CN2905594Y - 驾驶室半浮前悬置装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型驾驶室半浮前悬置装置，包括与驾驶室固定连接的上支架，与车架固定连接的下支架，以及连接在上、下支架之间的与上支架通过翻转轴活动连接、与下支架固定连接的橡胶支撑总成。其中，橡胶支撑总成包括橡胶块总成及安装固定橡胶块总成的支撑外壳，橡胶块总成包括通孔结构的外骨架、内骨架，及安装在内、外骨架之间的上、下橡胶体，上橡胶体与内骨架之间有限位间隙，且下橡胶体的过轴线方向的垂直横断面从下至上呈阶梯形逐层攀升变化，且每一层的横断面宽度接近相同。橡胶块总成牢固固定在支撑外壳中，本实用新型汽车驾驶室半浮式前悬置装置，可以对驾驶室有效减振，同时，寿命高、可靠性好。

Description

驾驶室半浮前悬置装置

技术领域

本实用新型涉及一种驾驶室半浮前悬置装置。

背景技术

目前市场上已经出现的驾驶室半浮前悬置装置，其中的一种如图5所示，包括上支架20、翻转轴21、橡胶支撑总成22、瓦形盖板23、下支架24。橡胶支撑总成22是由外骨架25、橡胶体26、内套管27组成。橡胶体26呈圆柱形，其分别与外骨架25和内套管27粘结在一起。上支架20与驾驶室固定连接，橡胶支撑总成22通过翻转轴21与上支架20活动连接，通过瓦形盖板23用螺栓与下支架24固定连接，由于橡胶体26呈圆柱体，中心对称，且封闭填充在外骨架25和内套管27之间，因此，其在各个半径方向上的刚度相同。

上述结构的驾驶室半浮前悬置装置存在以下几个方面的不足：

第一、该装置的橡胶套总成的径向刚度为定刚度，往往偏大，不利于缓冲和减振。

由于橡胶套总成的橡胶体为均匀的圆柱体结构，因此在压缩过程中，其刚度保持不变，即定刚度。如果该刚度较小，当驾驶室受较大的冲击载荷时，就会产生较大的变形量，可能超过整车结构上所许的变形。因此通常这种橡胶套总成的刚度往往做得偏大，但这又导致了变形量较小，不利于吸收冲击载荷荷振动能量，也就无法实现良好的缓冲及减振，从而影响了舒适性。

第二、该装置的橡胶套总成的橡胶体为封闭式结构，橡胶体时刻都处于受压和受拉两种状态下，使用寿命短。

橡胶在力学性能上，抗拉强度很低，如果经常工作在拉伸状态下，橡胶易产生疲劳破坏，橡胶的寿命也会变短。因此，现行的半浮悬置的橡胶，由于经常处于受拉状态，其使用寿命短。

第三、橡胶套总成19容易出现应力集中。

当内套管23与翻转轴18存在相对运动时，必然会产生很大的摩擦力和力矩，该力矩如果也传递给内部的橡胶体，会使其发生扭转变形，这对于只适合压缩和拉伸变形的橡胶来说，会使其容易产生应力集中，造成过早损坏，寿命变短。

第四、橡胶套19的限位不好，造成橡胶套的外骨架容易磨损。

由于瓦形盖板20的小半圆形结构与下支架21的大半圆形结构组成一个圆柱孔形结构，从而将外骨架22也为圆柱形的橡胶套总成19固定在其中，并限制其上下、前后或轴向方向上发生的位移。为了防止橡胶套总成19的外骨架22的外圆尺寸偏大，而造成瓦形盖板20装配困难，通常将橡胶套总成19的外骨架22的外圆尺寸做得偏小，但这也会造成橡胶套总成19与瓦形盖板20之间存在一定的间隙，不利于橡胶套总成19的上下、前后、轴向以及周向旋转方向的限位，而且会导致磨损，并且如果该间隙控制得不均匀，还容易出现橡胶套总成19局部偏磨的问题。

发明内容

为了提高驾驶室前悬置缓冲和减振效果、提高整车舒适性，本实用新型提供一种驾驶室半浮前悬置装置，可以对驾驶室有效缓冲和减振，同时，平顺性好、寿命高、可靠性好。

本实用新型驾驶室半浮前悬置装置，包括与驾驶室固定连接的上支架，与车架固定连接的下支架，以及连接在上、下支架之间的与上支架通过翻转轴活动连接、与下支架固定连接的橡胶支撑总成。其中，橡胶支撑总成包括橡胶块总成、安装固定橡胶块总成的支撑外壳、内套管以及尼龙套。橡胶块总成包括通孔结构的外骨架、内骨架、内，及安装并硫化牢固粘接在内、外骨架之间的上、下橡胶体，其中，内骨架的下部与下橡胶体硫化粘接，内骨架上部与上橡胶体之间保留有一定的限位间隙，下橡胶体的过轴线方向的垂直横断面从下至上呈阶梯形逐层攀升变化，且每一层的横断面宽度接近相同。

在内骨架的通孔中过盈配合有管状结构的尼龙套，同时，尼龙套中过盈配合内套管，翻转轴穿过内套管将橡胶支撑总成活动连接在上支架上。

支撑外壳带通孔结构，支撑外壳的通孔为橡胶块安装孔，橡胶块总成牢固固定在支撑外壳的橡胶块安装孔中。

橡胶块总成为两个，沿其轴向对称牢固固定在支撑外壳的橡胶块安装孔中，与支撑外壳固连为一体。

橡胶支撑总成借其支撑外壳下部的安装孔，固定连接在下支架上。

下面从功能上对本实用新型做进一步说明。

当驾驶室受到外界给它的向上或向下的载荷冲击或仅受自身重力时，翻转轴传递给橡胶支撑总成以向上或向下方向的作用力。由于翻转轴与内套管直接连接，继而将作用力先后传递给与内套管连接的尼龙套、内骨架，最后再传至与内骨架硫化粘接的下橡胶体，使其受压缩或拉伸。

当驾驶室受到外界向上的载荷冲击、翻转轴传递给橡胶支撑总成向上方向的作用力时，橡胶块总成的下橡胶体向上产生拉伸变形，产生了向下的弹性恢复力。继续向上运动一段位移，消除了上橡胶体与内骨架之间的限位间隙，上橡胶体与内骨架接触，进一步增大下橡胶体的弹性恢复力，即相当于增大了下橡体的刚度，即实现了变刚度，抵抗下橡胶拉伸变形的弹性恢复力也迅速增加，变形量的增加有逐渐减小的趋势。一方面，变形量可以避免过大从而导致驾驶室超出了其允许的向上的位移，实现了有效的向上限位，保证了良好的平顺性。另一方面，由于变形量迅速减小，冲击载荷迅速得到缓和，从而也就实现了良好的缓冲和减振。由结构上可以看出，上橡胶体起限位的作用。

当驾驶室未受到外界向下的较大的载荷冲击、翻转轴仅传递给橡胶支撑总成向下方向的驾驶室的重力或较小的载荷作用力时，橡胶块总成的下橡胶体向下产生较小的压缩变形，产生了向上的弹性恢复力。由于下橡胶体在载荷的作用下的压缩变形量较小，各层橡胶并不接触，下橡胶体的各层橡胶一起支撑着驾驶室的重量或较小的载荷。根据橡胶的结构特点，橡胶压缩一定的变形量所产生的支撑力，也即其刚度，取决于橡胶的承压面积，承压面积越大，支撑力也越大，即刚度越大。而下橡胶体的特征在于过轴线方向的垂直横断面从下至上呈阶梯形逐层攀升变化，且每一层的横断面宽度接近相同，也即承压面积相同。因此，可以知道，阶梯形断面的橡胶的刚度在开始小压缩变形的情况下，为近似的等刚度，各层橡胶受力均匀，受力较好。此外，对比现行的橡胶套而言，两者的断面总宽度相同，但其承压面积较小，初始刚度也较小，有利于受到冲击载荷后的迅速缓冲。这个特点有效克服了现行的半浮式前悬置的橡胶套初始刚度偏大、缓冲和减振效果不好的缺点。

当驾驶室受到外界向下的较大的载荷冲击、翻转轴传递给橡胶支撑总成向下方向的较大的作用力时，下橡胶体在载荷的作用下发生较大的压缩变形，且随着载荷的增大，压缩变形量也相应增大。由于初始刚度小，如果刚度保持不变，随着载荷的增大，产生的压缩变形将超过驾驶室允许的变形量。为此，采用阶梯形的断面的橡胶结构能有效的解决这一问题。

解决的方法是：当内骨架受到翻转轴传递向下的作用力时，其向下运动，同时压缩下橡胶体。由于所传递的作用力较大，内骨架向下的位移也较大，当消除了最上一层橡胶的高度，开始同与之相连邻的下一层橡胶接触，接触的同时，也在该层增大了橡胶的承压面积，从而增大了下橡胶体的刚度，即实现了变刚度，从而抵抗该较大冲击载荷造成变形的力也逐渐增大，变形量有逐渐减小的趋势。这样的好处是，一方面，变形量可以避免过大从而导致驾驶室超出了其允许的向下的位移，实现了有效的向下限位，保证了良好的平顺性。另一方面，由于变形量迅速减小，冲击载荷迅速得到缓和，从而也就实现了良好的缓冲和减振。

因此，该橡胶支撑的结构中，上橡胶体起限位作用，下橡胶体起主要的支撑、缓冲和减振作用。在驾驶室受到上、下方向的载荷冲击时，该橡胶支撑的结构能够实现驾驶室上下方向的有效限位，平顺性好；同时，还能实现良好的柔性缓冲和减振。

在静态下，下橡胶体主要承受驾驶室的压力，并相对自由状态产生微小的压缩位移，达到静态平衡位置。

在动态的运动过程中，通过翻转轴传递给橡胶支撑总成向下方向的冲击载荷时，下橡胶体被进一步压缩，上橡胶体未受到冲击；当下橡胶体受到向上的载荷冲击时，下橡胶体在静态下的压缩量开始逐渐减小，压缩变形开始恢复，当恢复至自由状态时，压缩变形量为零，压力也为零，当继续向上时，下橡胶体开始向上拉伸，受到向上的拉力，当运动至上、下橡胶体接触时，开始压缩上橡胶体，由于上橡胶体起限位作用，具有较大的刚度，因此下橡胶体的拉伸变形受到迅速的限制。因此，相比整体的橡胶体，本实用新型的橡胶体结构，避免了橡胶长期受拉的不利状态，受力形式好。

内骨架与内套管之间有尼龙套，当翻转轴随驾驶室一起翻转时，翻转轴与内套管之间会产生较大的摩擦力和力矩，由于尼龙套的摩擦系数小，所能传递的摩擦力和力矩极限值就小。因此当内套管8到驾驶室给它的较大的力和力矩时，内套管通过与尼龙管的摩擦而传递给尼龙管的摩擦力和力矩不能超过该极限值，从而有效减小了进一步传递给内骨架的摩擦力和力矩。

橡胶支撑总成与支撑外壳固连为一体，在上下、前后、轴向以及周向旋转方向上，橡胶支撑总成与支撑外壳之间不产生相对运动。

橡胶块总成过盈配合在支撑外壳的橡胶块安装孔中，在上下、前后、轴向以及周向旋转方向上，橡胶支撑总成与支撑外壳之间没有相对运动，不会产生摩擦以及磨损。

橡胶支撑总成借其支撑外壳下部的安装孔，固定连接在下支架上。

综上所述，本实用新型的有益效果如下：

橡胶支撑总成采用上、下两块橡胶体，且上橡胶体与内骨架之间有限位间隙，上橡胶体用来有效限位，下橡胶体在限位的同时，还承受主要的载荷和冲击。这一结构很好的实现了向上方向的限位，保证了平顺性，整车舒适性好，此外，也避免了橡胶长期受拉的状态，提高了橡胶体的使用寿命。

下橡胶体的过轴线方向的垂直横断面从下至上其横断面呈阶梯形逐层攀升变化，且每一层的横断面宽度接近相同，实现了变刚度，既有利于向下方向的有效限位，同时也提高了缓冲和减振效果，整车舒适性好。

内骨架与内套管之间有尼龙套，内套管传递给内骨架及橡胶体的摩擦力和力矩小，上、下橡胶体产生的磨损小，同时，不会因扭曲变形导致的应力集中，寿命高。

橡胶块总成过盈配合在支撑外壳的橡胶块安装孔中，避免了因橡胶块总成与橡胶块安装孔之间的摩擦而导致的橡胶块总成的磨损及局部偏磨，橡胶块总成可靠性高，寿命长。

采用两块橡胶块总成，制造工艺合理，容易实现。

下面通过附图及具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型的前悬置结构分解示意图；

图2是橡胶支撑总成结构分解示意图；

图3是橡胶块总成分解示意图；

图4是橡胶块总成剖视图；

图5是现有技术前悬置结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实施方式驾驶室半浮前悬置装置包括与驾驶室牢固连接的上支架11、与车架牢固连接的下支架12、连接在上、下支架11、12之间的通过翻转轴13与上支架11活动连接、通过螺栓与下支架12固定连接的橡胶支撑总成1。

参见图2、图3，橡胶支撑总成1包括橡胶块总成2、支撑外壳9、尼龙套7、内套管8。橡胶块总成2包括通孔结构的外骨架4，带内孔的矩形半圆块结构的内骨架3，及位于内、外骨架3、4之间的上橡胶体5和下橡胶体6。上橡胶体5与外骨架4硫化为一体，下橡胶体6与内、外骨架3、4硫化为一体。内骨架3的下部与下橡胶体6硫化站接，内骨架3上部与上橡胶体5之间保留有限位间隙14，且下橡胶体6沿其轴向，从下至上其横断面呈阶梯形逐层攀升变化，每一层的横断面宽度接近相同。支撑外壳9与外骨架4过盈配合牢固固定在一起；管状结构的尼龙套7与内骨架3过盈配合，同时，尼龙套7中过盈配合有内套管8，翻转轴13穿过内套管8将橡胶支撑总成1活动连接在上支架11上。

支撑外壳9带通孔结构，支撑外壳9的通孔为橡胶块安装孔15，支撑外壳9上还有两个螺栓孔，橡胶块总成2与橡胶块安装孔15过盈配合，牢固固定在支撑外壳9的橡胶块安装孔15中。

橡胶块总成2为两个，沿其轴向并列牢固固定在支撑外壳9的橡胶块安装孔15中，与支撑外壳9固连为一体。

下面从功能上对本实施方式做进一步说明。

当整车受到外界向上载荷冲击、翻转轴13传递给橡胶支撑总成1向上方向的作用力时，橡胶块总成2的下橡胶体6向上产生拉伸变形，产生了向下的弹性恢复力，并在向上运动一段位移，消除了上橡胶体5与内骨架3之间的限位间隙14，上、下橡胶体5、6接触，进一步增大下橡胶体6的弹性恢复力，即相当于增大了下橡体6的刚度，且刚度增加很快，抵抗下橡胶体6拉伸变形的弹性恢复力也增加很快，变形量有逐渐减小的趋势，即实现了变刚度，也就实现了柔性的缓冲和减振。

当整车受到外界向下载荷冲击、翻转轴13传递给橡胶支撑总成1向下方向的作用力时，下橡胶体6在载荷的作用下发生压缩变形，随着载荷的增大，压缩变形量也相应增大。先是内骨架3压缩靠近它的下橡胶体的上部第一层橡胶，然后继续向下运动，并逐级与第二层、第三层的橡胶逐渐接触，依次类推，接触的同时，在该层的承压面积相应增大，支撑力也随之增大，即刚度增大，实现了变刚度，从而抵抗载荷造成变形的力也逐渐增大，变形量的增加有逐渐减小的趋势，从而实现了有效的限位，以及柔性的缓冲和减振。

因此，在驾驶室受到上、下方向的载荷冲击时，都能实现有效的限位以及良好的柔性缓冲和减振。

在静态下，下橡胶体6主要承受驾驶室的压力，并相对自由状态产生微小的压缩位移，达到静态平衡位置。

在动态的运动过程中，通过翻转轴13传递给橡胶支撑总成1向下方向的冲击载荷时，下橡胶体6被进一步压缩，上橡胶体5未受到冲击；当下橡胶体6受到向上的载荷冲击时，下橡胶体6在静态下的压缩量开始逐渐减小，压缩变形开始恢复，当恢复至自由状态时，压缩变形量为零，压力也为零，当继续向上时，下橡胶体6开始向上拉伸，受到向上的拉力，当运动至上、下橡胶体5、6接触时，开始压缩上橡胶体5，由于上橡胶体5具有一定的刚度，下橡胶体6的拉伸变形受到一定的限制。因此，相比整体的橡胶体，本实用新型的橡胶体结构，受力形式好。

内骨架3与内套管8之间有尼龙套7，当翻转轴13随驾驶室一起翻转时，翻转轴13与内套管8之间会产生较大的摩擦力和力矩，由于尼龙套7的摩擦系数小，所能传递的摩擦力和力矩极限值就小。因此当内套管8受到驾驶室给它的较大的力和力矩时，内套管通过与尼龙管的摩擦而传递给尼龙管的摩擦力和力矩不能超过该极限值，从而有效减小了进一步传递给内骨架3的摩擦力和力矩。

橡胶支撑总成1与支撑外壳9固连为一体，在上下、前后、轴向以及周向旋转方向上，橡胶支撑总成1与支撑外壳9之间不产生相对运动。

综上所述，本实施方式的有益效果如下：

橡胶支撑总成1采用上、下两块橡胶体，且上橡胶体5与内骨架3之间有限位间隙14，提高了缓冲和减振效果，整车舒适性好，同时，提高了橡胶体的使用寿命。

下橡胶体6过轴线方向的垂直横断面从下至上呈阶梯形逐层攀升变化，且每一层的横断面宽度接近相同，提高了缓冲和减振效果，整车舒适性好。

内骨架3与内套管8之间有尼龙套7，内套管8传递给内骨架3及橡胶体的摩擦力和力矩小，上、下橡胶体5、6产生的磨损小，同时，不会因扭曲变形导致的应力集中，寿命高。

橡胶块总成2过盈配合在支撑外壳9的橡胶块安装孔15中，避免了因橡胶块总成2与橡胶块安装孔15之间的摩擦而导致的橡胶块总成2的磨损及局部偏磨。

采用两块橡胶块总成2，制造工艺合理，容易实现。

Claims (6)

1、一种驾驶室半浮前悬置装置，包括与驾驶室固定连接的上支架，与车架固定连接的下支架，以及连接在上、下支架之间的与上支架通过翻转轴活动连接、与下支架固定连接的橡胶支撑总成。其特征在于：所述橡胶支撑总成包括橡胶块总成及安装固定橡胶块总成的支撑外壳，橡胶块总成包括通孔结构的外骨架、内骨架，及安装在内、外骨架之间的上橡胶体、下橡胶体。

2、根据权利要求1所述的驾驶室半浮前悬置装置，其特征在于：上橡胶体与内骨架之间有限位间隙。

3、根据权利要求2所述的驾驶室半浮前悬置装置，其特征在于：下橡胶体的过轴线方向的垂直横断面从下至上呈阶梯形逐层攀升变化，且每一层的横断面宽度接近相同。

4、根据权利要求1所述的驾驶室半浮前悬置装置，其特征在于：在内骨架通孔中过盈配合有管状结构的尼龙套，同时，尼龙套中过盈配合内套管。

5、根据权利要求1至4之一所述的驾驶室半浮前悬置装置，其特征在于：所述支撑外壳带通孔结构，支撑外壳的通孔为橡胶块安装孔，橡胶块总成牢固固定在支撑外壳的橡胶块安装孔中。

6、根据权利要求5所述的驾驶室半浮前悬置装置，其特征在于：橡胶块总成为两个，沿其轴向对称牢固固定在支撑外壳的橡胶块安装孔中，与支撑外壳固连为一体。

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