CN116906494A - 液压衬套 - Google Patents

Abstract

一种液压衬套，包括：外管；内管，布置在外管内并与外管间隔开；弹性体，布置在外管与内管之间，并且设置有容纳液体的液室部；以及喷嘴，布置在外管与弹性体之间，并且包括朝向液室部延伸使得喷嘴的内表面的一部分突出而与液室部接触的止动件。止动件的接触端形成为具有与由锥形运动引起的弹性体的变形相对应的表面。

Description

液压衬套

技术领域

本发明涉及一种液压衬套，其中最大程度地确保喷嘴的止动件与弹性体之间的接触面积，以提高整个衬套的耐用性。

背景技术

例如，可弹性变形的衬套可应用在车身与车轮之间，以缓冲在车辆的前后方向或左右方向上产生的负载或振动，从而提供更高的乘坐舒适性。

衬套可用于在结构上支承两侧结构件的连接部分，并且利用其弹性变形来吸收两侧结构件中的一者上产生的冲击、振动、噪声等。然而，根据现有技术的衬套可能不具有适合于车辆行驶状况的刚度。

为了解决根据现有技术的衬套的上述问题，已提出含有流体的液压衬套，以实现更主动的缓冲功能。液压衬套可包括外管、设置在外管内与外管间隔开的内管、设置在外管与内管之间的喷嘴，以及设置在内管与喷嘴之间的弹性体，并且在喷嘴与弹性体之间可形成容纳流体的液压室。

在将此类液压衬套垂直于车辆设置使得外管和内管的轴线平行于车辆的上下方向的情况下，当由于车轮的撞击(bumping)或回弹而严重发生锥形运动和负载时，接触喷嘴的弹性体可被过度磨损，并且在更糟糕的情况下，弹性体或喷嘴可被损坏，从而使整个衬套的耐用性劣化。

发明内容

本发明的一方面提供一种液压衬套，其中最大程度地确保喷嘴的止动件与弹性体之间的接触面积，以提高整个衬套的耐用性。

根据本发明的一方面，根据示例性实施例的液压衬套包括：外管；内管，布置在外管内并与外管间隔开；弹性体，布置在外管与内管之间，并且设置有容纳液体的液室部；以及喷嘴，布置在外管与弹性体之间，并且包括朝向液室部延伸使得喷嘴的内表面的一部分突出以与液室部接触的止动件。止动件的接触端形成为具有与由锥形运动引起的弹性体的变形相对应的表面。

根据本发明的一方面，根据另一示例性实施例的液压衬套包括：外管；内管，布置在外管内并与外管间隔开；弹性体，布置在外管与内管之间，并且设置有容纳液体的液室部；以及喷嘴，布置在外管与弹性体之间，并且包括朝向液室部延伸使得喷嘴的内表面的一部分突出以与液室部接触的止动件。止动件的接触端的表面具有与内管的外半径相同的周向曲率。

在喷嘴与弹性体之间可存在有负载方向上的间隙，并且接触端的表面的周向形状可通过以下方式形成：将保持内管的外径的虚拟圆相对于内管的中心点移动该间隙，并且将与内管的外半径相等的虚拟圆的半径确定为接触端的表面的周向曲率。

间隙的范围可为1.5mm至3mm。

根据本发明的一方面，根据另一示例性实施例的液压衬套包括：外管；内管，布置在外管内并与外管间隔开；弹性体，布置在外管与内管之间，并且设置有容纳液体的液室部；以及喷嘴，布置在外管与弹性体之间，并且包括朝向液室部延伸使得喷嘴的内表面的一部分突出以与液室部接触的止动件。止动件的接触端的表面包括在厚度方向上延伸的直线区间，和与直线区间连续并且在锥形运动期间接触弹性体的弯曲区间。

在锥形运动期间，内管可相对于外管以锥形角相对倾斜。直线区间可设定在接触端的表面上以包括止动件的厚度的中心。相对于与外管的轴线平行延伸的基准线以锥形角倾斜的虚拟线从直线区间的一个起点延伸，以确定与止动件的一个侧表面相交的终点。弯曲区间可沿着将起点和终点彼此连接的曲线形成。

锥形角的范围可为-9度至+9度。

直线区间的长度可在止动件的厚度的10％至30％的范围内。

液压衬套可布置在安装对象上，使得外管或内管的轴线垂直于地面。

附图说明

通过以下结合附图进行的详细说明，将更清楚地理解本发明的上述及其它方面、特征和优点。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的液压衬套的立体图。

图2是图1的分解立体图。

图3是图1的横向剖视图。

图4是图1的纵向剖视图。

图5是示出根据本发明的示例性实施例的液压衬套的作用的图4的“A”部分的放大剖视图。

图6是示出根据本发明的示例性实施例的液压衬套的锥形运动状态的剖视图。

图7A和图7B是示出根据本发明的示例性实施例的液压衬套中的止动件的接触压力的改进的视图。

具体实施方式

下文将参照附图说明本发明的示例性实施例。当对附图中的元件分配附图标记时，如果可能，相同的元件用相同的附图标记表示，即使这些元件在不同的附图中示出。此外，将省略与众所周知的构造或功能相关的详细说明，以免不必要地模糊本发明的示例性实施例的主题。

尽管本文会使用“第一”、“第二”和“第三”等术语来说明各种构件、部件、区域、层或区间，但是这些构件、部件、区域、层或区间并不受这些术语的限制。相反，这些术语仅用于将一个构件、部件、区域、层或区间与另一个构件、部件、区域、层或区间区分开来。因此，在本文所述的示例中所称的第一构件、部件、区域、层或区间，也可在一个示例中被称为第二构件、部件、区域、层或区间，而不脱离示例的教导。

另外，关于方向所使用的术语“上下”、“左右”、“前后”等是基于车身(即安装对象)而定义的。

图1是示出根据示例性实施例的液压衬套的立体图，并且图2是图1的分解立体图。

根据示例性实施例的液压衬套可包括外管10、内管20、弹性体30和喷嘴40。

外管10可为基本上管状构件，并且内部可具有中空部。喷嘴40、弹性体30和内管20可从外管10的内表面插入以被设置和结合。

外管10可由诸如金属或增强塑料的刚性材料形成，以保护插入其中的部件并防止其自身变形或损坏。

例如，当本发明的液压衬套应用于车辆的悬架以吸收由车轮或发动机产生的冲击、振动等时，外管10可压配并结合至构成悬架的下臂的一端。然而，此类用途和此类结合方法不限于上述示例。

内管20可为基本上管状构件，并且内部可具有中空部。弹性体30可在内管的整个长度的至少一部分上嵌装并结合至内管的外表面。任选地，内管和弹性体可通过粘合剂彼此接合，或者通过嵌入注射一体模制。

如上所述，结合至弹性体30的内管20可设置为在外管10内与外管间隔开，并贯穿外管10。另外，内管可由例如压配至外管10中的弹性体保持在外管内。

内管20可由诸如金属或增强塑料的刚性材料形成，以防止其自身变形或损坏。

例如，当本发明的液压衬套应用于车辆的悬架以吸收由车轮或发动机产生的冲击、振动等时，可使用贯穿内管20的中空部的安装螺栓将内管20结合至车身的框架，以将构成悬架的下臂连接至车身。然而，此类应用对象和此类连接部分不限于上述示例。

内管20还可包括形成为在径向方向上从外表面向外突出的一对突起21。该对突起可形成为在内管20的整个长度上延伸，但示例性实施例不限于此。该对突起21可形成为根据嵌装至内管20以在内管20的长度方向(图中的上下方向)上延伸的弹性体的长度而延伸。

如上所述，内管20可设置有朝向外管10突出的突起21，以增加内管20与弹性体30之间的结合性。因此，内管20可更牢固地支承弹性体，并可防止由弹性体30的压缩引起的弹性体30的刚度降低。

弹性体30可设置在外管10与内管20之间。例如，如上所述，弹性体30可嵌装到内管20上，以通过粘合剂或嵌入注射接合至内管20，并可压配至外管10中。而且，弹性体30可设置在内管20与喷嘴40之间。

弹性体30可吸收通过外管10从外部实体传递的冲击和振动。为此，弹性体30可由例如橡胶或合成树脂等弹性材料形成。

另外，弹性体30可包括支持内管20的位移以更有效地吸收传递至内管20的冲击和振动并且稳定地接合至内管20的液室部31，以及通过粘合剂或嵌入注射接合至内管20的外表面的接合部32。

液室部31可形成为在径向方向上从弹性体30的外表面向内凹陷。而且，接合部32可形成为在上下方向上贯穿弹性体30的孔的内周面，并可形成为以比内管20的整个长度稍短的长度延伸。

另外，弹性体30可包括形成在内部以防止液室部31因内管20的过度位移而损坏并且吸收位移的空间部33。

此外，弹性体30可包括在径向方向上从接合部32向外延伸并且比液室部31相对突出更多以与喷嘴40接触从而确保阻尼力的支承部34。

喷嘴40可设置在外管10与弹性体30之间，并可包括彼此对称地形成的一对喷嘴构件41、42。由于该对喷嘴构件41、42结合至弹性体30以围绕弹性体30，因此可改进喷嘴40和弹性体30的组装性。

喷嘴40，例如一对喷嘴构件41、42，可由塑料等可模制材料形成。例如，该对喷嘴41、42的材料可以是具有诸如可模制性、耐冲击性、耐磨性、耐热性等特性的工程塑料或增强塑料，但不必限于此。

另外，一对喷嘴构件41、42可设置成使得圆周方向上的两侧端部在外管10内彼此相邻或彼此接触，并可设置成在外管10的大致中间高度处围绕弹性体30，例如弹性体30的液室部31。因此，喷嘴40可设置在外管10与内管20之间，例如，外管10与弹性体30之间。

例如，一个喷嘴构件41和另一喷嘴构件42的两侧端部可彼此面对，以形成基本上管状形状的喷嘴40。为此，一对喷嘴构件41、42可形成为具有基本上半圆形的截面。

一个喷嘴构件41和另一喷嘴构件42可分别密封喷嘴构件41、42与弹性体30的液室部31之间的空间，以防止流体在各喷嘴构件41、42与弹性体的液室部31之间泄漏。在下文中，各喷嘴构件41、42与弹性体30的液室部31之间的空间将被称为液压室43。

另外，一个喷嘴构件41和另一喷嘴构件42的外表面可与外管10的内表面紧密接触。

在各喷嘴构件41、42的外表面上可在圆周方向上形成至少一个流动路径部45。在流动路径部的端部可形成与液压室43连通的通孔46。

因此，当因传递的冲击和振动使弹性体变形并且液压室的容积改变时，喷嘴构件41、42与弹性体30之间的液压室43中存在的流体可沿流动路径部45流动。预定频带的频率可由液压室和流动路径部控制和调谐。

例如，可在各喷嘴构件41、42中形成多个流动路径部45，并且一个喷嘴构件的流动路径部中的一个和另一喷嘴构件的流动路径部中的一个可在喷嘴40的组装期间彼此连接，以形成基本上螺旋形的流动路径部。

因此，当外部冲击或振动施加至包括形成有多个流动路径部45的喷嘴40的本发明的液压衬套时，流体可从液压室43向流动路径部45流动。因此，可控制和调谐多个频带中的多个动态特性。

喷嘴40，例如一对喷嘴构件41、42，可包括由喷嘴的内表面的一部分在径向方向上向内突出而形成的至少一个止动件47。在附图中，可提供在各喷嘴构件上形成多个止动件的示例。

一个喷嘴构件41的止动件47可形成并设置在相对于内管20的中心在径向方向上与另一喷嘴构件42的止动件47对称的位置。

止动件47的数量和位置可取决于设计需要而适当变化。另外，止动件的厚度(图中上下方向上的长度)和止动件47与内管20之间的距离可改变，以满足设计期间要求的条件。

止动件47可设置在液压室43内部以与弹性体30的液室部31间隔开，并可支持由外部冲击和振动引起的内管20的位移。

例如，止动件47可在弹性体30与外管10之间插入弹性体30的液室部中，以在弹性体30的径向方向上对液室部31加压，使得防止内管20的过度位移，并且经由液室部31支承内管20，以平稳地吸收冲击和振动。因此，止动件47可与弹性体30的液室部31一起支承内管20。

如上所述，止动件47可插入液室部31中，以通过液室部31将由内管20的位移引起的反作用力施加至内管20，从而支持内管20的位移并防止内管20的过度位移。

在这种情况下，弹性体30的支承部34可与喷嘴40的内表面接触以支承喷嘴40，并且弹性体30的液室部31可与止动件47的接触端48接触以支承喷嘴40，从而可确保弹性体30的针对冲击的缓冲力或针对振动的阻尼力。

例如，结合至弹性体30并接收外部冲击和振动的内管20可通过弹性体30由喷嘴40和止动件47支承，并且内管20的冲击、振动和位移可由弹性体30吸收。

此外，在本发明的液压衬套中，由于喷嘴40与弹性体30之间的液压室43中存在流体，因此当冲击和振动传递至本发明的液压衬套时，可在外管10中发生内管20相对于外管10的位移。位移可引起弹性体30的变形，以导致液压室43的容积改变，从而使液压室43中的流体流动。结果，可实现进一步提高的阻尼效果。

另外，根据示例性实施例的液压衬套可包括嵌入弹性体30中的中间管50。

中间管50可在两侧分别对应于液压室43形成有开口51。在中间管50的两侧的开口51可使中间管的内部和外部彼此连通。另外，在中间管50的上下方向的两端可分别设置在中间管的圆周方向上形成的环状部52。

中间管50可由塑料等可模制材料形成。然而，示例性实施例不限于此，并且中间管50可由例如金属形成。

例如，中间管50可通过嵌入注射与弹性体30一体地模制。在这种情况下，可防止中间管50和弹性体30彼此分离。

从外部传递至弹性体30的冲击和振动可由中间管50分散，使得本发明的液压衬套可具有足以承受更大冲击和振动的刚度和耐用性。

当根据现有技术的液压衬套设置成使得外管10和内管20的轴线平行于车辆的上下方向例如垂直于地面时，由于车轮的撞击或回弹，可发生锥形运动。

术语“锥形运动”意指例如当液压衬套应用于车辆的悬架时，构成悬架的下臂在围绕液压衬套的锥形轨迹上移动。

如上所述，当发生更大的锥形运动和负载时，弹性体30可在变形的同时与喷嘴40接触，并且与喷嘴40接触的弹性体30可被过度磨损。在更糟糕的情况下，弹性体30或喷嘴40可被损坏。

因此，需要在负载方向上确保间隙并且在锥形运动期间在喷嘴40的止动件47与弹性体30之间不发生干涉的配置。

图3是图1的横向剖视图，并且图4是图1的纵向剖视图。图5是示出根据示例性实施例的液压衬套的作用的图4的“A”部分的放大剖视图。图6是示出根据示例性实施例的液压衬套的锥形运动状态的剖视图。

根据示例性实施例的液压衬套取决于弹性体30的变形，使止动件47的接触端48以最大面积与液室部31接触。因此，根据示例性实施例的液压衬套可减小施加于止动件47的接触压力以延迟弹性体30的磨损，从而提高整个衬套的耐用性。

当液压衬套设置成垂直于地面使得外管10和内管20的轴线平行于车辆的上下方向时，主负载方向可大致对应于车辆的前后方向。在这种情况下，在喷嘴40与弹性体30之间可存在负载方向上的间隙N。

可通过反映液压衬套的弹性体30的形状和输入负载来计算负载方向上的间隙N。特别地，管理车辆的乘坐舒适性和操纵性能所需的一次特征区间的最大值和二次特征区间的起始值是重要的。

一次特征区间是指在衬套的位移对负载的特征线图中，负载取决于位移逐渐增加或减少的区间，并且二次特征区间是指在特征线图中，与之前的位移相比负载快速增加或减少的区间。

在根据示例性实施例的液压衬套中，间隙N可被确定为1.5～3mm。

例如，当间隙N小于1.5mm时，乘坐舒适性可劣化。同时，当间隙N大于3mm时，操纵性能可受到不利影响。

在确定间隙N后，如图3所示，保持内管20的外径的假想圆(虚拟圆)(图3的X)可相对于内管20的中心点移动该间隙，并且等于内管20的外半径的假想圆X的半径可确定为止动件47的接触端48的表面的周向曲率。

例如，止动件47的接触端48的表面可具有以等于内管20的外半径的周向曲率弯曲的周向形状。

在现有技术中，基于内管20的中心点，将内管的外半径与间隙相加所得的距离确定为止动件47的接触端表面的周向曲率(图3的虚线Y)。

当止动件47的接触端48的表面的周向形状由中心点移动了间隙的内管的外半径确定时，止动件47的接触端的表面可具有与预先根据锥形运动而变形同时接触的弹性体相对应的形状。

例如，如图3所示，当在一个喷嘴构件41、42上形成多个止动件47时，止动件47的接触端48中与弹性体30的支承部34相邻设置的角部的角度，可大于以内管20的外半径与间隙相加所得的距离作为周向曲率的根据现有技术的止动件中存在的对应角部的角度。

另一方面，止动件47的接触端48中与弹性体30的支承部34相对远离的角部的角度，可小于以内管20的外半径与间隙相加所得的距离作为周向曲率的根据现有技术的止动件中存在的对应角部的角度。

因此，在根据示例性实施例的液压衬套中，止动件47的接触端48的表面与锥形运动期间变形的弹性体30例如液室部31的内表面之间的接触面积可确保为最大面积。

另外，止动件47的接触端48的表面可具有厚度方向上的形状，其包括在厚度方向上延伸的直线区间L和与直线区间L连续并且在锥形运动期间与弹性体30接触的弯曲区间C。

在这种情况下，在锥形运动期间，内管20可相对于外管10相对倾斜预定角度。在下文中，该预定角度将被称为锥形角θ。

在根据示例性实施例的液压衬套中，锥形角θ可被确定为处于-9度至+9度的范围。

在如上所述确定锥形角θ后，如图4和图5所示，可在止动件47的接触端48的表面上设定直线区间L的长度，该长度包括止动件的厚度T的中心，同时对应于整个止动件厚度的10～30％。然后，当没有锥形运动时，相对于与外管10或内管20的轴线平行延伸的基准线O以锥形角θ倾斜的虚拟线可从直线区间L的一个起点S延伸。

例如，当直线区间L的长度小于整个止动件厚度的10％时，在没有锥形运动的状态下，止动件可能不能充分支承通过内管20和弹性体30传递的负载。因此，可加快弹性体30的磨损。

同时，当直线区间L的长度大于整个止动件厚度的30％时，在锥形运动期间，止动件的直线区间L可能与弹性体30发生干涉，导致弹性体30磨损或喷嘴40损坏。

接下来，在确定止动件47的接触端48中垂直于基准线O的一个侧表面与虚拟线相交的终点P后，可沿着具有预定曲率并将直线区间L的一个起点S与一个侧表面上的终点P彼此连接的曲线来确定弯曲区间C的形状。

因此，止动件47的接触端48的表面在厚度方向上的形状可包括在没有锥形运动的状态下在负载方向上接触弹性体30的直线区间L，以及在锥形运动期间由于相对于外管10相对倾斜的内管20而接触弹性体30的一对弯曲区间C。

当止动件47的接触端48的表面在厚度方向上的形状通过反映在锥形运动期间相对于外管10的轴线相对倾斜的内管20的锥形角θ来确定时，止动件47的接触端48的表面具有与预先根据锥形运动而变形同时接触的弹性体相对应的形状。

例如，止动件47的接触端48上的直线区间L的长度可小于根据现有技术的止动件中的直线区间的长度。同时，止动件47的接触端48上的弯曲区间C的长度可大于根据现有技术的止动件中的简单倒角水平的弯曲区间的长度。

因此，在根据示例性实施例的液压衬套中，如图6所示，止动件47的接触端48的表面与锥形运动期间变形的弹性体30例如液室部31的内表面之间的接触面积可确保为最大面积。

图7A和图7B是示出根据示例性实施例的液压衬套中的止动件的接触压力的改进的视图。

本发明的申请人通过对本发明的液压衬套的模拟对作用在止动件47上的接触压力进行分析。

例如，假设在实际的主负载方向上施加负载的同时发生锥形运动的情况下，在根据现有技术的液压衬套(参见图7A)和根据示例性实施例确定止动件47的接触端48的表面形状的液压衬套(参见图7B)中，将内管20和弹性体30作用在喷嘴40的止动件47上的接触压力相互比较。

在根据示例性实施例的液压衬套中，止动件47的接触端48的表面的周向形状由将内管20的中心点移动间隙N而设置的内管的外半径来确定，并且止动件47的接触端48的表面在厚度方向上的形状通过反映锥形运动期间相对于外管10的轴线相对倾斜的内管20的锥形角θ和减小的直线区间L的长度来确定。因此，喷嘴40的止动件的接触端48的表面可以最大面积与弹性体30接触，从而可使接触压力分散。

因此，可以看出，在主负载方向上施加负载的同时发生锥形运动的状态下，与根据现有技术的液压衬套相比，在本发明的液压衬套中，由止动件47的接触端48接收的接触压力可减少约30％。

因此，在根据示例性实施例的液压衬套中，当外管10和内管20的轴线平行于车辆的上下方向时，例如，当外管10和内管20的轴线垂直于地面设置时，即使发生由车轮的撞击或回弹引起的更大的锥形运动和负载，也可防止与喷嘴40接触的弹性体30被过度磨损，或者防止弹性体30或喷嘴被损坏。因此，可提高整个衬套的耐用性。

如上所述，根据示例性实施例，可在保持噪声、振动和不平顺性(NVH)降低性能的同时，提高整个衬套的耐用性。

虽然上文已示出和说明示例性实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下可进行修改和变化。

Claims (9)

1.一种液压衬套，包括：

外管；

内管，布置在所述外管内并与所述外管间隔开；

弹性体，布置在所述外管与所述内管之间，并且设置有容纳液体的液室部；以及

喷嘴，布置在所述外管与所述弹性体之间，并且包括朝向所述液室部延伸使得所述喷嘴的内表面的一部分突出而与所述液室部接触的止动件，

其中，所述止动件的接触端形成为具有与由锥形运动引起的所述弹性体的变形相对应的表面。

2.一种液压衬套，包括：

外管；

内管，布置在所述外管内并与所述外管间隔开；

弹性体，布置在所述外管与所述内管之间，并且设置有容纳液体的液室部；以及

喷嘴，布置在所述外管与所述弹性体之间，并且包括朝向所述液室部延伸使得所述喷嘴的内表面的一部分突出而与所述液室部接触的止动件，

其中，所述止动件的接触端的表面具有与所述内管的外半径相同的周向曲率。

3.根据权利要求2所述的液压衬套，其中

在所述喷嘴与所述弹性体之间存在有负载方向上的间隙，并且

所述接触端的表面的周向形状通过以下方式形成：将保持所述内管的外径的虚拟圆相对于所述内管的中心点移动所述间隙，并且将与所述内管的外半径相等的所述虚拟圆的半径确定为所述接触端的表面的周向曲率。

4.根据权利要求3所述的液压衬套，其中

所述间隙的范围为1.5mm至3mm。

5.一种液压衬套，包括：

外管；

内管，布置在所述外管内并与所述外管间隔开；

弹性体，布置在所述外管与所述内管之间，并且设置有容纳液体的液室部；以及

喷嘴，布置在所述外管与所述弹性体之间，并且包括朝向所述液室部延伸使得所述喷嘴的内表面的一部分突出而与所述液室部接触的止动件，

其中，所述止动件的接触端的表面包括：

在所述止动件的厚度方向上延伸的直线区间；以及

与所述直线区间连续并且在锥形运动期间接触所述弹性体的弯曲区间。

6.根据权利要求5所述的液压衬套，其中

在所述锥形运动期间，所述内管相对于所述外管以锥形角相对倾斜，

所述直线区间设定在所述接触端的表面上以包括所述止动件的厚度的中心，

相对于与所述外管的轴线平行延伸的基准线以所述锥形角倾斜的虚拟线从所述直线区间上的一个起点朝向所述止动件的一个侧表面延伸，以确定所述止动件的所述一个侧表面上的终点，并且

所述弯曲区间沿着将所述起点和所述终点彼此连接的曲线形成。

7.根据权利要求6所述的液压衬套，其中

所述锥形角的范围为-9度至+9度。

8.根据权利要求5所述的液压衬套，其中

所述直线区间的长度在所述止动件的厚度的10％至30％的范围内。

9.根据权利要求1所述的液压衬套，其中

所述液压衬套布置在安装对象上，使得所述外管或所述内管的轴线垂直于地面。