CN113494553A - 用于车辆的发动机悬置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用于车辆的发动机悬置，发动机悬置包括膜，该膜是用于支撑车辆的传动系的发动机悬置的基本组件。膜可以根据输入振幅而上下和径向变形，以根据输入振幅来打开或关闭上板和下板的旁通孔。因此，可以容易地实现在怠速时隔离传动系产生的振动的功能以及在行驶时控制传动系的行为的缓冲功能，并且可以防止由于气蚀现象和嘎嘎声现象产生异常噪声。

Description

用于车辆的发动机悬置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的发动机悬置(mount)。用于车辆的发动机悬置包括膜，该膜本身可以根据输入振幅而变形，以防止气蚀噪声并使发动机悬置的动态特性能够以可自切换的(self-switchable)方式切换。
背景技术
通常，在将发动机和包括变速器的传动系(powertrain)安装在发动机室中时，为了有效地减小传递到车体的振动和噪声，发动机和传动系通过发动机悬置安装。
发动机悬置被分类为封入流体的流体发动机悬置、负压半主动式发动机悬置、电子半主动式发动机悬置等，并且发动机悬置可以被构造成除了上面列出的发动机悬置以外的各种结构。
这种发动机悬置实现了以下功能：在车辆的发动机室中支撑传动系，怠速时隔离传动系产生的振动并且在车辆行驶时控制传动系的行为。
优选地，关于发动机悬置的动态特性和缓冲(damping)值，为了在怠速时隔离传动系的振动，有利的是减小C2频率(通常，约30至50Hz的频率)下的动态特性，并且为了在行驶时控制传动系的行为，有利的是增加8至15Hz频带内的缓冲值。
为此，采用负压半主动式发动机悬置或电子半主动式发动机悬置作为支撑传动系的发动机悬置。
作为参考，“负压半主动式发动机悬置”是指采用负压驱动器的流体发动机悬置，该负压驱动器根据行驶条件而打开或关闭以改变动态特性，“电子半主动式发动机悬置”是指作为采用电子驱动器的流体发动机悬置的发动机悬置，该电子驱动器根据行驶条件而打开或关闭以改变动态特性。
尽管半主动式发动机悬置根据行驶条件有利地在两种类型的动态特性之间切换，但是存在的问题在于，由于必须添加负压驱动器或电子驱动器，因此制造成本和重量增加。
此外，传统的发动机悬置表现出气蚀现象和嘎嘎声(rattling)现象，因此由于气蚀现象和嘎嘎声现象而产生异常噪声，在气蚀现象中由于输入振幅大引起芯衬套和主橡胶的瞬间升高而在上流体室中形成负压，并且发生填充在上流体室和下流体室中的流体中的气泡膨胀并破裂的嘎嘎声现象，同时流体从下流体室流到上流体室的流速增加并且膜剧烈振动。
在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
在优选的方面中，提供了一种用于车辆的发动机悬置，其中作为用于支撑车辆的传动系的发动机悬置的基本组件的膜本身可以根据输入振幅而上下和径向变形，以根据输入振幅来打开或关闭上板和下板的旁通孔。因此，可以容易地实现在怠速时隔离传动系产生的振动的功能以及在行驶时控制传动系的行为的缓冲功能，并且可以防止由于气蚀现象和嘎嘎声现象产生异常噪声。
在一方面中，提供了一种用于车辆的发动机悬置，该发动机悬置包括：主橡胶，形成在用于与车体组装的芯衬套的外表面上；外管，附接到主橡胶的外表面并向下延伸；孔口体，孔口体的圆周设置有用于上流体室和下流体室之间流体连通的主流动路径，并且孔口体的底表面设置有第二流体通道孔，孔口体安装在外管的内周边部分上；下板，包括形成在下板的外周边部分的第二流体旁通孔并且一体地形成在孔口体的内周边部分；上板，包括形成在上板的外周边部分以与主流动路径连通的第一流体通道孔、被构造成与第二流体旁通孔连通的第一流体旁通孔和形成在上板的中央区域的流体引入孔，上板联接到孔口体的上部；膜，包括被构造成与流体引入孔对准的流体作用凹口，并且包括被构造成打开或关闭第一流体旁通孔和第二流体旁通孔的开闭板，膜设置在下板和上板之间的空间内以在径向方向上弹性变形；以及隔膜，安装在孔口体的下部以限定下流体室。
膜可以包括：i)流体作用板，形成有具有V形截面的流体作用凹口；ii)弹性变形板，与流体作用板一体地形成，并且从流体作用板的外周边倾斜地向下延伸；以及iii)开闭板，与弹性变形板一体地形成，并且从弹性变形板的外周边水平地延伸以打开或关闭第一流体旁通孔和第二流体旁通孔。
膜的开闭板可以包括以预定间隔周向设置的多个狭缝。
膜可以包括形成在膜的下表面的中央的紧固突起，并且下板的中央形成有紧固孔，紧固突起压入装配到紧固孔中。
下板可以包括形成在紧固孔的周围的流体排出孔，使得当膜向下弹性变形时，膜和下板之间存在的流体通过流体排出孔排出。
上流体室可以被限定为主橡胶和上板之间的空间，并且下流体室可以被限定为孔口体和下板与隔膜之间的空间。
当包括车辆怠速时的振动的微振动被施加到发动机悬置时，可以在膜保持膜的初始形状的同时，通过上板的第一流体旁通孔和下板的第二流体旁通孔彼此连通来实现上流体室和下流体室之间的流体连通。
当由于车辆行驶引起的大位移振动被施加到发动机悬置时，上流体室内的流体可以通过上板的流体引入孔作用在膜的流体作用凹口上，并且膜可以向下和径向弹性变形以关闭上板的第一流体旁通孔和下板的第二流体旁通孔，从而通过孔口体的主流动路径来实现上流体室和下流体室之间的流体连通。
隔膜的边缘部分可以附接有刚性增强板以增强隔膜的刚性。
用于连接到发动机的托架可以安装在主橡胶和外管的外表面上。
盖体可以安装在托架的下开口中以覆盖隔膜的下部。
在下文讨论本发明的其他方面。
在下文讨论本发明的上述和其他特征。
附图说明
现在将参照本发明的各个示例性实施例详细描述本发明的上述和其他特征，本发明的各个示例性实施例在下面仅通过说明的方式给出的附图中示出，因此并不限制本发明，并且其中：
图1至图4示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的示例性发动机悬置及其组装过程；
图5是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的发动机悬置的最终组装状态的截面图；
图6是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的发动机悬置的膜的平面图；
图7是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的发动机悬置的膜处于弹性变形状态的截面图；
图8是示出根据本发明的示例性实施例的发动机悬置在发动机怠速时的操作的局部放大截面图；
图9是示出根据本发明的示例性实施例的发动机悬置在发动机怠速时的动态特性的曲线图；
图10和图11是示出根据本发明的示例性实施例的发动机悬置在行驶时的缓冲操作的局部放大截面图；以及
图12是示出根据本发明的示例性实施例的发动机悬置在行驶时的缓冲操作中的动态特性的曲线图。
在附图中示出的附图标记包括对如下面进一步讨论的以下元件的参考。
应理解的是，附图不一定按比例绘制，示出了说明本发明的基本原理的各种优选特征的有所简化的表示。本文公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、取向、位置和形状，将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。
在附图中，附图标记在若干附图中指代本发明的相同或等同部分。
具体实施方式
在下文中，现在将详细参照本发明的各个实施例，各个实施例的示例在附图中示出并且在下面进行描述。尽管将结合示例性实施例描述本发明，但是将理解的是，本说明书并非旨在将本发明限制于那些示例性实施例。相反，本发明旨在不仅覆盖示例性实施例，而且还将覆盖可以包括在由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的各种替代形式、修改形式、等同形式以及其他示例性实施例。
在本说明书中，应理解的是，诸如“包括”或“具有”的术语旨在指示存在说明书所描述的特征、数量、步骤、操作、组件、部件或其组合，并且不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、组件、部件或其组合的可能性。此外，当诸如层、膜、区域或板的部分被称为在另一部分“上方”时，该部分不仅可以直接在该另一部分“上方”，而且也可以在该部分和该另一部分之间存在其他部分。相反，当诸如层、膜、区域或板的部分被称为在另一部分“下方”时，该部分不仅可以直接在另一部分“下方”，而且还可以在该部分和该另一部分之间存在其他部分。
理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语通常包括机动车辆，例如包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用车，包括各种船只和轮船的船舶，飞行器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力车辆、氢动力车辆和其他替代燃料(例如，源自除石油以外的资源的燃料)车辆。如本文所指，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如，汽油和电双动力车辆。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。
图1至图4示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的发动机悬置及其组装过程。图5是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的发动机悬置的最终组装状态的截面图。
如图2至图5所示，用于组装到车体的螺栓12可以联接到金属芯衬套10，金属芯衬套10用作发动机悬置的骨架，并且可以通过硫化粘合(curing adhesion)等方式在芯衬套10的外周边部分设置主橡胶20以吸收振动。
金属外管22可以通过硫化粘合进一步附接到主橡胶20的下部的外表面。外管22可以向下延伸，以提供孔口体40等的安装空间。
外管22内可以设置有彼此组装的孔口体40、上板70和膜60等，其中孔口体40一体地形成有下板50，上板70堆叠在孔口体40上并联接到孔口体40，膜60设置在下板50和上板70之间。
孔口体40具有圆环形状，并且沿孔口体40的圆周可以设置有用于上流体室101和下流体室102之间流体连通的主流动路径42。孔口体40的底表面上的预定位置可以设置有与下流体室102连通的第二流体通道孔44。孔口体40可以安装到外管22的内周边部分。
下板50可以与孔口体40的内周边部分一体地形成。
例如，下板50可以设置有以预定间隔周向设置在下板50的外周边部分的多个第二流体旁通孔52，并且下板50可以与孔口体40的内周边部分一体地形成。
此外，下板50的中央可以设置有紧固孔51，膜60的紧固突起65压入装配在紧固孔51中，并且可以在紧固孔51的周围设置有流体排出孔53，以使得在膜60向下变形时膜60和下板50之间存在的流体通过流体排出孔53排出。
特别地，因为在膜60向下和径向弹性变形之前，流体被填充至膜60和下板50之间的空间，因此为了使膜60容易地向下和径向弹性变形，必须排出填充在膜60和下板50之间的空间内的流体。
因此，由于下板50内在紧固孔51的周围形成有流体排出孔53，因此当膜60向下和径向弹性压缩变形时，能够将膜60和下板50之间的空间内存在的流体容易地排出到下流体室102。
通过将膜60的紧固突起65压入装配到下板50的紧固孔51中之后将上板70联接到孔口体40，从而膜60可以设置在下板50和上板70之间的空间内以可上下和径向弹性变形。
为此，由圆形板构成的上板70可以包括：单个第一流体通道孔71，用于与孔口体40的主流动路径连通；第一流体旁通孔72，形成在上板70的内周部分以与下板50的第二流体旁通孔52连通；以及流体引入孔73，形成在上板70的中央区域以将上流体室101内的流体引入到膜60的流体作用凹口62中。
膜60可以包括：流体作用凹口62，形成在膜60的中央以与上板70的流体引入孔73对准；以及开闭板64，设置在膜60的外周边部分以打开或关闭上板70的第一流体旁通孔72和下板50的第二流体旁通孔52。膜60可以设置在下板50和上板70之间以可上下和径向弹性变形。
例如，膜60可以包括：i)流体作用板61，位于膜60的中央并且形成有具有V形截面的流体作用凹口62；ii)弹性变形板63，与流体作用板61一体地形成，并且从流体作用板61的外周边倾斜地向下延伸；以及iii)开闭板64，与弹性变形板63一体地形成，并且从弹性变形板63的外周边水平地延伸以打开或关闭第一流体旁通孔72和第二流体旁通孔52。膜60可以设置在下板50和上板70之间的空间内以可上下和径向弹性变形。
优选地，如图6所示，由于膜60的开闭板64设置有以预定间隔周向设置的多个狭缝66，使得当膜60向下和径向弹性变形时，膜60的外周边部分扩大并且狭缝66变宽，因此可以补偿膜60的径向弹性变形并防止损坏开闭板64。
因此，如图7所示，当来自上流体室101的流体被施加到膜60的流体作用凹口62时，流体作用板61和弹性变形板63两者都可以在被压缩的同时容易地向下变形，并且弹性变形板63可以容易地径向向外扩大。
同时，由于在弹性变形板63的外周边一体地形成的开闭板64可以径向向外扩大，因此开闭板64在上板70的第一流体旁通孔72和下板50的第二流体旁通孔52之间向外移动，从而阻挡第一流体旁通孔72和第二流体旁通孔52之间的流体流动。
例如，由于当膜60向下和径向向外弹性变形时，膜60和下板50之间的空间内存在的流体通过下板50的流体排出孔53排出到下流体室102，因此膜60可以容易地向下和径向向外弹性压缩变形。
因为形成在膜60的下表面的中央的紧固突起65压入装配到下板50的紧固孔51中并且锁定，因此膜60可以向下和径向向外弹性变形的轨迹保持恒定。
隔膜80可以附接到孔口体40的下部以限定下流体室102。
优选地，因为隔膜80被构造成具有波纹形状，因此可能需要增强保持波纹形状所需的刚性。例如，为了增强隔膜80的刚性，可以将金属刚性增强板82附接到隔膜80的边缘部分。
上流体室101被限定为主橡胶20和上板70之间的空间，并且下流体室102被限定为孔口体40和下板50与隔膜80之间的空间。
用于联接到发动机的托架30可以安装在主橡胶20和外管22的外表面上，并且用于保护隔膜80的杯状盖体90可以安装在托架30的下开口中。
现在将对如上所述构造的根据本发明的示例性实施例的发动机悬置的操作进行描述。
图8是示出根据本发明的实施例的发动机悬置在发动机怠速时的操作的局部放大截面图。图9是示出根据本发明的实施例的发动机悬置在发动机怠速时的动态特性的曲线图。
当车辆怠速时的振动或车辆由于在状态良好的道路上行驶引起的微振动被施加到发动机悬置时，主橡胶20可以吸收微振动，并且即使上流体室101内的流体作用在流体作用凹口62上，膜60也仅会上下和径向微变形(小于约±1mm)。
从图9中的曲线图可以看出，根据本发明的示例性实施例的发动机悬置的动态特性与传统的橡胶发动机悬置的动态特性相似。
例如，当包括怠速时的振动的微振动被施加到发动机悬置时，因为膜60仅上下和径向微变形(小于约±1mm)，因此膜60可以保持与其初始形状几乎相同的形状。因此，膜60的开闭板64不能移动到上板70的第一流体旁通孔72和下板50的第二流体旁通孔52之间的位置。
因此，由于第一流体旁通孔72与第二流体旁通孔52对准并因此彼此连通，因此如图8中的箭头所示，上流体室101内的流体可以通过第一流体旁通孔72和第二流体旁通孔52流入下流体室102中，同时与主橡胶20一起吸收微振动。
图10和图11是示出根据本发明的示例性实施例的发动机悬置在行驶时的缓冲操作的局部放大截面图。图12是示出根据本发明的示例性实施例的发动机悬置在行驶时的缓冲操作中的动态特性的曲线图。
当由于在崎岖不平的道路上行驶引起的大位移振动被施加到发动机悬置时，上流体室101内的流体可以通过上板70的流体引入孔73施加到膜60的流体作用凹口62，同时主橡胶20可以被压缩同时吸收振动。
随后，由于膜60可以通过作用在流体作用凹口62上的流体的压力向下和径向弹性变形(例如，±1mm以上)，因此膜60可以关闭上板70的第一流体旁通孔72和下板50的第二流体旁通孔52，从而通过孔口体40的主流动路径42实现上流体室101和下流体室102之间的流体连通。
例如，当来自上流体室101的流体可以被施加到膜60的流体作用凹口62时，膜60的流体作用板61和弹性变形板63可以被压缩并向下变形，同时弹性变形板63可以径向向外变形并扩大。随后，与弹性变形板63的外周边部分一体地形成的开闭板64也可以被径向向外推动，并且可以移动到上板70的第一流体旁通孔72和下板50的第二流体旁通孔52之间的位置，从而阻挡第一流体旁通孔72和第二流体旁通孔52之间的流体流动。因此，上流体室101和下流体室102之间的流体连通可以通过孔口体40的主流动路径42来实现。
因此，如图10所示，由于上流体室101内的流体通过上板70的第一流体通道孔71沿着孔口体40的主流动路径42流动，并通过孔口体40的第二流体通道孔44被引入到下流体室102内，因此可以实现大位移振动(向下)的缓冲。
另一方面，如图11所示，由于下流体室102内的流体通过孔口体40的第二流体通道孔44沿着孔口体40的主流动路径42流动，并且通过上板70的第一流体通道孔71被引入到上流体室101内，因此可以实现大位移振动(向上)的缓冲。
优选地，如从图12中的曲线图可以看出，当在崎岖不平的道路上行驶(大位移振动)时，根据本发明的示例性实施例的发动机悬置可以表现出等同或优于传统的流体发动机悬置的动态特性的动态特性。
特别地，当下流体室102内的流体沿着孔口体40的主流动路径42移动到上流体室101以缓冲大位移振动(向上)时，作用在膜60的流体作用凹口62上的流体的压力可以释放(减小)，并且膜60可以通过其弹性恢复力恢复到其初始形状。
因此，如图11所示，由于开闭板64从第一流体旁通孔72和第二流体旁通孔52之间的位置向内移动，因此第一流体旁通孔72与第二流体旁通孔52可以连通。
因此，当芯衬套10和主橡胶20瞬间升高以缓冲大位移振动(向上)而在上流体室101内产生负压时，由于第一流体旁通孔72与第二流体旁通孔52连通并且下流体室102内的流体可以依次通过第二流体旁通孔52和第一流体旁通孔72流到上流体室101，因此负压可以迅速释放。
因此，由于在上流体室101内产生的负压释放，因此可以防止流体中的气泡由于负压而破裂的常见气蚀现象。此外，由于膜60通过其紧固突起65牢固地固定到下板50，并且开闭板64从第一流体旁通孔72和第二流体旁通孔52之间的位置移离而使得与流体的接触最小化，因此可以防止由于流体的流动速度引起的嘎嘎声现象，并且因此可以防止由于气蚀现象和嘎嘎声现象产生异常噪声。
由于上述构造，本发明提供了以下效果。
由于膜本身根据输入振幅和流体作用方向而上下和径向变形，因此可以通过抑制在上流体室内产生负压来防止气蚀现象的同时防止由于膜剧烈振动引起的嘎嘎声现象，并且因此可以防止由于气蚀现象和嘎嘎声现象产生异常噪声。
此外，由于根据车辆是怠速还是行驶以可自切换的方式切换一体板的膜部分的动态特性，因此发动机悬置可以容易地实现在怠速时隔离传动系产生的振动或在行驶时控制传动系的行为的缓冲功能。
已经参照本发明的各个示例性实施例详细描述了本发明。然而，本领域技术人员将理解的是，可以在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些示例性实施例进行改变，本发明的范围由所附权利要求书及其等同形式限定。

Claims (11)

1.一种用于车辆的发动机悬置，包括：
主橡胶，形成在用于与车体组装的芯衬套的外表面上；
外管，附接到所述主橡胶的外表面并向下延伸；
孔口体，所述孔口体的圆周设置有用于上流体室和下流体室之间流体连通的主流动路径，并且所述孔口体的底表面设置有第二流体通道孔，所述孔口体安装在所述外管的内周边部分上；
下板，包括形成在所述下板的外周边部分的第二流体旁通孔并且一体地形成在所述孔口体的内周边部分；
上板，包括形成在所述上板的外周边部分以与所述主流动路径连通的第一流体通道孔、与所述第二流体旁通孔连通的第一流体旁通孔和形成在所述上板的中央区域的流体引入孔，所述上板联接到所述孔口体的上部；
膜，包括与所述流体引入孔对准的流体作用凹口，并且具有打开或关闭所述第一流体旁通孔和所述第二流体旁通孔的开闭板，所述膜设置在所述下板和所述上板之间的空间内以在径向方向上弹性变形；以及
隔膜，安装在所述孔口体的下部以限定所述下流体室。
2.根据权利要求1所述的发动机悬置，其中，
所述膜包括：
流体作用板，形成有具有V形截面的所述流体作用凹口；
弹性变形板，与所述流体作用板一体地形成，并且从所述流体作用板的外周边倾斜地向下延伸；以及
所述开闭板，与所述弹性变形板一体地形成，并且从所述弹性变形板的外周边水平地延伸以打开或关闭所述第一流体旁通孔和所述第二流体旁通孔。
3.根据权利要求2所述的发动机悬置，其中，
所述膜的开闭板包括以预定间隔周向设置的多个狭缝。
4.根据权利要求1所述的发动机悬置，其中，
所述膜包括形成在所述膜的下表面的中央的紧固突起，并且所述下板的中央形成有紧固孔，所述紧固突起压入装配到所述紧固孔中。
5.根据权利要求1所述的发动机悬置，其中，
所述下板包括形成在所述紧固孔的周围的流体排出孔，使得当所述膜向下弹性变形时，所述膜和所述下板之间存在的流体通过所述流体排出孔排出。
6.根据权利要求1所述的发动机悬置，其中，
所述上流体室被限定为所述主橡胶和所述上板之间的空间，并且所述下流体室被限定为所述孔口体和所述下板与所述隔膜之间的空间。
7.根据权利要求1所述的发动机悬置，其中，
当包括车辆怠速时的振动的微振动被施加到所述发动机悬置时，在所述膜保持所述膜的初始形状的同时，通过所述上板的第一流体旁通孔和所述下板的第二流体旁通孔彼此连通来实现所述上流体室和所述下流体室之间的流体连通。
8.根据权利要求1所述的发动机悬置，其中，
当由于车辆行驶引起的大位移振动被施加到所述发动机悬置时，所述上流体室内的流体通过所述上板的流体引入孔作用在所述膜的流体作用凹口上，并且所述膜向下和径向弹性变形以关闭所述上板的第一流体旁通孔和所述下板的第二流体旁通孔，从而通过所述孔口体的主流动路径来实现所述上流体室和所述下流体室之间的流体连通。
9.根据权利要求1所述的发动机悬置，其中，
所述隔膜的边缘部分附接有刚性增强板以增强所述隔膜的刚性。
10.根据权利要求1所述的发动机悬置，其中，
用于连接到发动机的托架安装在所述主橡胶和所述外管的外表面上。
11.根据权利要求10所述的发动机悬置，其中，
盖体安装在所述托架的下开口中以覆盖所述隔膜的下部。
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