CN113565919A - 一种发动机控制器用减振装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机控制器用减振装置，涉及减振设备技术领域，包括套筒、设置在套筒内部的内部设置的型腔内的缓冲填充材料、设置在缓冲填充材料的型腔内的电流变液体、设置在缓冲填充材料的型腔内的正极接线柱和负极接线柱、与正极接线柱和负极接线柱相连接的电路。本发明有效解决橡胶变形带来的减振装置失效问题，减缓缓冲填充材料的老化速度，进一步提高整个机构的减振效果和使用寿命，提高减振装置的寿命和可靠性，提高减振效果，提高了减振装置的强度，提高对不同震动环境的适应性，降低制造成本。

Description

一种发动机控制器用减振装置

技术领域

本发明涉及减振设备技术领域，尤其是一种发动机控制器用减振装置。

背景技术

控制器作为发动机的核心关键部件，决定发动机是否能正常工作，影响其性能和可 靠性等指标。随着发动机高集成度要求，减少控制器外部布置带来的额外重量，将控制器布 置在发动机上最为合适。但因发动机工作时会产生较大振动，如直接刚性连接，会影响控制 器中电子元器件的可靠性和寿命，因此需要安装合适的减振装置，本发明为控制器安装在发 动机上设计的减振装置，从而有效降低发动机振动对控制器的影响，提高整机可靠性和寿 命。

作为控制器用的减振装置，其主要作用是承受控制器的自身重量，减缓和降低来自 发动机工作产生的振动，以及发动机随车工作时，路面带给整机的部分冲击，目前普遍采用 减振橡胶垫或橡胶减振块安装在发动机与控制器的连接处。现有减振装置由于橡胶材料自身 特性问题，在长期承受发动机舱内高温、油液环境与车辆在恶劣路况如起伏路面带来的振动 情况下，暴露出橡胶老化、变形，减振装置失效的缺点，并且现有减振装置水平方向强度不 足，在频率和幅度等变化复杂的冲击情况下，会出现水平方向断裂的问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种发动机控制器用减振装置，有效解决橡胶变 形带来的减振装置失效问题，减缓缓冲填充材料的老化速度，进一步提高整个机构的减振效 果和使用寿命，提高减振装置的寿命和可靠性，提高减振效果，提高减振装置的强度，提高 对不同震动环境的适应性，降低制造成本。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种发动机控制器用减振装置，包括套筒、设置在套筒内部的内部设置的型腔内的缓冲填充 材料、设置在缓冲填充材料的型腔内的电流变液体、设置在缓冲填充材料的型腔内的正极接 线柱和负极接线柱、与正极接线柱和负极接线柱相连接的电路。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述套筒的顶部壁面设置有孔，套筒的底部壁 面上设置有面积大于顶部壁面设置的孔的面积的开口。

本发明技术方案的进一步改进在于：还包括设置在套筒内部的嵌入缓冲填充材料内 的上底座和下底座

本发明技术方案的进一步改进在于：还包括与上底座或下底座把合的螺杆。

本发明技术方案的进一步改进在于：缓冲填充材料包括竖直区分开的两部分，缓冲 填充材料的两部分及其分隔线的水平横截面为太极形。

本发明技术方案的进一步改进在于：缓冲填充材料的两部分之间设置有缓冲层，所 述缓冲层为网状纤维织物。

本发明技术方案的进一步改进在于：缓冲填充材料外侧壁面为圆弧形的外壁面，缓 冲填充材料的侧壁与套筒之间的间隙设置有一层P4U材料。

本发明技术方案的进一步改进在于：缓冲填充材料的两部分之间的间隔位于上底座下 方并位于下底座的上方。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明通过增加内部金属结构有效解决橡胶变形带来的减振装置失效问题，减缓缓冲填充材 料的老化速度，进一步提高整个机构的减振效果和使用寿命，提高减振装置的寿命和可靠 性，提高减振效果，提高了减振装置的强度，提高对不同震动环境的适应性，降低制造成 本。

该种保护和增加强度的方式可以广泛用于各种减振结构。减缓了橡胶的老化速度， 提高了整个使用寿命的减振效果。未改变原有的安装尺寸，便于对现有结构进行替换。使用 低成本达到了满足使用要求的目的。

本发明设计在不改变缓冲填充材料的主体材料的橡胶性质的前提下，增加外围不锈 钢套筒可提高减振装置的水平方向强度，避免出现水平方向断裂的问题，可限制橡胶垂直方 向的老化变形，从而提高减振装置的寿命和可靠性，配合外部套筒对橡胶水平形变的限位， 提高了减振装置的抗震强度，提高减振效果，提高对不同震动环境的适应性，便于控制流变 液体，提高了减振装置的强度和减振效果。钢制套筒有效的对橡胶减振结构起到保护作用， 可以提高缓冲填充材料的使用寿命，减缓缓冲填充材料的老化速度，进一步提高整个机构的 减振效果和使用寿命。橡胶外部不锈钢的外壳套筒，可限制橡胶过载下变形失效的同时，可 防止发动机使用环境中油液、暴晒环境对橡胶的侵蚀。

采用橡胶和电流变液体便于在频率较宽的范围内依靠橡胶进行减振，电流变液体处 于停止工作状态，不消耗额外能量；振动载荷超出正常范围时采用电流变体进行调节，在将 要超出橡胶弹性变形进而失效时，快速进行响应，并在小范围内进行精确控制，实现减振。 便于实现主动振动控制与被动控制的结合工作模式，保证了减振装置的可靠性与经济性。

减振装置具有主动控制和被动控制相结合的优点，实现全振动载荷范围内的减振控 制。既弥补了被动控制时减振频率范围的局限性，又弥补了主动控制时，控制数据庞大，电 能消耗量大的缺点。

橡胶内部设置金属骨架将增强橡胶的强度，可弥补橡胶作为结构减振材料 套筒的底部壁面上设置有面积大于顶部壁面设置的孔的开口，便于控制缓冲填充材料的变 形，有效的引导缓冲填充材料的流动方向，防止缓冲填充材料过度挤压，进而延长缓冲填充 材料使用寿命。

上底座和下底座方便了对连接部分的安装，与上底座或下底座把合的螺杆方便安装 与减振装置相连部件的连接过程。

缓冲填充材料包括竖直区分开的两部分，缓冲填充材料的两部分及其分隔线的水平 横截面为太极形，将缓冲填充材料内部的变形集中在其中间的两部分的分隔线处，通过缓冲 填充材料的两部分的太极阴阳鱼形状减缓了对这两部分的磨损，便于长久维持缓冲填充材料 的两部分的形状。

缓冲填充材料的两部分之间设置有缓冲层，所述缓冲层为网状纤维织物，增加了缓 冲填充材料内部的耐磨能力。

缓冲填充材料外侧壁面为圆弧形的外壁面，缓冲填充材料的侧壁与套筒之间的间隙 设置有一层P4U材料，减缓了缓冲填充材料外侧边缘处的磨损，便于缓冲填充材料承受突 发的冲击，补充P4U材料就可以完成对设备的简单维护，降低了维护成本。

缓冲填充材料的两部分之间的间隔位于上底座下方并位于下底座的上方有效地将变 形控制在上底座和下底座之间，便于将变形集中在缓冲填充材料的两部分之间的间隔处，防 止缓冲填充材料内部的过度变形。

附图说明

图1是本发明的剖切结构示意图；

图2是图1的A-A处剖切结构示意图；

图3是本发明的智能型电流变体减振装置连接系统示意图；

其中，1、套筒，2、缓冲填充材料，2a、缓冲层，3、上底座，4、下底座，5、螺杆，6a、 正极接线柱，6b、电流变液体，6c、负极接线柱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1、图2、图3所示，一种发动机控制器用减振装置，包括套筒1、缓冲填充材料2、电 流变液体6b、正极接线柱6a、负极接线柱6c、电路，缓冲填充材料2的主要材料是橡胶，缓冲填充材料2内部填充电流变体夹层，电流变体夹层的两个金属电极通过外表皮绝缘耐高 温的线缆穿过不锈钢筒1、引出。电流变体夹层内部为粒子分散型电流变液，由粒径在0.1～10μm的高介电固体微粒均匀分散在低介电介绝缘硅油中所形成的悬浮式分散液。缓冲填充材料2内部的内部设置有型腔，电流变液体6b设置在型腔内，正极接线柱6a和负极接线柱6c也设置在型腔内，电路设置在套筒1内，电路与正极接线柱6a和负极接线柱6c 相连接，电路产生与电流变液体6b频率相配合的电场。

本减振装置固定在发动机机体上，减振装置的正负极两条电缆连接于减振控制电路 中。发动机控制器作为减振对象通过螺栓固定于减振装置上。发动机控制器与减振控制电路 之间具有通讯电路，传递由发动机控制器捕捉到的振动信息。

粒子分散型电流变液是指粒径在0.1～10μm的固体粒子在分散介质如氯化石蜡油、 硅油等绝缘油类中所形成的悬浮式分散液。其特点是可通过外加电场而使液体中的固体颗粒 极化，极化颗粒通过相互间的静电作用排列成三维链状结构而使流体的表观黏度增大。链状 结构的力学强度随电场的增大而增加，从而使电流变体的表观黏度依电场强度不同而不同。 由此，可以通过调节电场强度而在毫秒级的时间内可逆、连续地改变电流变体的黏度，使其 呈现为流体、半固体、甚至固体状态，其阻尼损耗因子可由0急剧增至18。在以电流变体 制作阻尼器中，外加振动能量通过电流变体传递时，将因克服流体黏度造成的阻力而被消 耗。微机系统接收到该结构的振动响应信号后会及时对结构所需的外加电场发出指令，通过 控制外加电场调节电流变体的黏度便可控制其对能量的衰减。

在频率较宽的范围内依靠橡胶材料进行减振，电流变液体6b处于停止工作状态，不 消耗额外能量；在将要超出橡胶弹性变形进而失效时，快速进行响应，并在小范围内进行精 确控制，实现减振。主动振动控制与被动控制的结合工作模式，保证了减振装置的可靠性与 经济性。

如图1所示，智能型电流变体减振装置工作在两种状态：

被动控制即振动载荷工作在缓冲填充材料2固有弹性变形量范围内时，减振装置的缓冲填充材料2中的橡胶依靠自身卷曲长链分子结构和分子之间的较弱次级力特点起到减振作用。电流变液体6b处于低阻尼液体状态，减振作用较弱。

主动控制即振动载荷增大，缓冲填充材料2的橡胶变形量加大，直至超出弹性变形极限值，受到不锈钢的套筒1限制从而避免出现橡胶失效。此时，外围金属的套筒1导通电路，减振控制电路接收到发动机控制器的振动输入信号，导通电流变体夹层的电极，通过控制外加电场大小，在毫秒级的时间内可逆、连续地改变电流变体的黏度，使其呈现为流体、半固体、甚至固体状态，其阻尼损耗因子可由0急剧增至18。外加振动能量通过电流变体 传递时，将因克服流体黏度造成的阻力而被消耗，从而实现对能量的衰减控制。也就是说， 振动载荷增大缓冲填充材料2的橡胶变形量加大，控制器接受到闭合信号，则对结构所需的外加电场发出指令，通过控制外加电场在毫秒级的时间内可逆、连续地改变电流变体的黏度 便可控制其对能量的衰减。

本发明设计的减振装置的缓冲填充材料2的主体材料为橡胶，内部增加了金属结构。金属结构包括上下两部分，上部分为金属螺纹座，用来固定控制器。下部分为金属底座与螺杆5，用于固定在发动机机体上；减振装置外部增加不锈钢的套筒1，套筒1通过小沉 头螺栓固定在金属螺纹座上。套筒1和缓冲填充材料2之间留有适当的间隙，间隙值即为缓 冲填充材料2直径方向形变的极限值，在弹性范围内缓冲填充材料2等体积变化，通过间隙 值计算满足增加不锈钢套筒后不影响减振块在垂直方向的形变和强度。

所述套筒1的顶部壁面设置有孔，套筒1的底部壁面上设置有开口，开口的面积大于顶部壁面设置的孔模具。

还包括上底座3、下底座4和螺杆5，上底座3和下底座4设置在套筒1内部，上底 座3和下底座4嵌入缓冲填充材料2内。

还包括与上底座3或下底座4把合的螺杆5，起到了支撑作用，用于固定在发动机机体上。

缓冲填充材料2分为两部分，两部分通过竖直的分隔面区别开，缓冲填充材料2的两部分及其分隔线的水平横截面为太极形。缓冲填充材料2的两部分之间设置有缓冲层2a，所述缓冲层2a为网状纤维织物。缓冲填充材料2外侧壁面为圆弧形的外壁面，也就是 圆柱的侧壁面。

缓冲填充材料2的侧壁与套筒1之间的间隙设置有一层P4U材料。P4U智能材料是一种可对环境感知、响应，并且具有发现能力的材料，它是通过分子设计和有机合成的方法使有机材料本身具有生物所赋予的高级功能：如自修复与自增殖能力、认识与鉴别能力、刺激响应与环境应变能力等。P4U智能材料为非牛顿流体物质，在常态下保持松弛的状态，柔软而具有弹性，一旦遭到剧烈碰撞或冲击的时候，分子间立刻相互锁定，迅速收紧变硬从而消化外力，形成一层防护层，当外力消失后，材料会回复到它最初的松弛软弹状态。它可以在瞬间对不同的冲击情况做出不同的反应。由于这种材料的特性就像人的肌肉一样会对不同 的冲击力作出不同的反应，因此平时柔软舒适，但是一旦摔倒或受到撞击，材料就会瞬间变 硬，发散并吸收冲击力，从而减少伤害。P4U材料可以选用鲜艳的颜色，如大红色、亮绿色。当缓冲填充材料2长久的承受过度的冲击和磨损时，P4U材料会从缝隙中被挤压出，此时证明缓冲填充材料2已经受到磨损，则P4U材料成为一种更换缓冲填充材料2的标识， 当看见被挤压出的P4U材料时则可选择更换缓冲填充材料2了。

缓冲填充材料2的两部分之间的间隔位于上底座3下方并位于下底座4的上方。

Claims (8)

1.一种发动机控制器用减振装置，其特征在于：包括套筒(1)、设置在套筒(1)内部的内部设置的型腔内的缓冲填充材料(2)、设置在缓冲填充材料(2)的型腔内的电流变液体(6b)、设置在缓冲填充材料(2)的型腔内的正极接线柱(6a)和负极接线柱(6c)、与正极接线柱(6a)和负极接线柱(6c)相连接的电路。

2.根据权利要求1所述的一种发动机控制器用减振装置，其特征在于：所述套筒(1)的顶部壁面设置有孔，套筒(1)的底部壁面上设置有面积大于顶部壁面设置的孔的面积的开口。

3.根据权利要求1所述的一种发动机控制器用减振装置，其特征在于：还包括设置在套筒(1)内部的嵌入缓冲填充材料(2)内的上底座(3)和下底座(4)。

4.根据权利要求3所述的一种发动机控制器用减振装置，其特征在于：还包括与上底座(3)或下底座(4)把合的螺杆(5)。

5.根据权利要求1所述的一种发动机控制器用减振装置，其特征在于：缓冲填充材料(2)包括竖直区分开的两部分，缓冲填充材料(2)的两部分及其分隔线的水平横截面为太极形。

6.根据权利要求5所述的一种发动机控制器用减振装置，其特征在于：缓冲填充材料(2)的两部分之间设置有缓冲层(2a)，所述缓冲层(2a)为网状纤维织物。

7.根据权利要求1所述的一种发动机控制器用减振装置，其特征在于：缓冲填充材料(2)外侧壁面为圆弧形的外壁面，缓冲填充材料(2)的侧壁与套筒(1)之间的间隙设置有一层P4U材料。

8.根据权利要求3或5所述的一种发动机控制器用减振装置，其特征在于：缓冲填充材料(2)的两部分之间的间隔位于上底座(3)下方并位于下底座(4)的上方。

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