁(52)界定围绕所述中心开口(42)的所述容纳腔(38)。
9.根据权利要求8所述的隔离件(22)，其中，所述下壁(52)包括多个凹部(56)。
10.根据权利要求9所述的隔离件(22)，其中，所述凹部(56)从所述中心通路(40)延伸到与所述下壁(52)的圆形边缘一样远。
11.根据权利要求9所述的隔离件(22)，其中，所述凹部(56)具有相同的形状和/或在周向(C)上在所述下壁(52)中均匀分布。
12.根据权利要求9所述的隔离件(22)，其中，所述凹部(56)在从上方看时具有三角形状。
13.根据权利要求2所述的隔离件(22)，其中，所述环形突出部(66)示出侧壁(68)。
14.根据权利要求13所述的隔离件(22)，其中，所述侧壁(68)相对于所述中心通路(40)的轴向(A)倾斜，所述环形突出部(66)被设计用于在关闭形态下抵靠所述中心开口(42)的内周壁。
15.根据权利要求2所述的隔离件(22)，其中，所述中心开口(42)包括倒圆边缘(42A)。
16.根据权利要求3所述的隔离件(22)，其中，所述隔膜(32)包括至少一个从所述隔膜(32)突出且布置在所述紧固凸起(60)和所述关闭装置(64)之间的中间突出部(62)。
17.根据权利要求16所述的隔离件(22)，其中，所述中间突出部(62)在所述隔膜(32)的横截面视图中呈楔形。
18.根据权利要求1或2所述的隔离件(22)，其中，所述隔膜(32)在所述隔膜(32)的横截面视图中示出轴向对称性。
19.根据权利要求6所述的隔离件(22)，其中，所述凸耳(48)绕所述调谐板(36)的周向均匀分布。
20.根据权利要求7所述的隔离件(22)，其中，所述固定件延伸穿过所述调谐板(36)内的由所述凸耳(48)限定的开孔。
21.一种抗振液压安装件(14)，所述抗振液压安装件包括：
-根据前述权利要求中任一项所述的隔离件(22)，
-与所述隔离件(22)一起限定工作腔(20)的弹性体，
-与所述隔离件(22)一起限定补偿腔(25)的柔性补偿隔膜(24)，
-所述隔离件(22)将所述工作腔(20)与所述补偿腔(25)分隔开。
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