CN112833121A - 用于商用车辆的板簧的消音器、车辆及消音器的相关方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于商用车辆的板簧的消音器。该消音器包括：上橡胶体，安装孔限定在该上橡胶体中，第二板簧压配合在该安装孔中，其中，该上橡胶体的顶表面用作与第一板簧接触的接触表面；以及下橡胶体，容纳空间限定在该下橡胶体中，其中，第一缓冲突起设置在下橡胶体的底表面上，使得第三板簧能够与第一缓冲突起接触。

Description

用于商用车辆的板簧的消音器、车辆及消音器的相关方法
技术领域
本发明总体上涉及一种用于商用车辆的板簧的消音器。
背景技术
商用车辆使用板簧组件作为后轮悬挂件以吸收道路振动，同时支撑从货物区施加的负载。板簧组件包括彼此堆叠且结合到后轮轴的两侧部分的多个板簧。
当在车辆行驶期间后轮根据道路状况反复弹起或回弹时，这种板簧组件用于与后轮轴一起上下移动以吸收振动。
在这种情况下，分离的消音器分别被安装在板簧组件的两端上，以便在防止板簧之间直接接触的同时吸收震动。
在下文中，将参考所附的图1至图4描述由板簧组件和消音器组成的相关技术的配置。
如图1和图2所示，板簧组件10包括彼此堆叠的第一板簧11、第二板簧12和第三板簧13，其中，第三板簧13位于最下部。第一板簧11至第三板簧13使用结合装置结合在一起。车辆安装套筒14布置在第一板簧11的两端上，并且消音器20布置在第二板簧12的两端上。
在此，结合装置将第一板簧11和第二板簧12结合为弯曲的以向下凸出且将第三板簧13布置为基本上平坦的。
参考图3和图4，每一个消音器20由上橡胶构件21和下橡胶构件22组成。上橡胶构件21和下橡胶构件22布置在第二板簧12的两侧并且使用螺栓23彼此结合，使得上橡胶构件21与第一板簧11的底表面接触，并且下橡胶构件22与第三板簧13的顶表面以预定距离隔开。
因此，如图1所示，当商用车辆货物区没有负载时，消音器20的上橡胶构件21与第一板簧11的底表面接触，并且下橡胶构件22与第三板簧13的顶表面保持预定距离。
相反，如图2所示，当商用车辆在货物区具有预定或较大重量的负载时，第一板簧11和第二板簧12的两端由于负载的重量向下变形，并且同时，消音器20的上橡胶构件21被压缩，且下橡胶构件22被压缩在第二板簧12和第三板簧13之间以在支撑负载的重量的同时吸收道路振动等。
此外，消音器20的上橡胶构件21防止第一板簧11和第二板簧12之间直接接触以防止噪声，并且同时，下橡胶构件22防止第二板簧12和第三板簧13之间直接接触以防止噪声。
如上所述的板簧组件10制作成在不存在负载时具有第一弹簧常数K1，并且在存在预定或更大重量的负载时具有第二弹簧常数K2。
第二弹簧常数K2可被设为大于第一弹簧常数K1。例如，第一弹簧常数K1可被设为1.67kgf/mm，并且第二弹簧常数K2可被设为18.7kgf/mm。
在板簧组件10的缓冲操作期间，第一弹簧常数K1转变为第二弹簧常数K2的时间点是消音器20的橡胶构件21被压缩、且下橡胶构件22被负载的重量压缩在第二板簧12和第三板簧13之间的时间点。
在从第一弹簧常数K1至第二弹簧常数K2的转变期间弹簧常数的这种显著变化不可避免地使得驾驶员和乘客感受到变化或冲击，从而使驾驶舒适性下降。
此外，尽管消音器20由塑料或橡胶制成以用于缓冲操作和噪声防止操作，但根据其材料性质的限制，消音器20会由于缓冲操作的反复而磨损。此外，这种磨损会改变消音器20的形状，这是成问题的。
此外，当消音器20过度磨损时，不能保持消音器20的初始厚度。当消音器20的形状以此方式变形时，可能会释放耦接上橡胶构件21和下橡胶构件22的螺栓23。如图4所示，磨损可使得螺栓23与直接定位在螺栓23上方的第一板簧11直接接触，从而生成钢铁噪声且使得板簧损坏，这是成问题的。
在本部分中公开的信息仅用于增强对本发明的背景的理解，而不应被视为承认或者以任何形式暗示该信息构成了已经为本领域技术人员所知晓的现有技术。
发明内容
本发明大体上涉及一种用于商用车辆的板簧的消音器。具体实施方式涉及一种用于商用车辆的板簧的消音器，当板簧上下移动以提高商用车辆的乘坐舒适性时，该消音器能够执行缓冲功能和噪声防止功能。
考虑到在相关技术中出现的问题而做出本发明的实施方式。本发明的实施方式提出了一种用于商用车辆的板簧的消音器，该消音器能够在板簧上下移动时容易地执行缓冲功能和噪声防止功能，并且能够防止磨损和形状变形。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于商用车辆的板簧的消音器。该消音器可包括：上橡胶体，安装孔限定在该上橡胶体中，第二板簧压配合在该安装孔中，其中，该上橡胶体的顶表面用作与第一板簧接触的接触表面；以及下橡胶体，容纳空间限定在该下橡胶体中，其中，第一缓冲突起设置在下橡胶体的底表面上，使得第三板簧能够与第一缓冲突起接触。
此外，金属插入件可容纳在上橡胶体内以支撑压配合到安装孔中的第二板簧并且以加强上橡胶体。
位置固定突起可设置在金属插入件的中心部分上，使得锁定突起从第二板簧压配合到其中的安装孔的顶表面突出。
金属插入件可设置有多个耦接孔，金属插入件以消音器的硫化成型与上橡胶体耦接。
锁定孔可设置在第二板簧中，使得锁定突起以锁定方式插入到锁定孔中。
下橡胶体的底表面可以是朝向第一缓冲突起向下倾斜的倾斜表面。
具体地，第二缓冲突起可进一步设置在下橡胶体的缓冲空间的底表面上，以在从上至下方向上在与第一缓冲突起对准的位置处具有向上延伸的凸形形状。
此外，具有通道的分隔件可设置在下橡胶体的缓冲空间中，以将缓冲空间划分为其中容纳流体的左缓冲空间和右缓冲空间。
本发明的实施方式使用以上描述的特征提供以下有益效果。
第一，根据本发明的实施方式的特征在发生驱动轮的弹起行为时，首先允许第一缓冲突起与第三板簧接触，并且允许下橡胶体被压缩和变形，从而容易执行缓冲功能和噪声防止功能。
第二，如果发生驱动轮的回弹行为消音器与第三板簧分开时，由于缓冲空间和下橡胶体的第一和第二缓冲突起的弹性恢复力可导致消音器容易恢复至原始形状，使得可以有利地防止磨损和形变。
第三，因为金属插入件容纳在消音器的上橡胶体内部，可以保持消音器的强度并且可以增加消音器的用于保持第二板簧的支撑力。
第四，与消音器的上橡胶构件和下橡胶构件设置为分离件且通过螺栓连接结合在一起的相关技术结构不同，消音器的上橡胶体和下橡胶体通过硫化成型集成。因此，可以基本防止金属部件(例如，螺栓和板簧)之间的直接接触，从而防止噪声并且防止板簧破裂。
附图说明
结合以下附图，从以下详细描述中，将更清楚地理解本发明的上述和其他目标、特征和优点，其中：
图1和图2是示出了由板簧组件和消音器组成的相关技术的配置的侧视图；
图3是示出了相关技术的消音器的立体图；
图4是示出了通过螺栓连接安装至第二板簧的相关技术的消音器的截面图；
图5是示出了安装在板簧上的根据本发明的实施方式的消音器的立体图；
图6是示出了在安装在板簧上之前的根据本发明的实施方式的消音器的分解立体图；
图7是示出了安装在板簧上的根据本发明的实施方式的消音器的截面图；
图8是示出了根据本发明的实施方式的消音器的弹起操作的截面图；
图9是将在根据本发明的实施方式的消音器的弹起操作期间的板簧的弹簧常数的变化与在相关技术的消音器的弹起操作期间的板簧的弹簧常数的变化进行比较的曲线图；以及
图10是示出了根据本发明的另一实施方式的消音器的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。
图5是示出了安装在板簧上的根据本发明的实施方式的消音器的立体图，图6是示出了在安装在板簧上之前的根据本发明的实施方式的消音器的分解立体图，以及图7是示出了安装在板簧上的根据本发明的实施方式的消音器的截面图。
如图5所示，板簧组件10包括彼此堆叠的第一板簧11、第二板簧12和第三板簧13，其中，第三板簧13位于最下部。第一板簧11至第三板簧13使用结合装置结合在一起。车辆安装套筒14布置在第一板簧11的两端上，并且消音器100布置在第二板簧12的两端上。
在此，结合装置将第一板簧11和第二板簧12结合为以向下延伸的凸形形状弯曲且将第三板簧13布置为基本上平坦的。
每一个消音器100包括由硫化成型集成的上橡胶体110和下橡胶体120。上橡胶体110被紧固至第二板簧12，并且下橡胶体120与第三板簧13隔开，使得第三板簧13可与下橡胶体120接触。
参考图6和图7，安装孔111设置在上橡胶体110内部，使得第二板簧12压配合到安装孔111中。上橡胶体110的顶表面设置为与第一板簧11接触的平坦的接触表面112。
此外，金属插入件113容纳在上橡胶体110的内部以支撑压配合到安装孔111中的第二板簧12并且以加强上橡胶体110的强度。
在使用硫化模具制作消音器100的情况下，当金属插入件113放置在模具内时，金属插入件113可以在完成硫化成型之后存在于消音器100的上橡胶体110内。
如图6所示，位置固定突起115设置在金属插入件113的中心部分上，使得锁定突起114从第二板簧12压配合的安装孔111的顶表面突出。
金属插入件113可具有多个耦接孔116，金属插入件113在消音器100的硫化成型中通过这些耦接孔与上橡胶体110耦接。
此外，锁定孔117设置在第二板簧12中，使得锁定突起114以锁定方式插入锁定孔117中。
因此，如图7所示，当第二板簧12压配合到设置在上橡胶体110中的安装孔111中时，锁定突起114以锁定方式插入到第二板簧12的锁定孔117中，使得消音器100完全安装在第二板簧12上。
如上所述，金属插入件113容纳在消音器100的上橡胶体110中可以增加支撑力以维持消音器100的强度且保持第二板簧12。
此外，与消音器的上橡胶构件和下橡胶构件被螺栓连接的相关技术结构不同，通过硫化成型一体地设置根据本发明的实施方式的消音器100的上橡胶体110和下橡胶体120。因此，可以基本防止金属部件(例如，螺栓和板簧)之间的直接接触，从而防止噪声并且防止板簧断裂。
中空缓冲空间121设置在消音器100的下橡胶体120的内部。第一缓冲突起122从下橡胶体120的底表面向下突出，并且第三板簧13可以与第一缓冲突起122接触。
此外，下橡胶体120的底部设置为朝向第一缓冲突起122向下倾斜的倾斜表面123。当负载经由下橡胶体120的底表面输入时，倾斜表面123设置为降低应力。
此外，第二缓冲突起124还设置在下橡胶体120的缓冲空间121的底表面上，第二缓冲突起124具有向上延伸的凸形形状。第二缓冲突起124在从上至下方向上设置在与第一缓冲突起122对准的位置处。如图7所示，在下橡胶体120被压缩为执行缓冲功能之前，第二缓冲突起124保持与缓冲空间121的顶表面隔开。
以下将描述具有上述配置的根据本发明的实施方式的消音器的操作的流程。
当驱动轮(或驱动轮的轮胎)在车辆行驶期间根据道路状况反复弹起(向上移动)或回弹(向下移动)时，板簧组件10与车辆的后轮轴一起向上或向下移动以吸收道路振动。
在弹起行为期间，板簧组件10的中心部分向上移动以减少第二板簧12和第三板簧13之间的距离，使得安装在第二板簧12的两端部分上的消音器100与第三板簧13接触以执行缓冲功能。
更具体地，如图8所示，首先，设置在每一个消音器100的下橡胶体120中的第一缓冲突起122与第三板簧13的顶表面接触以执行第一缓冲操作，从而吸收由弹起行为引起的震动。随后，下橡胶体120被压缩，并且同时，降低缓冲空间121的高度，使得第二缓冲突起124与缓冲空间121的顶表面接触以执行第二缓冲操作，从而吸收震动。
此外，尽管下橡胶体120的倾斜表面123不与第三板簧13的顶表面直接接触，但是倾斜表面123用于响应于弹起行为使由负载的输入引起的应力分散。
如上所述，消音器100的多级缓冲操作可以容易地缓冲弹起冲击，该多级缓冲操作包括第一缓冲突起122与第三板簧13接触的操作、下橡胶体120被压缩和变形的操作、第二缓冲突起124与缓冲空间121的顶表面接触的操作、以及倾斜表面123的应力分散操作。
因为板簧组件10的弹簧常数从第一弹簧常数K1转变为大于第一弹簧常数K1的第二弹簧常数K2，所以弹簧常数由于上述操作沿着比现有技术的屈曲部分更平稳的屈曲部分改变，该操作包括第一缓冲突起122与第三板簧13接触的操作、在第二缓冲突起124与缓冲空间121的顶表面接触的同时下橡胶体120被压缩和变形的操作、以及倾斜表面123的应力分散。
更具体地，在相关技术中，如图9所示，板簧组件10的弹簧常数从第一弹簧常数K1急速地转变为第二弹簧常数K2。相反，根据本发明的实施方式，由于如上所述的消音器100的多级操作，弹簧常数沿着平稳的屈曲部分从第一弹簧常数K1转变为第二弹簧常数K2，使得可以降低负载至板簧组件10的自发集中(spontaneous concentration)，从而提高板簧组件10的耐久性。
相反，在回弹行为中，板簧组件10的中心部分向下移动以增加第二板簧12和第三板簧13之间的距离，使得安装在第二板簧12的两端部分上的消音器100与第三板簧13再次间隔开。
同时，在弹起为期间已经压缩的下橡胶体120通过弹性恢复力而容易地恢复至原始位置，并且板簧组件10的弹簧常数从第二弹簧常数K2恢复至第一弹簧常数K1。
根据如图10所示的本发明的另一实施方式，具有通道125的分隔件126还可设置在下橡胶体120的缓冲空间121中。流体127可以包含在缓冲空间121的由分隔件126划分的左缓冲空间121-1和右缓冲空间121-2中。
因为流体127包含在下橡胶体120的缓冲空间121中，所以当下橡胶体120被压缩和变形时，流体127可以传递至左缓冲空间121-1和右缓冲空间121-2以执行缓冲操作。
因此，在下橡胶体120的压缩和变形期间集中至下橡胶体120的负载可分散至流体127。此外，在下橡胶体120的压缩和变形期间将产生的噪声可以被流体127吸收，从而有利于噪声、振动和不平顺性(NVH)性能的改善。
尽管出于说明的目的描述了本发明的示例性实施方式，然而，本领域技术人员应理解，在不背离如在所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (20)

1.一种用于商用车辆的板簧的消音器，所述消音器包括：
上橡胶体，安装孔限定在所述上橡胶体中，第二板簧压配合在所述安装孔中，其中，所述上橡胶体的顶表面用作与第一板簧接触的接触表面；以及
下橡胶体，容纳空间限定在所述下橡胶体中，其中，第一缓冲突起设置在所述下橡胶体的底表面上，使得第三板簧能够与所述第一缓冲突起接触。
2.根据权利要求1所述的消音器，还包括容纳在所述上橡胶体内的金属插入件，其中，所述金属插入件被构造成支撑压配合到所述安装孔中的所述第二板簧并且加强所述上橡胶体。
3.根据权利要求2所述的消音器，还包括设置在所述金属插入件中的多个耦接孔，其中，所述多个耦接孔与所述上橡胶体耦接。
4.根据权利要求2所述的消音器，还包括设置在所述金属插入件的中心部分上的位置固定突起，其中，锁定突起从所述第二板簧压配合到其中的所述安装孔的顶表面突出。
5.根据权利要求4所述的消音器，还包括设置在所述第二板簧中的锁定孔，其中，所述锁定突起以锁定方式插入到所述锁定孔中。
6.根据权利要求1所述的消音器，其中，所述下橡胶体的底表面包括朝向所述第一缓冲突起向下倾斜的倾斜表面。
7.根据权利要求1所述的消音器，还包括设置在所述下橡胶体的缓冲空间的底表面上的第二缓冲突起，所述第二缓冲突起在从上至下方向上在与所述第一缓冲突起对准的位置处具有向上延伸的凸形形状。
8.根据权利要求1所述的消音器，还包括具有通道并设置在所述下橡胶体的缓冲空间中的分隔件，其中，所述分隔件将所述缓冲空间划分为左缓冲空间和右缓冲空间。
9.根据权利要求8所述的消音器，还包括在所述左缓冲空间和所述右缓冲空间中的流体。
10.一种车辆，包括：
板簧组件，包括第一板簧、第二板簧和第三板簧；以及
消音器，附接至所述板簧组件，所述消音器包括：上橡胶体，包括安装孔，其中，所述第二板簧压配合在所述安装孔中，并且其中，所述上橡胶体的顶表面与所述第一板簧接触；及下橡胶体，包括容纳空间以及位于所述下橡胶体的底表面上的第一缓冲突起，其中，所述第一缓冲突起被构造成能够与所述第三板簧接触。
11.根据权利要求10所述的车辆，还包括布置在所述第一板簧的两端处的车辆安装套筒。
12.根据权利要求10所述的车辆，还包括布置在所述上橡胶体内部的金属插入件，其中，所述金属插入件支撑所述第二板簧。
13.根据权利要求12所述的车辆，还包括：
位置固定突起，位于所述金属插入件的中心部分上；
锁定突起，从所述安装孔的顶表面突出；以及
多个耦接孔，位于所述金属插入件中。
14.根据权利要求13所述的车辆，还包括位于所述第二板簧中的锁定孔，其中，所述锁定突起插入到所述锁定孔中。
15.根据权利要求10所述的车辆，其中，使用硫化模具形成所述消音器。
16.根据权利要求10所述的车辆，还包括：
中空的缓冲空间，位于所述下橡胶体中；以及
第二缓冲突起，设置在中空的所述缓冲空间的底表面上并且在从上至下方向上与所述第一缓冲突起对准。
17.根据权利要求10所述的车辆，还包括：
缓冲空间，位于所述下橡胶体中；
分隔件，设置在所述缓冲空间中，所述分隔件具有通道并且将所述缓冲空间划分为左缓冲空间和右缓冲空间；以及
流体，容纳在所述左缓冲空间和所述右缓冲空间中。
18.根据权利要求10所述的车辆，还包括位于所述下橡胶体的底表面上的倾斜表面，所述倾斜表面朝向所述第一缓冲突起向下倾斜。
19.一种执行消音器的多级缓冲操作的方法，所述消音器安装在板簧组件上，所述板簧组件包括以堆叠方式结合的第一板簧、第二板簧和第三板簧，所述方法包括：
在弹起行为期间，执行第一缓冲操作，包括使设置在所述消音器的下橡胶体中的第一缓冲突起与所述第三板簧的顶表面接触；以及
在所述弹起行为期间，执行第二缓冲操作，包括压缩所述下橡胶体、降低设置在所述下橡胶体中的缓冲空间的高度、以及使设置在所述下橡胶体的所述缓冲空间的底表面处的第二缓冲突起与所述缓冲空间的顶表面接触。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：
在回弹行为期间，向下移动所述板簧组件的中心部分以增加所述第二板簧和所述第三板簧之间的距离；
在所述回弹行为期间，使所述下橡胶体恢复至其原始位置；以及
在所述回弹行为期间，恢复所述板簧组件的弹簧常数。
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