CN114940058A - 抗振架和包括这种抗振架的车辆 - Google Patents

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Abstract

抗振架(1)，其包括第一框架(2)、第二框架(3)、连接第一框架和第二框架的弹性主体(4)，弹性主体允许第二框架相对于第一框架在第一振动方向(Z)和垂直于第一振动方向的第二振动方向(X)上的相对位移，弹性主体还适于在第一振动方向(Z)上安装重物。惯性体(15)通过弹性悬架(19)连接到第一框架，弹性悬架(19)沿第二振动方向置于惯性体和第一框架之间。弹性侧向抵接体(20)置于第一框架和惯性体之间，以限制第二框架相对于第一框架在第二振动方向上的相对位移。惯性体的固有频率低于800Hz。

Description

抗振架和包括这种抗振架的车辆
技术领域
本说明书涉及抗振架和包括这种抗振架的车辆。
背景技术
文献WO2008152284A1描述了这种减震装置的示例。
发明内容
本说明书的目的特别是提出一种能够过滤高振动频率的抗振架，特别是用于安装车辆的发动机或车辆的混合动力发动机组，包括内燃机和发动机。
为此，本说明书提出了一种适用于在第一元件和第二元件之间过滤和阻尼振动的抗振架，所述抗振架包括：
-适于固定到第一元件的第一框架，
-适于固定到第二个元件的第二框架，
-连接第一框架和第二框架的弹性主体，弹性主体允许第二框架相对于第一框架至少沿第一振动方向和沿垂直于第一振动方向的第二振动方向的相对位移，弹性主体还能够在第一振动方向上支撑第二元件的重量，第一元件是车身或底盘，并且第二元件是车辆的动力单元，
-至少一个惯性体，其通过在第二振动方向上插入在所述惯性体和所述第一框架之间的弹性悬架连接到第一框架，
-至少一个弹性侧向抵接体，其能够限制第二框架相对于第一框架在第二振动方向上的相对位移，
其中，惯性体对于第二振动方向的振动具有低于800Hz的固有频率。
利用这些布置，确保了对高频振动的过滤(更准确地说，对高于所述固有频率的频率的振动进行过滤)，特别是在第二振动方向上。
该效果的实现不会导致抗振架变得更大并且不会降低其耐用性(惯性体的弹性悬架通过定向在第二振动方向的振动在惯性体和第一框架之间实质上受到压缩)。
在减振接头的各种实施例中，也可以使用以下布置中的一个或多个(单独或任何组合)：
-所述弹性主体具有锥形的外部形状，具有模制在第二框架上的顶部和模制在刚性基座上的扩大基部，刚性基座刚性地固定到第一框架或惯性体；
-所述惯性体在第二振动方向上具有介于200和700Hz之间的固有频率；
-所述惯性体由金属制成；
-所述侧向抵接体一体地固定在第二框架上；
-所述横向抵接体至少一体地固定到惯性体上；
-所述侧向抵接体一体地固定到所述第一框架和惯性体上，第二框架能够通过在所述第二振动方向上偏置惯性体而抵接所述侧向抵接体；
-所述弹性主体与刚性基座一体成型，刚性基座刚性固定到第一框架；
-所述弹性主体与刚性基座一体成型，刚性基座刚性固定到惯性体(在此情况下，刚性基座通过惯性体和弹性悬架连接到第一框架)；
-所述弹性悬架包括固定到所述惯性体和所述第一框架的弹性侧向垫片，该弹性侧向垫片布置成在第一振动方向上的振动作用下经受剪切并且在第二振动方向上的振动作用下经受压缩；
-所述惯性体包括两个法兰，两个法兰垂直于第二振动方向并通过腹板相互连接，所述第一框架包括两个侧壁，两个侧壁分别面向惯性体的两个法兰，所述弹性悬架包括两个弹性侧向垫片，每个弹性侧向垫片均置于惯性体的法兰中的一个和第一框架的侧壁之间，每个弹性侧向垫片设置成在第一振动方向的振动作用下经受剪切，并在第二振动方向的振动作用下经受压缩，并且防振架包括两个弹性侧向抵接体，其能够通过沿第二振动方向抵接惯性体的法兰来限制第二框架在两个相反方向上的位移；
-所述惯性体的腹板基本垂直于第一振动方向延伸同时覆盖弹性主体和第二框架，第一框架进一步包括覆盖所述腹板的盖壁，并且抗振架进一步包括弹性上垫片，其连接惯性体的腹板和第一框架的盖壁，并设置成在第二振动方向的振动作用下承受剪切，并在第一振动方向的振动作用下承受压缩振动，弹性上抵接体置于第二框架与惯性体的腹板之间，所述两个弹性侧向抵接体分别置于第二框架与惯性体的其中一个法兰之间；
-所述上抵接体一体地固定在第二框架上；
-所述上抵接体一体地固定到惯性体上；
-抗振架包括垂直于第二振动方向的两个惯性体，所述第一框架包括分别面向两个惯性体的两个侧壁，所述弹性悬架包括两个弹性侧向垫片，每个弹性侧向垫片置于惯性体中的一个和第一框架的侧壁之间，每个弹性侧向垫片布置成在第一振动方向的振动作用下经受剪切并且在第二振动方向上的振动作用下经受压缩，并且抗振架包括两个弹性侧向抵接体，分别置于第一框架和惯性体中的一个之间；
-所述第一框架包括通过盖壁相互连接的两个侧壁，并且惯性体设置在所述第一框架的侧壁之间，位于盖壁下方；
-所述第一框架包括通过盖壁互连的两个侧壁，惯性体包括垂直于第二振动方向并通过腹板互连的两个法兰，惯性体的法兰在第二振动方向上构成第一框架，惯性体的腹板覆盖第一框架的盖壁；
-抗振架还包括弹性上垫片，其连接惯性体的腹板和第一框架的盖壁，并且布置成在第二振动方向的振动作用下承受剪切，并且在第一振动方向的振动作用下承受压缩；
-抗振架进一步包括弹性上抵接体，该弹性上抵接体置于所述第二框架和第一框架的盖壁之间；
-所述两个弹性侧向抵接体与弹性悬架的弹性侧向垫片形成为一体，并通过分别穿过形成在第二框架的侧壁中的凹槽模制到第二框架上，并且所述两个弹性侧向抵接体被成形和布置成当第二框架在第二振动方向上抵接所述两个弹性侧向抵接体时偏置惯性体的法兰。
此外，本发明还涉及一种车辆，其包括主体、动力单元和至少一个如上定义的将车身连接到动力单元的抗振架，弹性主体沿第一振动方向，即垂直方向，支撑动力单元的重量。
动力单元可以包括至少一个发动机。
附图说明
参考附图，在作为非限制性示例给出的五个实施例的以下描述过程中，抗振架的其他特征和优点将变得明显。
在附图中：
图1是示出了车辆的示意图，其动力单元能够由尤其是根据本说明书的一个或多个抗振架支撑。
图2是根据第一实施例的抗振架的立体图。
图3是图2的抗振架的纵向剖视图，没有用于连接到动力单元的支架。
图4是在第二实施例中类似于图2的视图。
图5是图4的抗振架的纵向剖视图，没有用于连接到动力单元的支架。
图6是在第三实施例中类似于图2的视图。
图7是图6的抗振架的部分分解图，没有用于连接到动力单元的支架。
图8是图7的抗振架的部分分解图，只显示了第一框架和惯性体。
图9是图8的抗振架的纵向剖视图，没有用于连接到动力单元的支架。
图10是在第四是实力中类似于图2的视图。
图11是图10的抗振架的纵向剖视图，没有用于连接到动力单元的支架。
图12是在第五实施例中类似于图2的视图。
图13是在后四分之三视图中类似于图12的视图。
图14是图12的抗振架的纵向剖视图，没有用于连接到动力单元的支架。
图15是示出在第五实施例中在有和没有惯性体的情况下的X轴的动态刚性曲线的图表。
具体实施方式
在各个附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。
图1非常示意性地表示车辆V，特别是机动车辆，包括主体CV(或底盘)和通过一个或多个抗振架1连接到主体CV的动力单元M，其中至少一个对应于这个描述。
动力单元尤其可以是混合动力发动机组，其包括用于驱动车辆的内燃机和发动机。可选地，动力单元可以仅包括发动机。在这两种情况下，发动机的运行都会产生相对高频的振动，通常高于600Hz。
现在将在五个实施例中描述抗振架1。第一实施例将详细描述，并且将更简要地描述其他实施例，同时强调它们之间的差异。为一个实施例解释的所有特征和优点对其他实施例也有效，只要这些特征和优点不与另一实施例的特征和优点相矛盾。
第一实施例
在第一实施例中，参照图2和图3，抗振架1包括第一刚性框架2，该第一刚性框架2适于固定到第一元件，第一元件特别选自主体CV和动力单元M。例如，第一框架2可以固定到车辆的主体CV。第一框架2尤其可以由金属制成，例如轻合金。
第一框架2可以例如形成箍6，特别是包括基本上水平的盖壁(沿X、Y轴延伸)和两个基本上垂直的侧壁8、9(沿Y、Z轴延伸)。侧壁8、9中的每一个可以包括适于固定到车辆的主体CV的底座5，特别是通过螺钉固定。
抗振架1还包括第二框架3，该第二框架3适于固定到第二元件，第二元件特别选自主体CV和动力单元M。例如，第一框架2可以固定到车辆的动力单元M，特别是通过支架11。第二框架3可以特别地由金属制成，例如钢板。
抗振架1还包括连接第一框架2和第二框架3的弹性主体4。
弹性主体4允许第二框架3相对于第一框架2至少沿着对应于竖直轴线Z的第一振动方向和沿着垂直于第一方向的第二振动方向的相对位移，第二振动方向对应于横轴X。
弹性主体4也适用于沿Z轴支撑动力单元M的重量。
弹性主体4可以具有例如锥形的外部形状，该锥形具有模制到第二框架3上的顶部和模制在刚性基座10上的扩大基座。
弹性主体4的顶部和第二框架3可以例如限定通道4a，通道4a可以是也可以不是沿Y轴开口的贯穿通道，支架11的臂11a位于该通道中接合。
如前述文件WO2008152284A1中所解释的，刚性基座10可以例如通过沿Y轴的互锁和夹持固定到第一框架2。
抗振架1可以是液压的。特别地，以已知的方式，弹性主体4可以是中空的，并且与刚性基座10一起限定了工作室A，该工作室A通过狭窄通道C与补偿室B连通，室A、B和狭窄通道C充满液体。刚性基座10能够形成分隔室A和B并限定收缩通道C的隔板11。补偿室B能够限定在刚性基座10和模制在刚性基座10的下部的柔性波纹管13之间。例如，狭窄通道可以具有5到20Hz之间的共振频率。这些布置使得能够抑制动力单元M沿Z轴的低频(例如小于20Hz)和相对较大振幅的振动运动，特别是由于车辆的滚动运动引起的。
隔板11可包括本身也已知的解耦翼片14，以滤除动力单元M沿Z轴的较高频率(例如高于20Hz)和相对较低振幅的振动运动，尤其是由于动力单元M的内燃机的运行引起的。
抗振架1还包括惯性体15，或者可能包括几个惯性体15。惯性体15可以由金属制成，特别是由轻合金制成。
惯性体15通过沿X轴介于所述惯性体15和所述第一框架2之间的弹性悬架19连接到第一框架2。
惯性体15可以具有倒U的大体形状，具有沿Y、Z轴延伸的两个法兰17和连接两个法兰17并沿X、Y轴延伸的腹板16。法兰17可以分别布置在第二框架3和第一框架2的侧壁8、9中的一个之间，而腹板16可以位于第一框架2的盖壁7下方。
弹性悬架19可以包括两个弹性侧向垫片，每个弹性侧向垫片插入惯性体的一个法兰17和第一框架2的侧壁8、9之间。这些弹性侧向垫片中的每一个可以例如模制并粘附到相应法兰17的外表面和相应侧壁8、9的内表面上。
每个弹性侧向垫片可以布置成在动力单元M沿Z轴的振动的影响下经受剪切并且在沿X轴的振动的影响下经受压缩。
惯性体15和弹性悬架19的尺寸设置成使得所述惯性体对于沿X轴的振动具有小于800Hz(例如在200和700Hz之间，特别是大约400Hz)的固有频率，并且最好也用于沿Z轴的振动。
抗振架还可以包括弹性上垫片18，其连接惯性体的腹板17和第一框架2的盖壁7。弹性上垫片18可以例如模制并粘附到盖壁7的下表面和腹板17的上表面。
弹性上垫片18被布置成在动力单元M沿X轴的振动的作用下经受剪切，并且在沿Z轴的振动的作用下经受压缩。
防振架1还包括至少一个弹性侧向抵接体20，其介于第二框架3和惯性体15之间，以限制第二框架3相对于第一框架2沿X轴的相对位移。
具体地，抗振架1可以包括两个弹性侧向抵接体20，其分别插入在第一框架的侧壁8、9中的一个与惯性体的法兰17中的一个之间。
这些侧向抵接体20可以与第二框架3成一体；特别地，它们可以与弹性主体4模制成一体。
抗振架1还可以包括至少一个弹性上抵接体4b(在所示示例中为两个)，设置在第二框架3和惯性体的腹板16之间，以限制第二框架3沿Z轴的位移。
弹性上抵接体4b可以与第二框架成一体。弹性上抵接体4b可以与弹性主体4模制成一体。
通过惯性体15，在这些布置中，确保了对源自动力单元M的高频振动的过滤，特别是频率大于600Hz的振动。这种振动尤其可能源自作为动力单元M的一部分的发动机的操作。这种过滤对于沿X轴定向的振动特别有效，当第二框架3通过弹性侧向邻接体20中的一个支承在惯性体的法兰17中的一个上时，例如当动力单元M施加高扭矩(尤其是当抗振架1是动力单元M的摆动悬架的一部分时)，这种效果特别显著。
这种效果是在不增加抗振架占用的空间和不降低其耐用性的情况下实现的(弹性悬架19和弹性上垫片18要么经受压缩，要么经受剪切，但幅度受抗振架1的部件一般布置的限制)。
第二实施例
第二实施例，如图4和图5所示，与第一实施例的不同之处仅在于：
-弹性侧向抵接体20a与惯性体15是一体的，而不是与第二框架3一体的，
-弹性上抵接体18与惯性体15是一体的，而不是与第二框架3一体的。
例如，弹性横向抵接体20a和弹性上抵接体22可以一体成型到腹板16的内表面和惯性体15的法兰17上。
第三实施例
第三实施例在图6至9中可见，与第二实施例的不同之处在于惯性体15位于第一框架2的外侧而不是内侧。
具体地，惯性体的法兰17沿X轴构筑第一框架2，并且惯性体的腹板16覆盖第一框架的盖壁7。
弹性上垫片18可以例如模制并粘附到盖壁7的上表面和腹板17的下表面上。
横向抵接体20b与第一框架2的侧壁8、9以及惯性体的法兰17成一体。第二框架3和弹性主体4的顶部能够抵靠抵靠体20b，以限制第二框架3沿X轴的位移。
弹性悬架19的侧向垫片可以与侧向抵接体20b模制为一体，侧向垫片的弹性体和侧向抵接体20b的弹性体位于抗振架的同一侧，例如横穿凹槽8a、9a，凹槽8a、9a形成在第一框架的相应侧壁8、9中。
两个弹性侧向抵接体20b被成形和布置成当第二框架3沿第二振动方向X抵靠弹性侧向抵接体20b时，偏置惯性体的法兰17(通过凹部8a、9a)。
弹性上抵接体18可以与第二框架的盖壁7成一体。特别地，弹性上抵接体18可以模制并粘附到盖壁7的下表面上。
第四实施例
第四实施例，如图10和11所示，与第二实施例的不同之处在于，抗振架1包括两个独立的惯性体15a，其大致对应于图2的惯性体15的两个法兰17，但不通过腹板相互连接。
悬架19的弹性侧向垫片分别模制并粘附到对应的惯性体15a的外表面上和对应的第二框架的侧壁8、9的内表面上。
弹性侧向抵接体20c分别模制并粘附到惯性体15a的内表面上。
一个或多个弹性上抵接体4b类似于第一实施例中的那些，并且能够抵接第一框架2的盖壁7的下表面。
第五实施例
第五实施例，如图12至图14所示，与第二实施例的不同之处在于刚性基座10没有刚性地固定到第一框架。
在本实施方式中，刚性基座10通过惯性体15连接到第一框架，基座10刚性地固定到惯性体15。
刚性基座10与惯性体15的固定可以通过任何已知的方式进行。例如，刚性基座10可以沿Y轴通过互锁与加持的方式固定在惯性体15上，类似于前四个实施例中刚性基座10在第一框架2上的固定，即如前文献WO2008152284A1所述或以类似方式。为此，刚性基座10可沿Y轴装配到朝向惯性体15的法兰17的内表面的下端形成的两个内侧凹槽23中，直到抵接壁后部24，壁后部24连接所述法兰17。
弹性下垫片21可以插入在惯性体15的下端和第一框架的水平下壁27之间，以垂直支撑动力单元M的重量。
本发明的效果
图15表示第五实施例的抗振架沿X轴的动态刚度曲线25，与没有惯性体15的类似抗振架的动态刚度曲线26相比(意指类似于第二实施例的抗振架，其中邻接体20与第一框架2的侧壁8、9成一体)。
该图显示了根据本发明的支架的动态刚度从600Hz开始显着降低，这允许过滤沿X轴的高频振动的效果，如上文所解释的，这是现有技术的可比设备所不允许的效果。根据本说明书的抗振架还允许以至少与现有技术中一样有效的方式过滤沿Z轴的高频振动。

Claims (13)

1.抗振架(1)，其适于过滤和阻尼第一元件(CV)和第二元件(M)之间的振动，所述抗振架(1)包括：
-第一框架(2)，其适于固定到所述第一元件(CV)，
-第二框架(3)，其适于固定到所述第二元件(M)，
-弹性主体(4)，其连接所述第一框架(2)和所述第二框架(3)，所述弹性主体(4)允许所述第二框架(3)相对于所述第一框架(2)至少沿第一振动方向(Z)和沿垂直于所述第一振动方向的第二振动方向(X)的相对位移，所述弹性主体(4)还能够在所述第一振动方向(Z)支撑所述第二元件(M)的重量，所述第一元件是车身或底盘(CV)，并且所述第二元件是车辆的动力单元(M)，
-至少一个惯性体(15；15a)，其通过弹性悬架(19)连接到第一所述框架(2)，所述弹性悬架(19)在所述第二振动方向上插入所述惯性体(15；15a)和所述第一框架(2)之间(X)，
-至少一个弹性侧向抵接体(20；20a；20b；20c；20d)，其能够限制所述第二框架(3)相对于所述第一框架(2)在所述第二振动方向(X)上的相对位移,
其中，所述惯性体(15；15a)对于所述第二振动方向(X)上的振动具有低于800Hz的固有频率。
2.根据权利要求1所述的抗振架(1)，其特征在于，所述弹性主体(4)具有锥形的外形，具有模制在所述第二框架(3)上的顶部和模制在刚性基座(10)上的扩大基座，所述扩大基座刚性地固定在所述第一框架(2)或所述惯性体(15；15a)上。
3.根据权利要求1所述的抗振架(1)，其特征在于，所述惯性体(15；15a)在所述第二振动方向(X)上具有在200和700Hz之间的固有频率。
4.根据权利要求1所述的抗振架(1)，其特征在于，所述惯性体(15；15a)由金属制成。
5.根据权利要求1所述的抗振架(1)，其特征在于，所述横向抵接体(20；20a；20b；20c；20d)一体地固定到所述第二框架(3)或至少固定到所述惯性体(15；15a)。
6.根据权利要求1所述的抗振架(1)，其特征在于，所述弹性悬架(19)包括固定到所述惯性体(15；15a)和所述第一框架(2)的弹性侧向垫片，所述弹性侧向垫片被布置为在所述第一振动方向(Z)的振动作用下承受剪切，在所述第二振动方向(X)的振动作用下承受压缩。
7.根据权利要求1所述的抗振架(1)，其特征在于，所述惯性体(15)包括两个法兰(17)，所述两个法兰(17)垂直于所述第二振动方向(X)并且通过腹板(16)相互连接，所述第一框架(2)包括两个侧壁(8、9)，所述两个侧壁(8、9)分别面向所述惯性体的所述两个法兰(17)，所述弹性悬架(19)包括两个弹性侧向垫片，每个弹性侧向垫片置于所述惯性体的法兰(17)中的一个和所述第一框架的侧壁(8、9)之间，每个弹性侧向垫片被布置成在所述第一振动方向(Z)的振动作用下经受剪切并且在所述第二振动方向(X)的振动作用下经受压缩，并且包括两个弹性侧向抵接体(20；20a；20b；20d)的所述抗振架能够通过沿所述第二振动方向(X)抵接所述惯性体的所述法兰来限制所述第二框架(3)在两个相反方向上的位移。
8.根据权利要求7所述的抗振架(1)，其特征在于，所述惯性体的所述腹板(16)在覆盖所述弹性主体(4)和所述第二框架(3)的同时基本垂直于所述第一振动方向(Z)延伸，所述第一框架(2)进一步包括覆盖所述腹板(16)的盖壁(7)，所述抗振架进一步包括弹性上垫片(18)，所述弹性上垫片(18)连接所述惯性体多数腹板(17)和所述第一框架的盖壁(7)，其布置成在所述第二振动方向(X)的振动作用下承受剪切，并在所述第一振动方向(Z)的振动作用下承受压缩，所述第二框架(3)与所述惯性体的腹板(16)之间设置有弹性上抵接体(4b、22)，所述两个弹性侧向抵接体(20；20a；20d)分别设置在所述第二框架(3)和所述惯性体的法兰(17)中的一个之间。
9.根据权利要求1所述的抗振架(1)，其包括两个垂直于所述第二振动方向(X)的惯性体(15a)，所述第一框架(2)包括两个侧壁(8、9)，分别面向所述两个惯性体(15a)，所述弹性悬架(19)包括两个弹性侧向垫片，每个弹性侧向垫片介于所述惯性体(15a)中的一个和第一框架的侧壁(8、9)之间，每个弹性侧向垫片设置为在所述第一振动方向(Z)的振动作用下经受剪切，并在所述第二振动方向(X)的振动作用下经受压缩，并且所述抗振架包括两个弹性侧向抵接体(20c)，所述两个弹性侧向抵接体(20c)分别设置在所述第一框架(3)和所述惯性体(15a)的一个之间。
10.根据权利要求1所述的抗振架(1)，其特征在于，所述第一框架(2)包括通过盖壁(7)相互连接的两个侧壁(8、9)，所述惯性体(15)包括两个法兰(17)，所述法兰(17)垂直于所述第二振动方向(X)并且通过腹板(16)相互连接，所述惯性体的法兰(17)在所述第二振动方向(X)上构成第一框架(2)并且所述惯性体的腹板(16)覆盖所述第一框架(2)的所述盖壁(7)。
11.根据权利要求10所述的抗振架(1)，其特征在于，所述两个弹性侧向抵接体(20b)与所述弹性悬架(19)的弹性侧向垫片一体成型，并通过分别穿过凹槽(8a、9a)模制到所述第二框架上，所述凹槽(8a、9a)形成在所述第二框架的所述侧壁(8、9)上，并且所述两个弹性侧向抵接体(20b)被成形和布置成当所述第二框架(3)在所述第二振动方向(X)上抵接所述两个弹性侧向抵接体(20b)时偏置所述惯性体的所述法兰(17)。
12.车辆，其包括主体(CV)、动力单元(M)和至少一个根据权利要求1所述的抗振架(1)，所述抗振架(1)将所述主体(CV)连接到所述动力单元(M)，弹性主体(4)沿垂直的第一振动方向(Z)支撑所述动力单元(M)的重量。
13.根据权利要求12所述的车辆，其特征在于，所述动力单元(M)包括至少一个发动机。
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