CN114312279B - 一种悬置结构及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种悬置结构及车辆，属于车辆领域，包括主动端支架、被动端支架、连杆机构和弹性元件,所述被动端支架通过所述连杆机构连接所述主动端支架，所述连杆机构的至少一对运动方向相反的铰接点之间通过所述弹性元件连接；所述主动端支架的内壁还设有限位弹性单元。本发明能够改变悬置结构弹性力提供方向，能够使得悬置系统在受力越大时刚度反而越小，在大扭矩工况下提成了悬置系统的隔振性能。

Description

一种悬置结构及车辆

技术领域

本发明涉及车辆领域，特别是涉及一种悬置结构及车辆。

背景技术

动力总成的悬置系统的主要作用是限制动力总成的位移，避免动力总成与其他部件发生干涉。但悬置系统作为发动机与车身的连接件，它应具有良好的隔振作用，以降低发动机传递到车身激励。从限位角度来说，考虑空间结构有限，目标期望是悬置系统硬度尽可能大、发动机总位移尽可能小；从隔振角度来说，目标期望悬置系统尽可能柔性化、刚度尽可能小。

发明人发现，目前的悬置结构由主动端支架、橡胶主簧和被动端框架组成，主动端支架与动力总成连接，被动端框架固定在车身上。从结构上可知，当动力总成翻转时，主动端支架带动橡胶主簧碰撞被动侧框架进而限位，但同时橡胶主簧受到挤压，刚度会迅速变大，导致悬置结构的隔振性能变差。

发明人发现，传统的悬置结构设计中，采用加大衬套直径或改变限位块橡胶形状，提升胶料厚度来提升衬套隔振性能，但受机舱空间限制及成本原因考虑，不能无限制的加大衬套直径。此外，目前混动、电动汽车输出扭矩大，而悬置在承受大扭矩情况下刚度提高明显，导致隔振性能降低，影响车内振动噪声水平。

发明内容

本发明的目的是要提供一种悬置结构，能够改变悬置结构弹性力,使得悬置系统在受力越大时刚度反而越小，在大扭矩工况下提成了悬置系统的隔振性能。

本发明进一步的目的是要在解决悬置结构的抗扭性能和隔振性能相互矛盾的技术难题。

本发明进一步的目的是要提供一种车辆，提升隔振性能和降低车内振动噪声。

特别地，本发明提供了一种悬置结构，包括主动端支架、被动端支架、连杆机构和弹性元件,所述被动端支架通过所述连杆机构连接所述主动端支架，所述连杆机构的至少一对运动方向相反的铰接点之间通过所述弹性元件连接；所述主动端支架的内壁还设有限位弹性元件。

进一步的，所述主动端支架包括第一支架部、第二支架部和第三支架部，所述第三支架部的呈U型，所述第一支架部和所述第二支架部连接于所述第三支架部的两端。

进一步的，所述连杆机构连接于所述第三支架部的内缘。

进一步的，所述第三支架部的内壁还设有第一限位橡胶和第二限位橡胶。

进一步的，所述第一支架部和所述第二支架部之间设有H型件，H型件的两端部分别连接第一支架部和第二支架部。

进一步的，所述连杆机构为双摇杆机构，所述被动端支架和所述主动端支架分别连接于所述双摇杆机构的两个在X轴运动的铰接点，所述弹性元件连接于所述双摇杆机构的两个在Y轴运动的铰接点，X轴垂直于Y轴。

进一步的，所述弹性元件为弹簧、橡胶件或硅胶件中的任意一种。

进一步的，所述连杆机构为六连杆机构，所述六连杆机构的运动方向相反的两对铰接点之间均连接有弹性元件。

进一步的，所述被动端支架铰接于所述连杆机构。

特别地，本发明还公开了一种车辆，包括所述的悬置结构。

本发明的悬置结构，由于设置了连杆机构，并通过弹性元件限制连杆机构的运动范围，使得主动端支架内侧的限位橡胶不再受挤压，进而提升悬置结构的隔振性能；还通过弹性元件回收利用连杆机构的动能，进而通过连杆机构改变了悬置结构的弹力提供方向，实现悬置结构在受力越大时刚度反而越小，提升了大扭矩工况下悬置结构的隔振性能。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的悬置结构的示意性结构图；

图2是根据本发明一个实施例的力-位移曲线对比图；

图3是根据本发明一个实施例的刚度-位移曲线对比图；

图4是根据本发明一个实施例的使用单个弹簧连接双摇杆机构时的力学结构简图；

图5是根据本发明一个实施例的使用多级弹簧连接双摇杆机构时的力学结构简图；

图6是根据本发明一个实施例的使用弹簧作为弹性元件的六连杆机构的力学结构简图；

图7是根据本发明一个实施例的使用橡胶材质弹性元件的六连杆机构的力学结构简图。

图中：

11-第一支架部；

12-第二支架部；

13-第三支架部；

14-H型件；

21-第一连杆；

22-第二连杆；

23-第三连杆；

24-第四连杆；

31-第一铰链；

32-第二铰链；

33-第三铰链；

34-第四铰链；

4-被动端支架；

51-第一限位橡胶；

52-第二限位橡胶；

6-橡胶材质弹性元件

61-限位孔。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的悬置结构的示意性结构图。悬置结构一般性地可包括主动端支架、被动端支架4、双摇杆机构和弹性元件，主动端支架通过双摇杆机构连接被动端支架4，且主动端支架与动力总成连接，被动端支架4固定在车身或副车架上；双摇杆机构包括四个呈菱形设置的连杆，相邻的连杆之间通过铰链连接。

本实施例中，主动端支架包括第一支架部11、第二支架部12和第三支架部13，其中第三支架部13呈U形，第一支架部11和第二支架部12分别连接于第三支架部13的两端，且第一支架部11和第二支架部12均具有平直部，第一支架部11的平直部和第二支架部12的平直部平行。

具体的，由于第三支架部13呈U形，因此第三支架部13是对称结构，其具有唯一的对称线，第一支架部11的平直部和第二支架部12的平直部均平行于第三支架部13的对称线。

更加具体的，再第三支架部13的内侧两侧壁还设有第一限位橡胶51和第二限位橡胶52，以用于限制本实施例中的四连杆机构的运动。

更加具体的，第一支架部11和第二支架部12均为折弯的杆件，除了平直部外，还包括与平直部呈钝角倾斜部，平直部和倾斜部一体成型。

更加具体的，第一支架部11和第二支架部12之间使用H型件14进行连接。

更加具体的，第二铰链32和第四铰链34之间通过弹性元件连接；

图4是根据本发明一个实施例的使用单个弹簧连接双摇杆机构时的力学结构简图；在该实施例中，弹性元件为单个弹簧。

图5是根据本发明一个实施例的使用多级弹簧连接双摇杆机构时的力学结构简图，在该实施例中，弹簧设有多级，多级弹簧串联。

在又一实施例中，根据连接点的数量可设计多级弹簧间的并联。

图7是根据本发明一个实施例的橡胶材质的弹性元件在六连杆悬置结构中的位置示意图，当采用橡胶时，该弹性元件设有限位孔。

在又一实施例中，弹性元件也可为硅胶或其他弹性材料制作的连接件。

本实施例中，连杆的材料可为金属或其他固体材料，在实际工况中视为刚体。

连杆的数量、长短可根据实际工况受力、刚度需求、空间边界进行匹配设计。

图6是根据本发明一个实施例的六连杆悬置结构的力学结构简图，在该实施例中，双摇杆机构被替换为六连杆机构，此处需要说明的是，六连杆机构包括六个顺序首尾连接的杆件，其中相对的一对杆件之间使用弹性元件进行连接，也即，在该六连杆机构中，有两对运动方向相反的铰接点，每一对铰接点之间均通过弹性元件连接，而且每个铰接点还通过弹性元件连接另外一一侧的两个铰接点。图7则示出了发明一个实施例的橡胶材质的弹性元件在六连杆悬置结构中的位置。

可以理解的是，根据上述的主动端支架的形状，在平面上，可以将第一支架部11、第二支架部12和第三支架部13所包围的区域定义为主动端支架内部区域，将第一支架部11、第二支架部12和第三支架部13之外的区域定义为主动端支架外部区域，由此本实施例中的内、外方向得以确定。

本实施例中，被动端支架4位于主动端支架的内部区域，双摇杆机构也位于的主动端支架的内部。

具体地，本实施例中的双摇杆机构包括第一连杆21、第二连杆22、第三连杆23和第四连杆24，第一连杆21、第二连杆22、第三连杆23和第四连杆24依次连接，且第四连杆24的末端连接第一连杆21的首端；更加具体地，第一连杆21的末端通过第一铰链31连接第二连杆22的首端，第二连杆22的末端通过第二铰链32连接第三连杆23的首端，第三连杆23的末端通过第三铰链33连接第四连杆24的首端，第四连杆24的末端通过第四铰链34连接第一连杆21的首端。

更加具体的，设定，第一铰链31和第三铰链33所在的直线重合于X轴，设定第二铰链32和第四铰链34所在的直线重合于Y轴，则被动端支架4和主动端支架分别连接于双摇杆机构的两个在X轴运动的铰接点，弹性元件连接于双摇杆机构的两个在Y轴运动的铰接点。

可以理解的是，X轴、Y轴在平面上垂直。

可以理解的是，本实施例中主动端支架、被动端支架4、双摇杆机构和弹性元件在发生运动时，均在上述的平面上运动。

在使用时，主动端支架与动力总成连接，被动端支架4固定在车身或副车架上，被动端支架4通过双摇杆机构将主动端支架的动量传递至车架，通过双摇杆机构消解该动量。

具体的，当本实施例中的悬置结构受力时，主动端支架带动双摇杆机构运动，第一铰链31向第三铰链33的方向运动，导致第二铰链32和第三铰链33距离变大，弹性元件从自由状态变为伸张状态，随着主动端支架位移变大悬置受力也变大，但在相同位移量下受力变化率降低。

图2是本实施例中悬置结构力-位移曲线与传统技术中悬置结构力-位移曲线对比图。具体地，从图2可以推知，例如位移从1mm到2mm受力变化量为550N、位移从11mm到12mm受力变化量为350N，因此该实施例中的悬置结构随着受力变大位移量相对传统技术较小，满足发动机位移需求。

图3是本实施例中悬置结构的刚度-位移曲线与传统技术中悬置结构的刚度-位移曲线对比图。具体地，从图3可以推知，因此该实施例中的悬置结构随着受力变大刚度逐渐变小，满足承受大扭矩的同时提升隔振性能的需求。

在又一实施例中，连杆之间还可以通过轴承或销轴实现转动连接。

特别地，本发明还公开了一种车辆，包括所述的悬置结构。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种悬置结构，包括主动端支架、被动端支架、连杆机构和弹性元件,所述被动端支架通过所述连杆机构连接所述主动端支架，所述连杆机构的至少一对运动方向相反的铰接点之间通过所述弹性元件连接；所述主动端支架的内壁还设有限位弹性元件，所述主动端支架与动力总成连接，所述被动端支架固定在车身或副车架上；

所述被动端支架位于所述主动端支架的内部区域，所述连杆机构也位于所述主动端支架的内部区域；

所述主动端支架包括第一支架部、第二支架部和第三支架部，所述第三支架部呈U型，所述第一支架部和所述第二支架部连接于所述第三支架部的两端，在平面上，将所述第一支架部、所述第二支架部和所述第三支架部所包围的区域定义为所述主动端支架的内部区域；

所述连杆机构连接于所述第三支架部的内缘；

所述被动端支架和所述主动端支架分别连接于所述连杆机构的两个在X轴运动的铰接点，所述弹性元件连接于所述连杆机构的两个在Y轴运动的铰接点，X轴垂直于Y轴，所述主动端支架、所述被动端支架、所述连杆机构和所述弹性元件在发生运动时，均在所述平面上运动。

2.根据权利要求1所述的悬置结构，其中，所述弹性元件包括第一限位橡胶和第二限位橡胶，第一限位橡胶和第二限位橡胶设于所述第三支架部的内壁。

3.根据权利要求1所述的悬置结构，其中，所述第一支架部和所述第二支架部之间设有H型件，H型件的两端部分别连接第一支架部和第二支架部。

4.根据权利要求1所述的悬置结构，其中，所述连杆机构为双摇杆机构。

5.根据权利要求1所述的悬置结构，其中，所述弹性元件为弹簧、橡胶件或硅胶件中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的悬置结构，其中，所述连杆机构为六连杆机构，所述六连杆机构的运动方向相反的两对铰接点之间均连接有弹性元件。

7.根据权利要求1所述的悬置结构，其中，所述被动端支架铰接于所述连杆机构。

8.一种车辆，包括如权利要求1～7任意一项所述的悬置结构。