CN217917594U - 一种自动调节悬置系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种自动调节悬置系统，其中,主悬置组件包括橡胶主簧、第一连接件、第一驱动机构，橡胶主簧位于上安装座的下方，第一连接件用于将上安装座和发动机可拆卸地固定，第一驱动机构用于驱动橡胶主簧上下移动；副悬置组件包括下活动座、弹簧格栅、第二驱动机构，下活动座位于上安装座的下方，弹簧格栅的两端分别与上安装座和下活动座连接，第二驱动机构用于驱动下活动座移动；测振装置用于检测发动机的振动，测振装置设于上安装座；第一驱动机构、第二驱动机构和测振装置与控制装置电连接。本申请所公开的自动调节悬置系统主悬置组件和副悬置组件的配合实现刚度与阻尼值的优化控制以及悬置系统刚度和阻尼值的自动调节。

Description

一种自动调节悬置系统

技术领域

本申请涉及发动机悬置结构技术领域，具体涉及一种自动调节悬置系统。

背景技术

随着工程机械产品技术的发展，产品的隔振性与乘坐舒适性已经成为产品竞争力和品牌影响力的重要指标。发动机作为工程机械的主要振源，在为工程机械提供动力时，会因燃料燃烧带来的冲击和往复运动而产生不同振源和振型的复杂振动。现有技术中通常会设计悬置系统以减少发动机振动的传递，进而达到减振、降噪的效果。这些振动耦合后会导致发动机的振动具有宽频、多主频和多振源的特征，这就要求悬置系统能依据振动源特征实时调整动刚度值与阻尼值以达到最佳隔振率。橡胶悬置因其成本低、结构简单被广泛应用在车辆的避振和降噪设计中，但是橡胶悬置由于其力学参数的不可调节性，使其很难满足动力总成多工况减振要求，即橡胶悬置在面对不同工况(例如需要较佳的避振效果或者需要一般的避振效果)时，橡胶悬置的刚度无法根据工况改变，在一些需要较佳避振效果的工况下，普通的橡胶悬置并不满足减振的需求，这使得车辆的减振效果较差。

实用新型内容

本申请提供了一种自动调节悬置系统，以解决上述技术问题中的至少一个技术问题。

本申请所采用的技术方案为：

一种自动调节悬置系统，包括上安装座、主悬置组件、副悬置组件、测振装置及控制装置。所述主悬置组件包括橡胶主簧、与所述橡胶主簧一体设置的第一连接件、第一驱动机构，所述橡胶主簧位于所述上安装座的下方，所述第一连接件用于将所述上安装座和发动机可拆卸地固定，所述第一驱动机构用于驱动所述橡胶主簧上下移动；所述副悬置组件包括下活动座、若干弹簧组成的弹簧格栅、第二驱动机构，所述下活动座位于所述上安装座的下方，所述弹簧格栅的两端分别与所述上安装座和所述下活动座连接，所述第二驱动机构用于驱动所述下活动座靠近或远离所述上安装座移动以改变所述弹簧格栅的变形量；所述测振装置用于检测发动机的振动，所述测振装置设于所述上安装座；所述第一驱动机构、所述第二驱动机构和所述测振装置与所述控制装置电连接。

本申请中的自动调节悬置系统还具有下述附加技术特征：

所述自动调节悬置系统还包括悬置外壳，所述悬置外壳包括底板和对称布置在所述底板两相对侧的侧板，所述底板和所述侧板围成用于安装所述主悬置组件和所述副悬置组件的安装槽；所述侧板的内侧设有用于限制所述上安装座和所述下活动座水平移动的限位槽，所述限位槽沿所述侧板的高度方向延伸以形成供所述上安装座和所述下活动座上下移动的导轨。

所述侧板的顶部设有用于限位所述上安装座的限位部以及贴靠所述限位部底部设置的阻尼结构，所述阻尼结构用于为所述上安装座提供阻尼。

所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均安装于所述底板，所述下活动座设有用于避让所述橡胶主簧和所述第一驱动机构的避让孔。

所述自动调节悬置系统包括两个所述第二驱动机构，两个所述第二驱动机构分别位于所述第一驱动机构的两侧。

所述第一驱动机构包括第一伺服电机、与所述第一伺服电机的输出轴连接的第一蜗杆、与所述第一蜗杆传动连接的第一涡轮、与所述第一涡轮传动连接的第一升降丝杆，所述第一升降丝杆升降移动以带动所述橡胶主簧上下移动；所述第二驱动机构包括第二伺服电机、与所述第二伺服电机的输出轴连接的第二蜗杆、与所述第二蜗杆传动连接的第二涡轮、与所述第二涡轮传动连接的第二升降丝杆，所述第二升降丝杆升降移动以带动所述下活动座上下移动。

所述橡胶主簧包括由橡胶制成的本体部和设于所述本体部底部的安装部，第一连接件与所述本体部一体设置，所述第一升降丝杆的顶部设有安装台，所述安装部与所述安装台通过螺栓连接；所述第二升降丝杆与所述下活动座刚性连接。

所述第一连接件设为螺柱，所述上安装座设有第一安装孔，所述第一连接件穿设于所述第一安装孔。

所述上安装座还设有围绕所述第一安装孔间隔设置的若干第二安装孔，所述自动调节悬置系统还包括第二连接件，所述第二连接件穿设于所述第二安装孔并用于与发动机连接。

所述测振装置设为加速度传感器。

由于采用了上述技术方案，本申请所取得的技术效果为：

1.本申请所提供的技术方案中，第一连接件将上安装座和发动机可拆卸地固定，弹簧格栅的两端分别与上安装座和下活动座连接，使得本申请不仅可以通过第一驱动机构驱动橡胶主簧上下移动以调整橡胶主簧的形变量，进而调整主悬置组件的刚度和阻尼值，当橡胶主簧的形变量不能满足发动机减振的刚度需求时，还可以通过第二驱动机构驱动下活动座靠近或远离上安装座移动以改变弹簧格栅的形变量，利用弹簧格栅的形变调整副悬置组件的刚度和阻尼值。因此，本申请可以利用主悬置组件和副悬置组件的配合实现对悬置系统刚度与阻尼值的优化控制，使本申请所提供的悬置系统的总隔振率达到最优解，有利于发动机隔振噪声性能的提升。

2.本申请还在上安装座设有测振装置，因上安装座和发动机通过第一连接件固定，发动机的振动传递至上安装座后，上安装座具有和发动机相同的振动，因此，可以通过测振装置检测上安装座的振动间接获得发动机的振动，并将振动信号传递至控制装置，控制装置根据发动机的频率和振幅的改变实时控制第一驱动机构和第二驱动机构来改变主悬置组件和副悬置组件的刚度和阻尼值，实现悬置系统刚度和阻尼值的自动调节。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例所提供的自动调节悬置系统的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的悬置外壳的结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的上安装座和副悬置组件的结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的下活动座的仰视图；

图5为本申请实施例所提供的主悬置组件的结构示意图。

附图标记：

1上安装座，11第一安装孔，12第二安装孔；

21橡胶主簧，211本体部，212安装部，22第一连接件，23第一伺服电机，24第一蜗杆，25第一升降丝杆，251安装台，26第一蜗杆箱，27第一涡轮箱；

31下活动座，311避让孔，32弹簧格栅，33第二伺服电机，34第二升降丝杆，35第二蜗杆箱，36第二涡轮箱；

4测振装置；

5悬置外壳，51底板，52侧板，53限位槽，54限位部，55阻尼结构。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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申请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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本申请的实施例中，提供了一种自动调节悬置系统，为便于说明和理解，本申请所提供的下述内容，均是在图示产品结构基础上进行的阐述。当然，本领域技术人员可以理解的是，上述结构仅作为一种具体的示例和示意性的说明，并不能构成对于本申请所提供技术方案的具体限定。

如图1至图5所示，一种自动调节悬置系统，包括上安装座1、主悬置组件、副悬置组件、测振装置4及控制装置。其中，所述主悬置组件包括橡胶主簧21、与所述橡胶主簧21一体设置的第一连接件22、第一驱动机构，所述橡胶主簧21位于所述上安装座1的下方，所述第一连接件22用于将所述上安装座1和发动机可拆卸地固定，所述第一驱动机构用于驱动所述橡胶主簧21上下移动；所述副悬置组件包括下活动座31、若干弹簧组成的弹簧格栅32、第二驱动机构，所述下活动座31位于所述上安装座1的下方，所述弹簧格栅32的两端分别与所述上安装座1和所述下活动座31连接，所述第二驱动机构用于驱动所述下活动座31靠近或远离所述上安装座1移动以改变所述弹簧格栅32的变形量；所述测振装置4用于检测发动机的振动，所述测振装置4设于所述上安装座1；所述第一驱动机构、所述第二驱动机构和所述测振装置4与所述控制装置电连接。

本申请所提供的技术方案中，第一连接件22将上安装座1和发动机可拆卸地固定，弹簧格栅32的两端分别与上安装座1和下活动座31连接，使得本申请不仅可以通过第一驱动机构驱动橡胶主簧21上下移动以调整橡胶主簧21的形变量，进而调整主悬置组件的刚度和阻尼值，当橡胶主簧21的形变量不能满足发动机减振的刚度需求时，还可以通过第二驱动机构驱动下活动座31靠近或远离上安装座1移动以改变弹簧格栅32的形变量，利用弹簧格栅32的形变调整副悬置组件的刚度和阻尼值。因此，本申请可以利用主悬置组件和副悬置组件的配合实现对悬置系统刚度与阻尼值的优化控制，使本申请所提供的悬置系统的总隔振率达到最优解，有利于发动机隔振噪声性能的提升。

以车辆为例，例如：车辆由平缓路段行驶至颠簸路况时，需要增大悬置系统的刚度、降低发动机的振动幅值，此时就可以通过控制装置控制第一驱动机构带动橡胶主簧21向上移动，增大橡胶主簧21的压缩量，进而增大主悬置组件的刚度，当主悬置组件的刚度增大后仍无法将发动机的振动幅值降低至合理的范围时，还可以通过控制装置控制第二驱动机构带动下活动座31向上移动以压缩弹簧格栅32，增大副悬置组件的刚度，降低振动幅值；又如:为了降低油耗和排放，动态断缸策略将会在柴油机上使用，由于发动机断缸将会改变发动机主燃烧激励，进而改变发动机共振频率及共振转速，引起剧烈振动，此时需要降低悬置系统刚度、避开共振转速，便可以通过第一驱动机构带动橡胶主簧21向下移动以降低主悬置组件的刚度或通过第二驱动机构带动下活动板向下移动以降低副悬置组件的刚度，实现悬置系统整体刚度的降低。

本申请还在上安装座1设有测振装置4，因上安装座1和发动机通过第一连接件22固定，发动机的振动传递至上安装座1后，上安装座1具有和发动机相同的振动，因此，可以通过测振装置4检测上安装座1的振动间接获得发动机的振动，并将振动信号传递至控制装置，控制装置根据振动频率和振幅的改变实时控制第一驱动机构和第二驱动机构来改变主悬置组件和副悬置组件的刚度和阻尼值，实现悬置系统刚度和阻尼值的自动调节。在发动机开发以及钻机平台等发动机配套产品均存在发动机对中问题，由于悬置软垫高度难以调节，大多调节支撑腿或增加刚性垫片实现发动机对中需求，该方法操作时间长，需要多个工作人员相互配合，存在一定危险性，而本申请所提供的技术方案中，可以通过控制装置控制第一驱动机构和第二驱动机构自动调节上安装座1的高度，提高调试精度以及调试效率，保证发动机安全、可靠工作，解决了发动机台架开发过程中悬置高度调节困难导致发动机对中差问题。

本申请所提供的自动调节悬置系统适用范围广，发动机开发、发电机组、钻井平台、消防水泵、整车等发动机配套产品均可使用，大大提高产品舒适性、提高产品市场竞争力。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1和图2所示，所述自动调节悬置系统还包括悬置外壳5，所述悬置外壳5包括底板51和对称布置在所述底板51两相对侧的侧板52，所述底板51和所述侧板52围成用于安装所述主悬置组件和所述副悬置组件的安装槽；所述侧板52的内侧设有用于限制所述上安装座1和所述下活动座31水平移动的限位槽53，所述限位槽53沿所述侧板52的高度方向延伸以形成供所述上安装座1和所述下活动座31上下移动的导轨。

本领域技术人员能够理解的是，悬置外壳5的设置便于主悬置组件和副悬置组件的集成安装，将主悬置组件和副悬置组件集成安装于悬置外壳5后，提升了悬置系统的结构紧凑性。侧板52形成的限位槽53限制上安装座1和下活动座31水平移动，且限位槽53形成导轨，保证上安装座1和下活动座31上下移动的顺畅性和稳定性，避免上安装座1和下活动座31出现水平偏移。

作为本实施方式下的一种优选实施例，如图2所示，所述侧板52的顶部设有用于限位所述上安装座1的限位部54以及贴靠所述限位部54底部设置的阻尼结构55，所述阻尼结构55用于为所述上安装座1提供阻尼。

本领域技术人员可以理解的是，限位部54可以用来防止上安装座1上移过程中自限位槽53形成的导轨脱出，阻尼结构55用于为所述上安装座1提供阻尼以在上安装座1上移的过程中提供阻尼缓冲效果，避免上安装座1与限位部54之间发生强烈冲击，同时，阻尼结构55对发动机的横向振动也能起到一定的抑制作用。阻尼结构55可以为具体弹性的橡胶垫等等。

作为本实施方式下的一种优选实施例，如图1和图4所示，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均安装于所述底板51，所述下活动座31设有用于避让所述橡胶主簧21和所述第一驱动机构的避让孔311。

进一步地，如图1和图3所示，所述自动调节悬置系统包括两个所述第二驱动机构，两个所述第二驱动机构分别位于所述第一驱动机构的两侧。优选地，可以将避让孔311开设于下活动座31的中心，两个第二驱动机构对称布置于第一驱动机构的两侧，通过两个第二驱动机构共同驱动下活动座31上下移动，对下活动座31形成可靠支撑，同时，也保证了下活动座31各处受力的均匀性，避免出现弹簧格栅32内的不同位置的弹簧压缩量或伸长量不一致的情况。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1、图3和图5所示，所述第一驱动机构包括第一伺服电机23、与所述第一伺服电机23的输出轴连接的第一蜗杆24、与所述第一蜗杆24传动连接的第一蜗轮、与所述第一蜗轮传动连接的第一升降丝杆25，所述第一升降丝杆25升降移动以带动所述橡胶主簧21上下移动；所述第二驱动机构包括第二伺服电机33、与所述第二伺服电机33的输出轴连接的第二蜗杆、与所述第二蜗杆传动连接的第二蜗轮、与所述第二蜗轮传动连接的第二升降丝杆34，所述第二升降丝杆34升降移动以带动所述下活动座31上下移动。

具体实施时，可以将第一伺服电机23和第二伺服电机33均与控制装置电连接，通过控制装置控制第一伺服电机23和第二伺服电机33启动，第一伺服电机23依次通过第一蜗杆24、第一蜗轮和第一升降丝杆25的传动带动橡胶主簧21上下移动，第二伺服电机33依次通过第二蜗杆、第二蜗轮和第二升降丝杆34的传动带动下活动座31上下移动，第一蜗轮和第一升降丝杆25的传动以及第二蜗轮和第二升降丝杆34的传动可以参考蜗轮丝杆升降机的工作原理。其中第一蜗轮为保证运行的可靠性，可以将第一蜗杆24设于第一蜗杆箱26内、第一蜗轮设于第一蜗轮箱27内、第二蜗杆设于第二蜗杆箱35内、第二蜗轮设于第二蜗轮箱36内。

进一步地，如图5所示，所述橡胶主簧21包括由橡胶制成的本体部211和设于所述本体部211底部的安装部212，第一连接件22与所述本体部211一体设置，所述第一升降丝杆25的顶部设有安装台251，所述安装部212与所述安装台251通过螺栓连接；所述第二升降丝杆34与所述下活动座31刚性连接。

本领域技术人员可以理解的是，橡胶主簧21的安装部212和第一升降丝杆25的安装台251通过螺栓连接，使得橡胶主簧21和第一升降丝杆25可拆卸连接，当橡胶主簧21发生损坏时，可以单独更换橡胶主簧21。

作为本申请的一种优选实施方式，如图5所示，所述第一连接件22设为螺柱，所述上安装座1设有第一安装孔11，所述第一连接件22穿设于所述第一安装孔11。第一连接件22从第一安装孔11穿出的部分用于与发动机连接，从而实现第一连接件22将上安装座1和发动机可拆卸地固定。

进一步地，如图3所示，所述上安装座1还设有围绕所述第一安装孔11间隔设置的若干第二安装孔12，所述自动调节悬置系统还包括第二连接件，所述第二连接件穿设于所述第二安装孔12并用于与发动机连接。

本领域技术人员可以理解的是，上安装座1和发动机之间除了可以通过第一连接件22固定，还可以通过第二连接件固定，保证了上安装座1和发动机固定的整体刚度，有助于提高发动机运行的可靠性。第二连接件优选为螺栓。

作为本申请的一种优选实施方式，可以使所述测振装置4设为加速度传感器。

具体工作时，加速度传感器采集上安装座1的振动信号传递至控制装置，控制装置对振动信号进行分析，当满足预设振动加速度或振动速度阈值时，控制装置不向第一驱动机构和第二驱动机构发送指令，若振动加速度或振动速度大于预设阈值时，控制装置发送指令给第一驱动机构和/或第二驱动机构，改变悬置系统刚度，达到减振效果。

本申请中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种自动调节悬置系统，其特征在于，包括：

上安装座；

主悬置组件，所述主悬置组件包括橡胶主簧、与所述橡胶主簧一体设置的第一连接件、第一驱动机构，所述橡胶主簧位于所述上安装座的下方，所述第一连接件用于将所述上安装座和发动机可拆卸地固定，所述第一驱动机构用于驱动所述橡胶主簧上下移动；

副悬置组件，所述副悬置组件包括下活动座、若干弹簧组成的弹簧格栅、第二驱动机构，所述下活动座位于所述上安装座的下方，所述弹簧格栅的两端分别与所述上安装座和所述下活动座连接，所述第二驱动机构用于驱动所述下活动座靠近或远离所述上安装座移动以改变所述弹簧格栅的变形量；

测振装置，所述测振装置用于检测发动机的振动，所述测振装置设于所述上安装座；

控制装置，所述第一驱动机构、所述第二驱动机构和所述测振装置与所述控制装置电连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动调节悬置系统，其特征在于，

所述自动调节悬置系统还包括悬置外壳，所述悬置外壳包括底板和对称布置在所述底板两相对侧的侧板，所述底板和所述侧板围成用于安装所述主悬置组件和所述副悬置组件的安装槽；

所述侧板的内侧设有用于限制所述上安装座和所述下活动座水平移动的限位槽，所述限位槽沿所述侧板的高度方向延伸以形成供所述上安装座和所述下活动座上下移动的导轨。

3.根据权利要求2所述的一种自动调节悬置系统，其特征在于，

所述侧板的顶部设有用于限位所述上安装座的限位部以及贴靠所述限位部底部设置的阻尼结构，所述阻尼结构用于为所述上安装座提供阻尼。

4.根据权利要求2所述的一种自动调节悬置系统，其特征在于，

所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均安装于所述底板，所述下活动座设有用于避让所述橡胶主簧和所述第一驱动机构的避让孔。

5.根据权利要求4所述的一种自动调节悬置系统，其特征在于，

所述自动调节悬置系统包括两个所述第二驱动机构，两个所述第二驱动机构分别位于所述第一驱动机构的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种自动调节悬置系统，其特征在于，

所述第一驱动机构包括第一伺服电机、与所述第一伺服电机的输出轴连接的第一蜗杆、与所述第一蜗杆传动连接的第一涡轮、与所述第一涡轮传动连接的第一升降丝杆，所述第一升降丝杆升降移动以带动所述橡胶主簧上下移动；

所述第二驱动机构包括第二伺服电机、与所述第二伺服电机的输出轴连接的第二蜗杆、与所述第二蜗杆传动连接的第二涡轮、与所述第二涡轮传动连接的第二升降丝杆，所述第二升降丝杆升降移动以带动所述下活动座上下移动。

7.根据权利要求6所述的一种自动调节悬置系统，其特征在于，

所述橡胶主簧包括由橡胶制成的本体部和设于所述本体部底部的安装部，第一连接件与所述本体部一体设置，所述第一升降丝杆的顶部设有安装台，所述安装部与所述安装台通过螺栓连接；

所述第二升降丝杆与所述下活动座刚性连接。

8.根据权利要求1所述的一种自动调节悬置系统，其特征在于，

所述第一连接件设为螺柱，所述上安装座设有第一安装孔，所述第一连接件穿设于所述第一安装孔。

9.根据权利要求8所述的一种自动调节悬置系统，其特征在于，

所述上安装座还设有围绕所述第一安装孔间隔设置的若干第二安装孔，所述自动调节悬置系统还包括第二连接件，所述第二连接件穿设于所述第二安装孔并用于与发动机连接。

10.根据权利要求1所述的一种自动调节悬置系统，其特征在于，

所述测振装置设为加速度传感器。

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