專利名稱：汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，屬于汽車零部件領域。
背景技術：
近些年來，一方面隨著汽車設計向大扭矩、輕量化方向發展，導致發動機振動加 劇、整車的NVH(是指噪聲，振動和聲振粗糙度)特性惡化，另一方面人們對車輛乘坐的舒適 性要求越來越高，使得傳統的動力總成被動懸置不能很好地滿足發動機振動與車架間的隔 振要求。引入發動機磁流變液壓懸置減振裝置，可以非常有效地隔離發動機的振動噪聲向 車內的傳遞。與傳統的被動懸置和其它形式的主動懸置如壓電懸置相比，本發明涉及的動 力總成磁流變液壓懸置具有非常明顯的優點(1)采用半主動控制，通過調節磁場強度實 現低頻隔振最佳阻尼特性，可以在較寬的頻帶內有效地隔離發動機振動和噪聲的傳遞，尤 其是發動機怠速時的振動；(2)結構更加緊湊，更適于安裝；(3)工作可靠，在半主動元件失 效的情況下，還具有被動液壓懸置的隔振性能；(4)能源消耗少，可在車載能源的使用范圍 內。
發明內容
本技術發明的目的是發明一種半主動控制懸置來代替傳統的被動式懸置，是通過 外加磁場強度的改變來改變磁流變液體的粘度，進而對液壓懸置的剛度和阻尼特性進行調 節的半主動控制液壓懸置。從而提高低頻帶內主動隔離發動機振動噪聲向車內的傳遞，改 善傳統液壓懸置低頻動剛度和阻尼不足的缺陷，更好的改善整車的NVH性能。本發明的上述目的是這樣實現的，結合
如下一種汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，包括橡膠主簧(2)、金屬骨架 (12)、橡膠底膜(11)、底部骨架(10)和液體通道總成，所述的金屬骨架12與橡膠主簧(2) 硫化連接，金屬骨架12、橡膠主簧(2)和橡膠底膜(11)構成密閉液室，所述的液體通道總成 兩端固定在金屬骨架(12)上，將液室分成上液室和下液室，液體通道總成上或設有可控磁 場強度通道(15)，或設有慣性通道(16)和可控磁場強度通道(15)，所述的慣性通道(16) 為阻尼孔，磁流變液體通過慣性通道(16)和可控磁場強度通道(15)在上液室和下液室中 流動，通過磁流變液體流動時的沿程損失和節流損失消耗振動能量，通過控制可控磁場強 度通道(15)中的磁場強度，進行磁流變液壓懸置阻尼半主動控制。一種汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，它由橡膠主簧2、金屬骨架12、橡 膠底膜11、底部骨架10以及由慣性通道體上體6、慣性通道體上體7、解耦膜8、導磁通道體 5和線圈座3構成的液體通道總成組成；金屬骨架12和橡膠主簧2硫化連接，磁流變液體 通過慣性通道16和可控磁場強度通道15在上液室、下液室中流動，依靠液體流動時的沿程 損失和節流損失消耗振動能量，達到減振的目的。通過控制可控磁場強度通道15中的磁場 強度，實現磁流變液壓懸置阻尼半主動控制，改善低頻大振幅工況下的隔振效果。本發明的主要構想是把傳統的液壓懸置和磁流變液體結合起來，利用了磁流變液體在磁場強度的作用下的特性，即表觀粘度大幅增加，流動性逐漸降低進而達到停止流動 的狀態，同時具有屬于固體屬性的抗剪切應力，并且這種液體-固體的轉換迅速(通常是毫 秒級)。首先在傳統液壓懸置內設計出可控磁場強度的液體通道15，當動力總成低頻大振 幅振動時，對電磁線圈4施加大電流，在可控磁場強度的液體通道15內產生大磁場強度，流 經此處的磁流變液體表觀粘度就會增加并產生抗剪切應力，從而增加液體的阻尼特性，增 強消耗振動的能力，有效抑制動力總成的振動，達到減振、隔振的目的。其次由于磁流變液 體具有較大的零場粘度(不施加磁場時的液體粘度)，所以設計慣性通道(阻尼孔)16用以 降低動力總成中高頻振動時的液壓懸置阻尼特性，提高隔振效果。同時在慣性通達體內部 設計解耦膜8，解決液壓懸置高頻動態硬化現象，消除高頻噪音，使傳遞到車身的振動減小， 改善整車的NVH性能，提高了車輛的乘坐舒適性。本發明具有非常明顯的優點動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，是可以通過外加磁場強度的改變來改變磁 流變液體的粘度，進而對液壓懸置的剛度和阻尼特性進行調節的半主動控制液壓懸置。
與傳統的液壓懸置相比(1)采用半主動控制，通過調節磁場強度可以實現低頻隔振最佳阻尼特性；(2)可以十分有效地衰減動力總成的低頻大幅振動，改善低頻隔振性能；(3)工作可靠，在電磁元件失效的情況下，還具有液壓懸置的隔振性能；(4)各部件之間的連接方式可以更好地實現對液體的密封；(5)結構更加緊湊，更適于安裝；(6)關鍵部件液體通道總成有有多種結構選擇，可獲得不同的隔振性能；(7)慣性通道有多種結構選擇，可獲得不同的隔振性能；(8)成本低，用途廣泛。與一般磁流變液壓懸置相比(9)具有慣性液體通道(阻尼孔)，實現更好的中高頻隔振特性；(10)具有解耦膜，有效改善高頻動態硬化現象。
圖1為汽車動力總成磁流變液壓懸置的主視圖。圖2(a)為液體通道總成的俯視圖。圖2 (b)為圖2 (a)的A-A剖面圖。圖3 (a)為慣性通道在外圍的液體通道總成俯視3 (b)為上述圖3 (a)的A-A剖面4為沒有慣性通道的液體通道總成5為線圈座在內部的液體通道總成6為具有方形截面的慣性通道圖7為具有圓形截面的慣性通道圖8 (a)為具有360°慣性通道的慣性通道總成的俯視8 (b)為上述圖6 (a)的B-B剖面圖
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圖9(a)為具有180°慣性通道的慣性通道總成的俯視9 (b)為上述圖7 (a)的B-B剖面圖和C-C剖面10(a)為采用阻尼孔式慣性通道的一種結構的俯視10 (b)為上述圖10 (a)的A-A剖面10(c)為采用阻尼孔式慣性通道的另一種結構的俯視中1.頂部連接螺栓 2.橡膠主簧 3.線圈座 4.電磁線圈 5.導磁通道 體6.慣性通道體上體7.慣性通道體上體8.解耦膜9.底部連接螺栓10.底部骨 架11.橡膠底模12.金屬骨架13.引線螺栓14.灌注液體鉚釘15.可控磁場強度 通道16.慣性通道17.磁流變液體18.鉚釘19.緊釘螺釘20.另一種結構的慣性通 道體
具體實施例方式本發明的一種動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，包括橡膠主簧(2)、金屬骨架 (12)、橡膠底膜(11)、底部骨架(10)和液體通道總成，所述的液體通道總成由慣性通道體、 解耦膜(8)、導磁通道體(5)和線圈座(3)組成，解耦膜(8)居中布置，固定在慣性通道體或 導磁通道體(5)的中孔內，慣性通道體內設有慣性通道(16)，導磁通道體(5)與線圈座(3) 之間通過鉚釘(18)固定，并形成可控磁場強度通道(15)，電磁線圈(4)固定在線圈座(3) 內，并通過引線螺栓(13)將導線引出與電源連接。所述的可控磁場強度通道(15)布置在慣性通道(16)的外圍，解耦膜⑶置于慣 性通道體的中孔內，導磁通道體(5)固定在慣性通道體的外緣上，線圈座(3)固定在金屬骨 架(12)上，并與導磁通道體(5)形成可控磁場強度通道(15)，慣性通道體內設有慣性通道 (16)。所述的慣性通道(16)布置在可控磁場強度通道(15)的外圍，解耦膜(8)置于導 磁通道體(5)的中孔內，慣性通道體(20)固定在金屬骨架(12)上，線圈座(3)置于慣性通 道體(20)內側開有的凹槽內，并與導磁通道體(5)形成可控磁場強度通道(15)，慣性通道 體(20)內設有慣性通道(16)或取消慣性通道(16)。所述的解耦膜⑶置于慣性通道體的中孔內，線圈座(3)固定在慣性通道體的外 緣上，導磁通道體(5)固定在金屬骨架(12)上，并與線圈座(3)形成可控磁場強度通道 (15)，慣性通道體內設有慣性通道(16)。所述的慣性通道(16)采用方形或圓形截面。所述的慣性通道(16)環繞慣性通道體180°或360°布置，或穿過慣性通道體的 多個圓孔或幾個小于180°分布的環孔。所述的慣性通道體由一體的慣性通道體上體(6)和慣性通道體上體(7)組成。通過穿過橡膠主簧(2)和金屬骨架(12)的灌注液體鉚釘(14)向液室灌注磁流變 液體并進行密封。下面結合附圖所示實施例進一步說明本發明的具體內容及其工作過程。本發明一一汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，它由橡膠主簧2、金屬骨 架12、橡膠底膜11、底部骨架10以及由慣性通道體上體6、慣性通道體上體7、解耦膜8、導 磁通道體5和線圈座3構成的液體通道總成組成；金屬骨架12和橡膠主簧2硫化連接，磁流變液體通過慣性通道(阻尼孔)16和可控磁場強度通道15在上液室、下液室中流動，依 靠液體流動時的沿程損失和節流損失消耗振動能量，達到減振的目的。首先ECU計算出所 期望的最優控制力，然后計算出需要加在磁流變懸置上的電壓(電流)，在可控磁場強度通 道15中產生足夠的磁場強度，使其產生趨近于主動最優控制力的阻尼力，從而改善低頻大 振幅工況下的隔振效果。本發明一一汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，它由橡膠主簧2、線圈座 3、導磁通道體5以及慣性通道體上體6的上表面形成上液室，由橡膠底膜11、線圈座3、導 磁通道體5以及慣性通道體下體7的下表面形成下液室，液體經由慣性通道(阻尼孔)16 和可控磁場強度通道15在上液室、下液室中流動，消耗振動能量。本發明汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，它通過線圈座3、導磁通 道體5(搞磁導率材料)構成磁路，通過給電磁線圈4施加電流產生磁場。本發明汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，它通過改變電磁線圈4的 電流大小控制可控磁場強度通道15中的磁場強度，改變磁流變液體流變特性，進而改變懸 置阻尼特性。本發明汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，它通過慣性通道(阻尼 孔)16改善動力總成中高頻振動時的懸置阻尼特性，提高隔振效果。本發明汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，它通過解耦膜8，改善液 壓懸置高頻動態硬化現象。本發明汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，它的上液室、下液室與液 體通道總成通過橡膠底膜11和金屬骨架12來密封，防止液體泄漏。本發明汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，它通過引線螺栓13從線 圈座3中將電磁線圈4的漆包線引出。本發明----汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，它通過灌注液體鉚釘14 向液室灌注磁流變液體并實現密封。本發明一一汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，能夠衰減動力總成低頻 振動當車輛低速行駛時，由于發動機的振動及路面的不平激勵引起車身的低頻大幅振動， 當汽動力總成懸置受到向下的激振力作用時，橡膠主簧2被壓縮，此時上液室體積變小，上 液室中的磁流變液體受壓力作用經由慣性通道(阻尼孔)16和可控磁場強度通道15進入 下液室。一方面ECU計算出所期望的最優控制力，然后計算出需要加在磁流變懸置上的電 壓(電流)，在可控磁場強度通道15中產生足夠的磁場強度，使其產生趨近于主動最優控制 力的阻尼力；另一方面由于液體流經慣性通道(阻尼孔)16時產生沿程損失和節流損失，此 時激振能量得到衰減。因此汽車駕駛室液壓懸置可以有效衰減發動機的低頻大幅振動，提 高車輛的乘坐舒適性。本發明一一汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，能夠滿足動力總成高頻 隔振特性當車輛高速行駛時發動機的高頻振動會誘發高頻噪音，導致乘員疲勞及汽車零 部件的早期疲勞破壞，影響車輛的NVH性能。此時液壓懸置產生高頻動態硬化現象，液體 不能在慣性通道(阻尼孔)16以及可控磁場強度通道15中內流動，為解決這一問題，本發 明一汽車動力總成磁流變液壓懸置減振裝置通過在慣性通道體總成上設置的解耦膜8，高 頻小振幅振動時解耦膜8運動帶動周圍的液體運動，使液體在解耦通道內高速流動，降低懸置的高頻動剛度有效抑制高頻噪音、保護乘員。本發明一一汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，它的關鍵部件液體通道 總成(由慣性通道體上體6、慣性通道體上體7、解耦膜8、導磁通道體5和線圈座3構成) 可以有多種結構形式。經試驗表明，液壓懸置的特性和液體通道的參數有關，因而可以根據 這些參數來匹配不同隔振要求的液體通道總成。第一種結構，參閱圖2所示。可控磁場強度通道15在慣性通道(阻尼孔)16的外 圍。由慣性通道體上體6、慣性通道體上體7和解耦膜8組成的慣性通道總成通過緊定螺釘 與導磁通道體5聯接，再通過鉚釘18與線圈座固定聯接，在間隙處形成可控磁場強度通道 15。此種結構可控磁場通道15長度較長，半主動控制效果好。第二種結構，參閱圖3所示。慣性通道(阻尼孔)16在可控磁場強度通道15的外 圍。線圈座3放置在慣性通道體20的凹槽內，在慣性通道體20內部開有慣性通道(阻尼 孔)16。此種結構慣性通道長度較長，中高頻隔振特性好于結構一，但低頻控制效果不如結構一。第三種結構，參閱圖4所示。也可以取消慣性通道(阻尼孔)16，僅由解耦膜8改 善高頻動態硬化現象。此結構的優點在于結構簡單，但在寬頻帶內的隔振效果不如上述兩 種結構。以上三種結構中，線圈座3和導磁通道體5的位置均可以有多種選擇。參閱圖5 所示，導磁通道體5安裝在線圈座3的外圍，形成可控磁場通道15。本發明汽車駕駛室液壓懸置，它的慣性通道(阻尼孔)16可以有多種形狀。第一種結構，參閱圖6所示。慣性通道采用方形截面。第二種結構，參閱圖7所示。慣性通道采用圓形截面。第三種結構，參閱圖8所示。慣性通道環繞慣性通道體360°。第四種結構，參閱圖9所示。慣性通道環繞慣性通道體180°。第五種結構，參閱圖10所示。采用阻尼孔(通道)式結構。可以是阻尼孔式結構 如圖10(a)所示，也可以是阻尼通道式結構如圖10(c)所示。即所述的慣性通道(16)環繞 慣性通道體180°或360°布置，或穿過慣性通道體的多個圓孔或幾個小于180°分布的環 孔。
權利要求
一種汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，包括橡膠主簧(2)、金屬骨架(12)、橡膠底膜(11)、底部骨架(10)和液體通道總成，其特征在于，所述的金屬骨架12與橡膠主簧(2)硫化連接，金屬骨架(12)、橡膠主簧(2)和橡膠底膜(11)構成密閉液室，所述的液體通道總成兩端固定在金屬骨架(12)上，將液室分成上液室和下液室，液體通道總成上或設有可控磁場強度通道(15)，或設有慣性通道(16)和可控磁場強度通道(15)，所述的慣性通道(16)為阻尼孔，磁流變液體通過慣性通道(16)和可控磁場強度通道(15)在上液室和下液室中流動，通過磁流變液體流動時的沿程損失和節流損失消耗振動能量，通過控制可控磁場強度通道(15)中的磁場強度，進行磁流變液壓懸置阻尼半主動控制。
2.根據權利要求1所述的一種汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，其特征在 于，所述的液體通道總成由慣性通道體、解耦膜(8)、導磁通道體(5)和線圈座(3)組成，解 耦膜(8)居中布置，固定在慣性通道體或導磁通道體(5)的中孔內，慣性通道體內設有慣性 通道(16)，導磁通道體(5)線圈座(3)之間通過鉚釘(18)固定，并形成可控磁場強度通道 (15)，電磁線圈(4)固定在線圈座(3)內，并通過引線螺栓(13)將導線引出與電源連接。
3.根據權利要求2所述的一種汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，其特征在 于，所述的可控磁場強度通道(15)布置在慣性通道(16)的外圍，解耦膜(8)置于慣性通道 體的中孔內，導磁通道體(5)固定在慣性通道體的外緣上，線圈座(3)固定在金屬骨架(12) 上，并與導磁通道體(5)形成可控磁場強度通道(15)，慣性通道體內設有慣性通道(16)。
4.根據權利要求2所述的一種汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，其特征在 于，所述的慣性通道(16)布置在可控磁場強度通道(15)的外圍，解耦膜(8)置于導磁通 道體(5)的中孔內，慣性通道體(20)固定在金屬骨架(12)上，線圈座(3)置于慣性通道 體(20)內側開有的凹槽內，并與導磁通道體(5)形成可控磁場強度通道(15)，慣性通道體 (20)內設有慣性通道(16)或取消慣性通道(16)。
5.根據權利要求2所述的一種汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，其特征在 于，所述的解耦膜⑶置于慣性通道體的中孔內，線圈座⑶固定在慣性通道體的外緣上， 導磁通道體(5)固定在金屬骨架(12)上，并與線圈座(3)形成可控磁場強度通道(15)，慣 性通道體內設有慣性通道(16)。
6.根據權利要求1、2、3、4或5所述的一種汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置， 其特征在于，所述的慣性通道(16)采用方形或圓形截面。
7.根據權利要求1、2、3、4或5所述的一種汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置， 其特征在于，所述的慣性通道(16)環繞慣性通道體180°或360°布置，或穿過慣性通道體 的多個圓孔或幾個小于180°分布的環孔。
8.根據權利要求1所述的一種汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，其特征在 于，所述的慣性通道體由一體的慣性通道體上體(6)和慣性通道體上體(7)組成。
9.根據權利要求2所述的一種汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，其特征在 于，通過穿過橡膠主簧(2)和金屬骨架(12)的灌注液體鉚釘(14)向液室灌注磁流變液體 并進行密封。
全文摘要
本發明涉及一種汽車動力總成半主動控制磁流變液壓懸置，屬于一種用于發動機振動控制的半主動控制元件，是由具有液體粘度隨著磁場強度變化的磁流變液體充滿的發動機懸置，它由金屬骨架、橡膠主簧、線圈座、電磁線圈、導磁通道體、慣性通道總成、橡膠底膜和底部骨架等組成，利用了磁流變液的黏度與施加的磁場強度的跟隨性，根據發動機的工況，通過控制施加的電流的大小，進而改變液體粘度，使得發動機的振動在較寬的頻帶內得到很好的衰減，從而在更寬頻帶內主動隔離發動機振動噪聲向車內的傳遞。本發動機磁流變液壓懸置減振裝置能有效地隔離發動機振動，降低車內噪聲，改善整車NVH特性，因此市場潛力很大，前景廣闊。
文檔編號F16F9/53GK101936360SQ201010273258
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月7日 優先權日2010年9月7日
發明者史文庫, 王雪婧 申請人:吉林大學