CN211641732U - 车辆的悬置系统以及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆的悬置系统以及车辆，车辆的悬置系统包括：悬置支架；被动端支架；衬套，所述衬套设于所述被动端支架内。连接臂，所述连接臂的一端与所述衬套连接，所述连接臂的另一端与所述悬置支架连接。由此，通过设置衬套，能够提升悬置系统的隔振性能，可以降低车辆的抖动和轰鸣声，从而可以降低车辆的噪音，进而可以提升车辆的NVH性能。

Description

车辆的悬置系统以及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种车辆的悬置系统以及具有该车辆的悬置系统的车辆。

背景技术

相关技术中，燃油车改为纯电动车时，直接把内燃机换成电动机及相关控制系统。由于电动机和相关控制系统的体积尺寸明显小于内燃机，直接修改悬置主动端支架尺寸，采取适当加长或者缩短的方式用于匹配电动机。对于这类纯电动车悬置隔振衬套，没有全新开发纯电动车专用衬套，仅仅基于两种动力总成的重量和惯性参数的不同适当调整衬套隔振橡胶的硬度匹配，不改变原有橡胶衬套的橡胶主簧形状，没有充分从整车角度考虑纯电动车和燃油车的外界和自身激励差异。

并且，电动机的振动激励小但是扭矩大，电动机动力总成对悬置系统的隔振能力要求低于内燃机，但是悬置的设计一定要考虑到电动机的峰值扭矩在整个恒扭区间都有可能出现，此外，电动机在各种瞬态(如急加速、减速、倒挡等)工况下的扭矩变动迅速，导致悬置系统承受激励幅值较大且快速变化的载荷，悬置系统绝大部分都工作在非线性段。电动动力总成的质心高度也比内燃机低很多，橡胶隔振主簧不仅需要承载车辆的Z 向载荷，还需要抵抗电动机在旋转方向的扭矩。

因此，直接使用燃油车的隔振软垫总成大部分情况下都将出现隔振性能弱，车辆在行驶过程中有较为明显的轰鸣噪声，也通常出现电机位移过大，在急加速/急减速、倒挡等工况下有较为明显的低沉的撞击声从车辆的前部发出，影响客户的驾乘体验。

实用新型内容

本申请提供一种车辆的悬置系统，该车辆的悬置系统能够提升悬置系统的隔振性能，可以降低车辆的抖动和轰鸣声。

本实用新型进一步地提出了一种车辆。

根据本实用新型的车辆的悬置系统包括：悬置支架；被动端支架；衬套，所述衬套设于所述被动端支架内。连接臂，所述连接臂的一端与所述衬套连接，所述连接臂的另一端与所述悬置支架连接。

根据本实用新型的车辆的悬置系统，通过设置衬套，能够提升悬置系统的隔振性能，可以降低车辆的抖动和轰鸣声，从而可以降低车辆的噪音，进而可以提升车辆的NVH性能。

在本实用新型的一些示例中，所述衬套包括：内管，所述内管与所述连接臂的一端连接；外管，所述外管外套于所述内管，所述外管与所述内管之间具有空腔，所述外管与所述被动端支架连接；橡胶块，所述橡胶块设于所述空腔内，所述橡胶块与所述内管和所述外管中的至少一个连接。

在本实用新型的一些示例中，所述橡胶块包括多个第一橡胶块和多个第二橡胶块，多个所述第一橡胶块沿所述内管的周向方向均匀分布，在所述内管的周向方向上，任意相邻的两个所述第一橡胶块之间夹设有一个所述第二橡胶块，所述第一橡胶块与所述外管的内周壁连接，所述第二橡胶块的一端与所述外管的内周壁连接，另一端与所述内管的外周壁连接。

在本实用新型的一些示例中，相邻的两个所述第二橡胶块之间与位于该两个所述第二橡胶块之间的所述第一橡胶块形成间隙，所述间隙的最小宽度小于等于3mm。

在本实用新型的一些示例中，与所述第二橡胶块相邻的两个所述第一橡胶块中，其中一个第一橡胶块为第一子块，另一个为第二子块，在所述内管的周向方向上，所述第一子块的宽度小于所述第二子块的宽度。

在本实用新型的一些示例中，所述第一子块的中心与所述内管的轴线之间的垂线为第一参考线，所述第一子块和所述第二子块之间的所述第二橡胶块的中心与所述内管的轴线之间的垂线为第二参考线，所述第二子块的中心与所述内管的轴线之间的垂线为第三参考线，所述第一参考线和所述第二参考线之间的夹角为30°-40°；所述第三参考线和所述第二参考线之间的夹角为40°-60°。

在本实用新型的一些示例中，所述第二橡胶块与所述内管的连接处的倒角半径为4-6mm；所述第二橡胶块与所述外管的连接处的倒角半径为4-6mm。

在本实用新型的一些示例中，在垂直于所述内管的周向方向上，所述第一橡胶块的宽度为16-20mm，所述第二橡胶块的宽度为16-20mm。

在本实用新型的一些示例中，所述悬置支架具有加强筋，所述加强筋的宽度为3.5-4.5mm。

根据本实用新型的车辆，包括上述的车辆的悬置系统。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的悬置系统的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的悬置系统的衬套的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的悬置系统的悬置支架的示意图；

图4是根据本实用新型实施例的悬置系统的悬置支架的另一个角度示意图。

附图标记：

悬置系统10；

悬置支架1；被动端支架2；

衬套3；内管31；外管32；橡胶块33；第一橡胶块34；第二橡胶块35；间隙36；第一子块37；第二子块38；

连接臂4；第一参考线5；第二参考线6；第三参考线7；加强筋8。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图4描述本实用新型实施例的车辆的悬置系统10。

如图1-图4所示，根据本实用新型实施例的悬置系统10包括：悬置支架1、被动端支架2、衬套3和连接臂4。衬套3设置于被动端支架2内，连接臂4的一端与衬套3 连接，连接臂4的另一端与悬置支架1连接。

其中，燃油车改为纯电动车后，通过设置电动车专用的衬套3，车辆在行驶过程中，电动机在各种瞬态(如急加速、减速、倒挡等)工况下的扭矩变动迅速，能够保证悬置系统10的隔振性能，可以降低车辆的抖动和轰鸣声，从而可以降低车辆的噪音，进而可以提升车辆的NVH(Noise、Vibration、Harshness-噪声、振动与声振粗糙度)性能。

由此，通过设置衬套3，能够提升悬置系统10的隔振性能，可以降低车辆的抖动和轰鸣声，从而可以降低车辆的噪音，进而可以提升车辆的NVH性能。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，衬套3可以包括：内管31、外管32 和橡胶块33。内管31与连接臂4的一端连接，外管32外套于内管31，外管32与内管 31之间具有空腔，外管32与被动端支架2连接，橡胶块33设置于空腔内，橡胶块33 与内管31和外管32中的至少一个连接，也就是说，橡胶块33可以只与内管31连接，也可以与外管32连接，还可以同时与内管31和外管32连接。这样设置能够保证衬套3 具有隔振性能，可以保证衬套3的工作可靠性。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，橡胶块33可以包括多个第一橡胶块34和多个第二橡胶块35，多个第一橡胶块34沿内管31的周向方向均匀分布，例如：第一橡胶块34和第二橡胶块35均可以设置为4个，在内管31的周向方向上，任意相邻的两个第一橡胶块34之间夹设有一个第二橡胶块35，第一橡胶块34与外管32的内周壁连接，第二橡胶块35的一端与外管32的内周壁连接，第二橡胶块35的另一端与内管31的外周壁连接。

其中，通过在内管31和外管32之间同时设置多个第一橡胶块34和多个第二橡胶块35，能够提升衬套3的承载载荷的能力，可以进一步提升衬套3的隔振性能，从而可以进一步降低车辆的抖动和轰鸣声，也可以进一步降低车辆的噪音，进而可以进一步提升车辆的NVH性能。

在本实用新型的一些实施例中，相邻的两个第二橡胶块35之间与位于该两个第二橡胶块35之间的第一橡胶块34形成间隙36，间隙36的最小宽度小于等于3mm，例如：间隙36的宽度为2mm。其中，由于电动机在低速范围内输出扭矩大且恒定，衬套3在大部分时间也工作在非线性段区域，这是和传统内燃机悬置之间的最为显著的区别。故纯电动车悬置的衬套3一般不需要设置线性段区域或者仅设置很小的线性段区域，这样设置能够避免第一橡胶块34和第二橡胶块35相互产生干扰，可以避免第一橡胶块34和第二橡胶块35相互挤压，从而可以保证第一橡胶块34和第二橡胶块35相互的工作性能。

在本实用新型的一些实施例中，与第二橡胶块35相邻的两个第一橡胶块34中，其中一个第一橡胶块34为第一子块37，另一个为第二子块38，在内管31的周向方向上，第一子块37的宽度小于第二子块38的宽度，在保证衬套3工作性能的前提下，如此设置能够保证衬套3的刚度需求，可以使衬套3具有更好的隔振作用。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，第一子块37的中心与内管31的轴线之间的垂线为第一参考线5，第一子块37和第二子块38之间的第二橡胶块35的中心与内管31的轴线之间的垂线为第二参考线6，第二子块38的中心与内管31的轴线之间的垂线为第三参考线7，第一参考线5和第二参考线6之间的夹角为30°-40°，第三参考线7和第二参考线6之间的夹角为40°-60°，例如：第三参考线7和第二参考线6 之间的夹角为50°。

其中，通过调整第一参考线5和第二参考线6之间的夹角能改变衬套3在第一参考线5的刚度，两者的角度越小，衬套3在第一参考线5方向的刚度越大，反之，刚度越小。第三参考线7和第二参考线6之间的夹角调整后效果同理，适当减小第一参考线5 和第二参考线6、第三参考线7和第二参考线6之间的夹角有助于提升衬套3Z向的承载能力。

并且，在具体的应用中，首先初步计算动力总成的刚体模态频率和解耦率，若刚体模态频率不符合设计要求，则可通过适当调整第一参考线5和第三参考线7方向的刚度获得合适的悬置系统10整体刚度。次之，在悬置系统10的工况校核过程中，根据衬套 3的载荷和位移关系u＝F/K获取静态刚度曲线，再计算每一个工况下的动力总成的位移和橡胶衬套3的位移情况，若发现悬置系统10在某一工况下的位移超出设计阈值，则同样通过改变第一参考线5和第二参考线6、第三参考线7和第二参考线6之间的夹角获得不同刚度的衬套3控制动力总成的综合位移量，避免出现动力总成的位移量过大或者过小。

对于燃油车改纯电动车后对衬套3的刚度要求，主要是基于动力总成的刚体模态频率和解耦率考虑。模态频率和解耦率用于分析动力总成在低频范围内的刚体运动特性，合理地设定悬置系统10的刚度使动力总成受到外界某一方向一定频率的激励时仅产生沿着该方向的刚体运动而不会导致其他方向的刚体运动。反正，若某一方向的固有频率激励不仅引起对应方向的刚体运动，还引起其他方向的刚体运动，则出现共振频带过宽，振动耦合现象，通过能量解耦率可以看出六个自由度的各个方向的振动耦合状态。为了获得这类车辆的较高的刚体模态解耦率，通常是衬套3的第一参考线5方向刚度最大，第三参考线7方向的刚度次之。

在本实用新型的一些实施例中，第二橡胶块35与内管31的连接处的倒角半径为4-6mm，第二橡胶块35与外管32的连接处的倒角半径为4-6mm，例如：第二橡胶块35 与内管31的连接处、第二橡胶块35与外管32的连接处的倒角半径均为5mm。其中，衬套3由橡胶弹性体硫化在内管31和外管32上，若硫化的粘结性能不好，或者橡胶和金属之间的过渡处理不好，则在长时间使用过程中，第二橡胶块35与内管31、外套之间容易开裂，因此，通过设置倒角，可以避免第二橡胶块35与内管31、外套之间开裂，从而可以提升衬套3的耐久特性。

在本实用新型的一些实施例中，在垂直于内管31的周向方向上，第一橡胶块34的宽度为16-20mm，例如：第一橡胶块34的宽度为18mm，第二橡胶块35的宽度为16-20mm，例如：第二橡胶块35的宽度为18mm。其中，第二橡胶块35的宽度决定了衬套3在静载位置刚度，同时第一橡胶块34和第二橡胶块35一起决定了衬套3非线性段的刚度。第二橡胶块35的宽度对衬套3的耐久性能有直接的影响，第二橡胶块35的宽度越宽，则衬套3的刚度越大，衬套3的耐久性能越好，但衬套3的刚度也越高，过高的衬套3刚度将导致动力总成的刚体模态过高，不利于刚度模态的分布，在衬套3设计过程中，第二橡胶块35的宽度数值需要根据动力总成刚体模态分布综合取舍，因此，这样设置能够保证耐久性能，有利于刚度模态的分布，从而使第一橡胶块34和第二橡胶块35的设计更加合理。

在本实用新型的一些实施例中，衬套3还有一个重要的作用就是限位，这个限位功能是由衬套3中的第一橡胶块34实现。车辆在极限工况(如：8km/h前进冲击、垂向+5g 向上载荷等)下工作时，衬套3需要具有足够的限位能力，若衬套3的限位能力不足，则在这些工况下动力总成的位移过大，并且可能与周边部件发生撞击，会产生异响，并且也不利于车辆的NVH性能。在衬套3的周向方向上，第一橡胶块34的宽度决定衬套3 的线性段刚度的大小和限位性能，第一橡胶块34的宽度越大，则非线性段的刚度越高和限位性能越高，但是过高的非线性段刚度将导致衬套3的隔振性能下降，影响车辆的整体NVH性能，因此，在衬套3的周向方向上，第一橡胶块34的宽度需要在这两者之间做折中。本申请中，第一子块37的两个斜面夹角为30-40°，第二子块38的宽度为 40-60°，这样设置能够提升衬套3的限位能力，可以减小动力总成的位移，从而可以避免动力总成与周边部件发生撞击。

并且，为了抵抗电动机(即电机)大扭矩输出工况下较高的反作用扭矩，衬套3的硬度通常高于内燃机悬置系统10，对于电动动力总成而言，悬置系统10刚度的增加并不意味着NVH隔振性能的下降，悬置系统10在很多瞬态工况下的隔振性能差并不是因为悬置系统10的刚度过高而是由于刚度过低导致，若悬置系统10的刚度过低，悬置系统10在大部分工况下都工作在硬限位区域，丧失隔振能力。因此，内燃机改为电动机后，应当采用硬度较高的橡胶衬套3。在本申请中，衬套3硬度设定在50-65°，由此获得衬套3在第一参考线5方向的动刚度约为800-900N/mm，在第三参考线7方向的动刚度约为400-500N/mm。

考虑到电动机的转速较高，电动机的激励频率也较高，安装电动机的悬置支架1的模态必须在一定的范围以上，若直接延长内燃机的悬置主动端支架并且保证一定的模态，则必然造成悬置支架1重量过大，不利于动力性和经济性。因此必需从结构上重新设计悬置支架1。

悬置支架1的设计包含满足NVH性能需求和重量需求两个部分。悬置支架1的NVH性能需求主要集中在模态(自然频率)上，悬置支撑的模态揭示了支架在外界动载荷作用下的实际振动响应。悬置支架1的一阶次共振频率应当在电动机正常工作激励频率之外，并且这个频率不应当和任何一阶动力总成弹性模态重叠。在保证悬置支架1模态的前提下，支架本体的重量也作为一个重要的考虑因素，纯电动汽车考虑到行驶里程和碰撞安全性能，悬置支架1有严格的重量目标限制。因此，悬置支架1的设计需要保证在模态性能和重量做到有效的统一。

在本实用新型的一些实施例中，如图4所示，悬置支架1可以具有加强筋8，加强筋8的宽度为3.5-4.5mm，例如：加强筋8的宽度为4mm，本申请中的悬置支架1限定出安装腔，通过在安装腔中合理地布置加强筋8，一方面有效地保证了悬置支架1的模态性能，另一方面也有效地降低了悬置支架1本身的重量，并且，通过将加强筋8的宽度为3.5-4.5mm，能够使悬置支架1的模态和重量达到平衡，可以使加强筋8的布置更加合理。

根据本实用新型实施例的车辆，包括上述实施例的悬置系统10，悬置系统10安装在车辆上，该悬置系统10能够提升悬置系统10的隔振性能，可以降低车辆的抖动和轰鸣声，从而可以降低车辆的噪音，进而可以提升车辆的NVH性能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种车辆的悬置系统，其特征在于，包括：

悬置支架；

被动端支架；

衬套，所述衬套设于所述被动端支架内；

连接臂，所述连接臂的一端与所述衬套连接，所述连接臂的另一端与所述悬置支架连接。

2.根据权利要求1所述的车辆的悬置系统，其特征在于，所述衬套包括：

内管，所述内管与所述连接臂的一端连接；

外管，所述外管外套于所述内管，所述外管与所述内管之间具有空腔，所述外管与所述被动端支架连接；

橡胶块，所述橡胶块设于所述空腔内，所述橡胶块与所述内管和所述外管中的至少一个连接。

3.根据权利要求2所述的车辆的悬置系统，其特征在于，所述橡胶块包括多个第一橡胶块和多个第二橡胶块，多个所述第一橡胶块沿所述内管的周向方向均匀分布，在所述内管的周向方向上，任意相邻的两个所述第一橡胶块之间夹设有一个所述第二橡胶块，

所述第一橡胶块与所述外管的内周壁连接，所述第二橡胶块的一端与所述外管的内周壁连接，另一端与所述内管的外周壁连接。

4.根据权利要求3所述的车辆的悬置系统，其特征在于，相邻的两个所述第二橡胶块之间与位于该两个所述第二橡胶块之间的所述第一橡胶块形成间隙，所述间隙的最小宽度小于等于3mm。

5.根据权利要求3所述的车辆的悬置系统，其特征在于，与所述第二橡胶块相邻的两个所述第一橡胶块中，其中一个第一橡胶块为第一子块，另一个为第二子块，在所述内管的周向方向上，所述第一子块的宽度小于所述第二子块的宽度。

6.根据权利要求5所述的车辆的悬置系统，其特征在于，所述第一子块的中心与所述内管的轴线之间的垂线为第一参考线，

所述第一子块和所述第二子块之间的所述第二橡胶块的中心与所述内管的轴线之间的垂线为第二参考线，

所述第二子块的中心与所述内管的轴线之间的垂线为第三参考线，

所述第一参考线和所述第二参考线之间的夹角为30°-40°；

所述第三参考线和所述第二参考线之间的夹角为40°-60°。

7.根据权利要求3所述的车辆的悬置系统，其特征在于，所述第二橡胶块与所述内管的连接处的倒角半径为4-6mm；

所述第二橡胶块与所述外管的连接处的倒角半径为4-6mm。

8.根据权利要求3所述的车辆的悬置系统，其特征在于，在垂直于所述内管的周向方向上，所述第一橡胶块的宽度为16-20mm，所述第二橡胶块的宽度为16-20mm。

9.根据权利要求1所述的车辆的悬置系统，其特征在于，所述悬置支架具有加强筋，所述加强筋的宽度为3.5-4.5mm。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的车辆的悬置系统。

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