發動機橡膠懸置的製作方法

2023-05-31 23:35:21

專利名稱：發動機橡膠懸置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發動機橡膠懸置，屬於汽車零部件領域。
技術背景 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，其質量難以降低，但發動機在整車質量中所佔比重卻有所上升，故發動機對汽車的振動 激勵相對增加。以上諸多因素使得發動機振動激勵成為汽車的主要振源，其輸出轉矩的周 期性波動和不平衡慣性力(矩)既激起動力總成本身的剛體振動和彈性振動，又激起汽車 動力傳動系統的扭轉振動、彎曲振動和整車的各種振動以及這些振動引起車廂內空氣共振 產生的噪音，從而導致十分複雜的振動、噪聲及結構疲勞強度問題，整車的NVH特性惡化。
另一方面隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，汽車的乘坐舒適性越來越受到人們重 視，舒適性成了汽車的主要性能指標。發動機橡膠懸置的振動隔離特性對汽車的乘坐舒適 性有著很重要的影響，性能良好的發動機橡膠懸置不但可以減少振動向車架的傳遞，降低 車內噪聲，提高乘坐舒適性，而且還可以更好地保護動力總成。傳統的發動機橡膠懸置工作 時內部應力分布不均，局部應力過大，在發動機重量和複雜強烈的振動激勵下橡膠墊容易 疲勞破壞失效，在橡膠墊與金屬結構硫化結合面處發生撕裂，客觀上要求設計性能優異、工 作穩定性好，結構合理耐疲勞，受力狀況合理，使用壽命長的發動機橡膠懸置。
發明內容 本實用新型的目的是對一種發動機橡膠懸置進行結構改良，使其具有高的強度 和平穩性，有效延長其使用壽命而提供一種發動機橡膠懸置。 該發動機橡膠懸置不僅能夠支承汽車發動機重量，還能對發動機各個方向衝擊力 和振動起到衰減的作用；橡膠墊受壓力與剪切力的共同作用，工作穩定性好，受力狀況合 理，大大降低應力集中現象；橡膠懸置結構緊湊，便於裝配，製作成本低，易於推廣應用。同 時根據實際，對內套、外套和夾層襯套的尺寸、角度或形狀進行一定的變化，可獲得幾種不 同的結構形式，從而更好地改善隔振效果，適應用戶多樣化的要求。 本實用新型的上述目的是這樣實現的，結合附圖說明如下 —種發動機橡膠懸置，主要由內套、外套、橡膠墊以及夾層襯套組成，所述的內套 (1)上、下部為大小不等的等截面筒狀，中部為錐形筒，所述的外套(2)為錐形筒，其外表面 上設有定位板，定位板上設有多個定位螺釘孔，定位螺釘從中穿入與底座固定連接，所述的 橡膠墊(3)硫化於內套(1)、外套(2)之間，其中嵌有一個錐形面結構的夾層襯套(4)，內套 (D、外套(2)和中間的夾層襯套(4)的錐形受力面接近平行，共同形成同軸的"三明治"結 構。 在所述的橡膠墊(3)下部端面上設有環形槽，環形槽內表面及邊緣均為圓滑過 渡。 所述的內套(1)、外套(2) 夾層襯套(4)的截面為圓形、矩形、正方形或等邊及不等邊的多邊形。 所述的內套(1)上、下端部設有上下限位擋板(18，20)，上限位擋板與內套上部、 下限位擋板與內套下部連接處為直角、倒圓角或其他任何形式過渡。 所述的外套(2)上的定位板設在外套(2)的上、下端或中部，定位板設在外套(2)
的上端或中部時，外套(2)下部設有避免橡膠墊變形時應力集中的外翻圓邊。 所述的夾層襯套(4)或被包覆在橡膠墊(3)體內，或其上下端伸出橡膠墊(3)端
面，並設計成翻邊。 本實用新型的主要構想是在傳統的橡膠懸置內設計出夾層襯套4，與橡膠懸置的 內套1、外套2錐形受力面接近平行，形成"三明治"結構的同軸圓錐套，能夠同時承受發動 機的三向作用力，並提高橡膠懸置的強度、剛度，減小軟墊3的變形和內部應力。發動機螺 栓穿入內套孔中，與內套錐形受力面接觸傳遞發動機重力和各種振動衝擊，外套2上部延 伸出水平面並與底座以定位螺釘連接固定，硫化於內套1、外套2之間的橡膠墊3受壓力與 剪切力的共同作用，橡膠墊3鑲嵌的夾層襯套4起加強作用，該橡膠懸置適合裝配空間狹小 的情況。同時根據橡膠懸置隔振機理以及裝配空間和位置需要，對內套1、外套3和夾層襯 套4的尺寸、角度和形狀，以及發動機橡膠懸置水平截面進行了更深入地設計，開發出一系 列具有不同結構和功能的發動機橡膠懸置以供選擇。 本實用新型與傳統的汽車發動機橡膠減振裝置相比具有非常明顯的優點 發動機橡膠懸置，在橡膠墊內設計出夾層襯套，與橡膠懸置的內、外套錐形受力面
接近平行，形成"三明治"結構的同心圓錐套。與傳統的發動機橡膠懸置相比 (1)結構緊湊，適於安裝，尤其適合裝配空間狹小的情況； (2)結構簡單，製造方便，價格低廉，用途廣泛； (3)橡膠墊內部受力狀況合理，減小應力集中； (4)抗疲勞，不易破壞，工作穩定性好，使用壽命長； (5)性能優異，具有相當的隔振減振性能。

圖1為發動機橡膠懸置的剖視圖。[0021]圖2(a)為圖1的俯視圖。圖2(b)為圖1的三維圖。圖3(a)為內套錐形受力面夾角變為50°的發動機橡膠懸置剖視圖。圖3(b)為圖3(a)的俯視圖。圖4(a)為特徵截面為正方形的發動機橡膠懸置的三維圖。圖4(b)為圖4(a)的剖視圖。圖4(c)為圖4(a)的俯視圖。圖5(a)為另 一種發動機橡膠懸置外套的三維圖。圖5(b)圖5(a)的俯視圖。圖6(a)為帶有上、下限位擋板的發動機橡膠懸置的剖視圖。圖6(b)為圖6(a)所示橡膠懸置的內套的三維圖。圖7(a)為定位板由外套下部的發動機橡膠懸置的三維圖。[0033] 圖7(b)為圖7(a)的剖視圖。 圖7 (c)為圖7 (a)的俯視圖。 圖8(a)為外套定位板中置的發動機橡膠懸置的剖視圖。 圖8(b)為圖8(a)所示橡膠懸置的外套的三維圖。 圖9為夾層襯套突出橡膠體的發動機橡膠懸置的剖視圖。 圖10(a)為夾層襯套兩端彎邊的發動機橡膠懸置的剖視圖。 圖10(b)為圖10(a)所示橡膠懸置的夾層襯套的三維圖。 圖中l.內套 2.外套 3.橡膠墊4.夾層襯套 5.內套上部6.內套錐形 面 7.內套下部8.定位板9.外套錐形面 10.外翻邊 11.橡膠墊倒角 12.夾層 襯套倒角 13.定位孔 14.夾角 15.倒角 16.上部定位板 17.上部定位板上的定位 孔18.上限位擋板19.具有上下限位擋板的內套下部20.下限位擋板21.下部定位 板22.下部定位板上的定位孔23.定位板與外套的連接處24.中部定位板25.夾層 襯套端部 26.橡膠墊倒角 27.夾層襯套彎邊 28.橡膠與夾層襯套結合界面邊緣倒角 29.兩端彎邊的夾層襯套
具體實施方式

以下結合附圖所示實例進一步說明本實用新型的具體內容及其工作過程。 參閱圖1 :本實用新型的發動機橡膠懸置由內套1、外套2、橡膠墊3、夾層襯套4組 成，內套1 、外套2分別和橡膠墊3硫化連接，在橡膠懸置的內、外套之間，橡膠材料中嵌入夾 層襯套4，形成"三明治"結構，達到增加橡膠懸置強度的作用。 內套上部5、內套下部7分別為直徑不同的金屬圓筒，由中部的內套錐形面6連接； 內套1中空，發動機螺栓穿入與內套錐形面6接觸傳遞發動機重力和各種振動衝擊。 橡膠懸置外套2中間是錐形面；外套上部延伸出水平定位板8，並根據裝配空間衝 裁出需要的形狀、衝出定位孔13並通過多個定位螺釘將其與底座連接固定整個發動機橡 膠懸置；外套下部外翻邊10以避免橡膠墊變形時應力集中。 硫化在橡膠懸置的內套1、外套2上的橡膠墊3下部端面上設有環形槽，環形槽內 表面及邊緣均為圓滑過渡，避免應力集中和撕裂。 夾層襯套4上下端面倒角12，因此在與橡膠墊硫化接合界面上不會引起大的應力 集中。 內、外套的錐形受力面與夾層襯套4接近平行，形成"三明治"結構的同軸圓錐套。 橡膠懸置的內、外套與夾層襯套的受力面均為錐形面，因此橡膠懸置受壓力與剪 切力的共同作用，在能夠承受垂向力與衝擊時，還能同時對縱向力和側向力起到減震的作用。 本實用新型的發動機橡膠懸置，在滿足結構、布置要求的同時，能明顯降低橡膠墊 3與內套1、外套2接觸面處應力，減小橡膠墊在接觸界面撕裂產生的可能，且橡膠塊整體應 力都比較小，橡膠破壞的可能較小。 本實用新型的發動機橡膠懸置，具有結構緊湊，適合狹小裝配空間的特點。工作可 靠，成本低，用途廣泛，可有效改善汽車的NVH特性等特點。 本實用新型的發動機橡膠懸置，其特徵截面可有矩形、正方形、多邊形等不同的結構形式；其內套1、外套2和夾層襯套4也有幾種不同的尺寸、角度供選擇；夾層襯套4可以 延長尺寸後突出橡膠墊體，其兩端可根據情況進行彎邊；外套定位板可以設在其下端或中 部，用以更好地改善隔振效果，降低內部應力，滿足不同裝配定位需求。 本實用新型的發動機橡膠懸置，能夠支承發動機的重量，限制發動機過大位移裝 配時發動機定位螺栓穿入內套1與內套錐形面6接觸，在發動機的重量下，引起橡膠懸置內 套1向下的位移，橡膠墊3被壓縮，內部受壓力與剪切力產生支反力；外套2上部延伸出水 平定位板8，並衝出定位孔13，通過多個定位螺釘穿過定位孔將其與底座連接，固定整個發 動機橡膠懸置，進而達到支承發動機的重量，限制發動機過大位移的目的。 本實用新型的發動機橡膠懸置，能夠衰減發動機的各種振動發動機螺栓穿入內 套1與內套錐形面6接觸，發動機的振動衝擊通過發動機螺栓傳遞到內套錐形面6，再通過 內套傳遞給橡膠墊3 ;當橡膠懸置的橡膠墊3受到力的作用時，其變形滯後一段時間，這說 明有部分振動能量轉化為熱能，即橡膠墊變形提供內摩擦阻尼來衰減振動。橡膠懸置內嵌 的夾層襯套4，與橡膠懸置的內套1、外套2錐形受力面接近平行，形成"三明治"結構的同軸 圓錐套，能夠部分承受發動機重力和振動，提高橡膠墊的剛度，減小橡膠軟墊3的變形和內 部應力。外套2連接橡膠懸置與發動機架，同時防止橡膠懸置發生過大的變形和位移。這 樣，最終通過外套定位板8傳遞到車架的振動得到很大程度的衰減，達到隔振的目的。 本實用新型一一發動機橡膠懸置，它的內、外套與夾層襯套錐形受力面可以有多 種傾斜角度。經試驗表明，發動機橡膠懸置的內部應力大小、分布以及剛度和錐形受力面的 角度有關，因而可以根據這些參數來匹配不同隔振要求的發動機橡膠懸置。圖3為內、外套 與夾層襯套錐形受力面夾角均改變相同角度而得的發動機橡膠懸置的剖視圖和俯視圖，內 套錐形受力面夾角14變為50° ，內、外套與夾層襯套的錐形受力面仍為接近平行的"三明 治"結構同軸圓錐套。和原發動機橡膠懸置相比，工作時橡膠墊內部應力分布更均衡，尤其 是在原應力過大的橡膠墊與外套接觸界面處，應力明顯降低，減小了破壞的可能性；與此同 時發動機橡膠懸置的垂向剛度變化不大，即仍不妨礙原有功能和定位。 本實用新型的發動機橡膠懸置，它的徑向特徵截面可以有幾種不同的形狀，以適 應各種不同裝配空間、定位孔分布、和受力工況等條件要求。 第一種結構，參閱圖3所示。此種結構發動機橡膠懸置的整個徑向特徵截面為正 方形，此時注意各個稜邊均須倒角15以避免應力集中，圖3(b)是其剖視圖和俯視圖。徑向 特徵截面除了圓形，還可以是矩形、三角形、等邊及不等邊的多邊形等。 第二種結構，參閱圖4所示。此種結構為外套的水平定位板的另一種可能形狀。為 適應不同的安裝定位情況，定位板可以衝裁成符合裝配要求的任何形狀，注意留出安裝定 位螺釘與墊片的位置。從俯視圖4(b)中可以看到上部定位板16為菱形，上面的定位孔呈 菱形排列，當發動機橡膠懸置的徑向特徵截面不是圓形時，這一形狀位置上的區別更明顯。 本實用新型的發動機橡膠懸置，它的內套的上、下部可以增加限位結構，如圖 5(a)。如圖5(b)在發動機橡膠懸置內套上端水平向外延伸出上限位擋板18，為一環形水平 鋼板，將內套下端垂直向下延長，橡膠墊下部相應變厚，相當於整個橡膠懸置高度加大；在 內套下端水平延伸出下限位擋板20，該擋板亦為一環形水平鋼板。下限位擋板20能夠在當 發動機產生向上方的過大位移、橡膠懸置變形過大時，限制內套向上方的過大位移，避免發 動機位置變化過大與其他部件產生幹涉，也避免橡膠墊變形過大導致其內部應力過大，尤其是橡膠與金屬結構硫化的邊界面上應力集中產生撕裂破壞。同理上部的上限位擋板18 可限制內套向下方的過大位移。上限位擋板與內套上部、下限位擋板與內套下部連接處為 直角、倒圓角或其他任何形式過渡。 本實用新型的發動機橡膠懸置，它的外套可以有多種結構形式。在滿足基本的支
承固定作用的前提下，外套可以根據裝配定位情況採取不同的結構。定位板設在外套(2)
的上端或中部時，外套(2)下部設有避免橡膠墊變形時應力集中的外翻圓邊。 第一種結構，參閱圖6所示。此種結構為將外套定位板設計在外套下部，適用於底
座定位面與發動機定位螺栓垂向距離較遠的情況，如圖6(a)三維圖由外套下部延伸出水
平定位板，並根據裝配空間衝裁出需要的形狀、在其上衝出定位孔並通過多個定位螺釘將
其與底座連接固定整個發動機橡膠懸置。圖6(b)為其剖視圖和俯視圖。 第二種結構，參閱圖7所示。此種結構為定位板設計在中部得到的外套，以適應不
同裝配空間要求。圖7(b)中，水平定位板與外套錐形面的連接處23既可以是鑄造為一體
的，也可以焊接而成，此時定位板與外套是各自獨立的兩個衝壓或衝裁零件，結構簡單，制
造方便，價格低廉。根據裝配定位情況的不同，可設計出定位板位於不同位置的各種形狀的外套。 本實用新型的發動機橡膠懸置，它的夾層襯套可以有多種結構形式。夾層襯套的 軸向截面形狀會影響橡膠懸置剛度和橡膠墊內部應力分布。 第一種結構，參閱圖8所示。此種結構為將其端部沿錐形面上下延長至突出橡膠 墊體後得到的夾層襯套。這時夾層襯套端部25不必倒角，可以降低製造成本，但此時橡膠 墊與夾層襯套結合界面邊緣須倒角以免應力集中。 第二種結構，參閱圖9所示。此種結構為將其軸向截面邊緣設計成具有適當半徑 的彎邊而得到的夾層襯套，如圖9(a)，此時橡膠與夾層襯套結合界面邊緣也須根據情況倒 角。彎邊27可使橡膠軟墊內部受力狀況合理，有效降低局部應力集中，延長使用壽命。 本實用新型的發動機橡膠懸置，它的夾層襯套可以有不同的尺寸。根據橡膠墊的 受力情況和需要發動機橡膠懸置提供的剛度支承要求不同，可將改變其直徑，使之更靠近 內套或外套，其長短也可調整，根據這些參數來匹配不同隔振要求的發動機橡膠懸置。
權利要求一種發動機橡膠懸置，主要由內套、外套、橡膠墊以及夾層襯套組成，其特徵在於，所述的內套(1)上、下部為大小不等的等截面筒狀，中部為錐形筒，所述的外套(2)為錐形筒，其外表面上設有定位板，定位板上設有多個定位螺釘孔，定位螺釘從中穿入與底座固定連接，所述的橡膠墊(3)硫化於內套(1)、外套(2)之間，其中嵌有一個錐形面結構的夾層襯套(4)，內套(1)、外套(2)和中間的夾層襯套(4)的錐形受力面接近平行，共同形成同軸的「三明治」結構。
2. 根據權利要求l所述的發動機橡膠懸置，其特徵在於，在所述的橡膠墊(3)下部端面 上設有環形槽，環形槽內表面及邊緣均為圓滑過渡。
3. 根據權利要求l所述的發動機橡膠懸置，其特徵在於，所述的內套(D、外套(2)和 夾層襯套(4)的截面為圓形、矩形、正方形或等邊及不等邊的多邊形。
4. 根據權利要求l所述的發動機橡膠懸置，其特徵在於，所述的內套(1)上、下端部設 有上下限位擋板(18，20)，上限位擋板與內套上部、下限位擋板與內套下部連接處為直角、 倒圓角或其他任何形式過渡。
5. 根據權利要求l所述的發動機橡膠懸置，其特徵在於，所述的外套(2)上的定位板設 在外套(2)的上、下端或中部，定位板設在外套(2)的上端或中部時，外套(2)下部設有避 免橡膠墊變形時應力集中的外翻圓邊。
6. 根據權利要求l所述的發動機橡膠懸置，其特徵在於，所述的夾層襯套(4)或被包覆 在橡膠墊(3)體內，或其上下端伸出橡膠墊(3)端面，並設計成翻邊。
專利摘要本實用新型涉及一種用於汽車消振減噪的發動機橡膠懸置，屬於汽車零部件領域。其主要由內套、外套、橡膠墊以及夾層襯套組成，所述的內套上、下端部為直徑不同的金屬圓筒，通過中部錐形面結構連接上下端，發動機螺栓穿入內套並通過錐形面的接觸傳遞力和振動，所述的外套中間也是錐形面結構，其上部延伸出水平面並與底座以定位螺釘連接固定，所述的橡膠墊硫化於內、外套之間，其中嵌有一個錐形面結構的夾層襯套，與內、外套共同形成同軸的「三明治」結構。此發動機橡膠懸置結構簡單緊湊，製作成本低，受力狀況合理，工作穩定性好，還能對發動機縱向和側向振動力起到同樣的衰減作用。
文檔編號F16F15/08GK201517580SQ20092009458
公開日2010年6月30日 申請日期2009年10月26日 優先權日2009年10月26日
發明者史文庫, 姜莞, 張豔國 申請人:吉林大學