一種質量減振器及其檢測方法
2023-06-25 23:26:06
專利名稱：一種質量減振器及其檢測方法
技術領域：
本發明涉及動力總成技術領域，特別涉及一種質量減振器及其檢測方法。
背景技術：
動力總成作為汽車的主要激振源之一，其產生的振動與噪聲一般通過兩種途徑傳遞至車內一種途徑是先通過動力總成懸置衰減地傳遞至車架，再通過車架傳遞至車身，並經過車內空腔的共振，形成駕駛員與乘客能感知到的振動與噪聲；另一種途徑是噪聲通過空氣直接傳遞至車內。為了降低振動與噪聲，根據這兩種傳遞路徑的分析，可以採取相應的減振降噪方案，即汽車結構設計的優化與相關部件的密封或吸聲設計等，然而，在研發過程中，相較於子系統與零部件設計，動力總成的振動與噪聲問題在整車集成時更為突出，此時再對動力 總成結構或其懸置件進行改進與優化為時已晚，且需花費大量的人力、物力與財力，導致開發成本急劇增加。因此，僅僅依靠研發過程中改變動力總成自身性能，例如增加結構的剛度、阻尼和改變質量分布等，或者通過密封或吸聲設計來實現動力總成系統的減振降噪仍不足夠。目前，有一種主動式質量減振器可以在整車集成時安裝，一定程度上彌補了上述缺陷，這種主動式質量減振器安裝在車身或者車架上，包括芯體、質量體、基座、彈簧，參見圖I。當該主動式質量減振器的芯體上的線圈接通交變電流時，能夠在芯體和質量體之間或者在芯體和基座之間產生作用力，從而使得質量體相對於車身或副車架能夠產生主動式振動以起到減振作用，但是這種主動式質量減振器仍然具有如下不足這種主動式質量減振器在基座與質量體之間為柔性連接，且沒有約束其它方向上的自由度，因此會削弱減振效果；此外，芯體需接通交變電流，而汽車上使用的均為直流電源，需通過逆變器等設備才能供給交變電流，增加了系統的複雜程度。雖然這種質量減振器能實現「主動式振動」，但由於車載電子/電器系統均存在電磁幹擾，影響磁鐵的磁場分布，進而幹擾其隔振效果，導致穩定性較差，並可能存在一定的安全隱患。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種質量減振器及其檢測方法以實現簡易、安全地衰減振動與噪聲的目的。本發明提供了一種質量減振器，該減振器包括質量減振器空腔，所述質量減振器空腔至少有2個平行的腔壁，且其中至少有2個平行的腔壁能夠在垂直所述平行腔壁的方向運動；質量體，所述質量體置於所述質量減振器空腔內，且所述質量體能夠在垂直所述運動的平行腔壁的方向運動；
彈簧，所述彈簧至少為兩個，分別安裝在所述質量體相對的兩側，其中一端固定在所述運動的平行腔壁上，另一端固定在所述質量體朝向所述運動的平行腔壁的一端，且所述彈簧安裝後與所述運動的平行腔壁垂直；阻尼器，所述阻尼器至少為一個，安裝在任意所述彈簧的同側，所述阻尼器一端固定在所述運動的平行腔壁上，另一端固定在所述質量體朝向所述運動的平行腔壁的一端，且所述阻尼器安裝後與所述運動的平行腔壁垂直。本發明還提供了一種質量減振器檢測方法，該方法包括預估質量減振器參數步驟、質量減振器第一檢測步驟和質量減振器第二檢測步驟；預估質量減振器參數步驟包括
計算動力總成各部件特性，得到其特徵模態；計算動力總成至車架和動力總成至車身的傳遞特性；根據所述特徵模態和所述傳遞特性，估算所述質量減振器的質量參數一；所述質量減振器第一檢測步驟包括模擬包括有質量減振器空腔、質量體、彈簧和阻尼器的質量減振器，得到所述質量減振器的質量參數二；判斷所述質量參數一與所述質量參數二是否匹配,若未匹配,則返回所述質量減振器不合格信息，若匹配，則進入所述質量減振器第二測試步驟；所述質量減振器第二檢測步驟包括模擬加裝所述質量減振器後的動力總成，若加裝所述質量減振器後的動力總成性能未滿足減振要求，則返回所述質量減振器不合格信息。優選地，在返回所述質量減振器不合格信息之後，還包括計算加裝所述質量減振器後的動力總成各部件特性，得到其特徵模態；計算加裝所述質量減振器後的動力總成至車架和加裝所述質量減振器後的動力總成至車身的傳遞特性；根據所述特徵模態和所述傳遞特性，估算所述質量減振器待彌補的質量參數三，返回所述質量參數三。可見本發明具有如下有益效果本發明提出一種質量減振器，將質量減振器直接安裝在動力總成與車架之間，質量體在質量減振器空腔內通過彈簧，阻尼器與質量減振器空腔連接，通過質量體的振動及阻尼器的作用衰減動力總成系統的振動，且減振器空腔可約束除垂直方向以外的運動自由度，減振效果大大提高，為現有動力總成抗振性和耐久性提供了可行和徹底的解決方法；其次，本發明提出的質量減振器通過質量減振器空腔、彈簧、阻尼器和質量體四種元件即可實現動力總成系統的減振降噪，無需外部能量的輸入，簡易、安全；而且本發明還提出了一種質量減振器檢測方法，通過對動力總成性能的計算、模擬，為質量減振器的檢測提供了完整的解決方案。
圖I是目前一種主動式質量減振器的組成圖例；
圖2是本發明一種質量減振器在動力總成與車架之間的安裝圖例；圖3是本發明一種質量減振器的一個實施例；圖4是本發明一種質量減振器的又一實施例；圖5是本發明一種質量減振器檢測方法步驟圖例。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明實施例作進一步詳細的說明。本發明提供了一種質量減振器，安裝在動力總成206與車架207之間，參見圖2，包 括 質量減振器空腔201，所述質量減振器空腔201至少有2個平行的腔壁201. A與201. B，其中至少有2個平行的腔壁201. A與201. B能夠在垂直所述平行腔壁的方向運動；質量體202，所述質量體202置於所述質量減振器空腔201內，且所述質量體202能夠在垂直所述運動的平行腔壁201. A與201. B的方向運動；彈簧，所述彈簧至少為兩個，彈簧203和彈簧204分別安裝在所述質量體相對的兩偵牝其中一端固定在所述運動的平行腔壁上，另一端固定在所述質量體202朝向所述運動的平行腔壁的一端，且所述彈簧安裝後與所述平行腔壁垂直；阻尼器205，所述阻尼器至少為一個，安裝在任意所述彈簧的同側，所述阻尼器一端固定在所述運動的平行腔壁上，另一端固定在所述質量體朝向所述運動的平行腔壁的一端，且所述阻尼器安裝後與所述運動的平行腔壁垂直。可見，在本發明的質量減振器中，所述質量體202在質量減振器空腔201內通過彈簧203與彈簧204，阻尼器205與質量減振器空腔201連接，通過質量體202的振動及阻尼器205的作用衰減動力總成系統的振動，且減振器空腔201可約束除垂直方向以外的運動自由度，減振效果大大提高。其中，所述質量減振器空腔201至少有2個平行的腔壁201. A與201. B，且其中至少有2個平行腔壁能夠在垂直所述平行腔壁的方向運動，所述質量減振器空腔201可以有以下幾種實現方式第一種如圖3所示，所述質量減振器空腔301由橡膠等類似彈性材料製成，在擠壓2個平行腔壁301. A與301. B時，質量減振器空腔的平行腔壁301. A與301. B在壓力的作用下，能夠在垂直所述平行腔壁的方向運動；第二種如圖4所示，所述質量減振器空腔401由金屬等類似剛性材料製成，其中，所述質量減振器空腔包括兩個凹槽2個平行的底面與其側面各自構成的獨立凹槽，其中2個平行底面為所述平行腔壁401. A與401. B ;兩個凹槽連接組成一個完整的質量減振器空腔401，且其中一個凹槽可接入另一個凹槽，相互咬合，在擠壓2個平行底面時，兩個凹槽能夠在垂直所述平行底面的方向作咬合運動。在本發明的一個優選實施例中，如圖2所示，在所述質量減振器空腔與所述質量體的直接接觸面裝有摩擦元件208,所述摩擦元件具體採用庫倫摩擦元件,其中，該摩擦元件208可以裝載所述質量減振器空腔內壁的直接接觸面上，也可以安裝在質量體的直接接觸面上。
在所述質量減振器中，所述質量體具體可以採用金屬件；所述彈簧具體可以採用小型螺旋彈簧，所述阻尼器具體可以採用粘性阻尼元件。本發明還提供一種質量減振器檢測方法，參見圖5，該方法包括預估質量減振器參數步驟S501、質量減振器第一檢測步驟S502和質量減振器第二檢測步驟S503 ；所述預估質量減振器參數步驟S501包括
S501. I、計算動力總成各部件特性，得到其特徵模態；其中，計算動力總成各部件特性可以採用NASTRAN等CAE軟體工具進行計算，所述特徵模態包括固有頻率、阻尼比、模態振型；S501. 2、計算動力總成至車架和動力總成至車身的傳遞特性；其中，計算動力總成至車架和動力總成至車身的傳遞特性可以採用NASTRAN等CAE軟體工具進行計算，所述傳遞特性包括傳遞率和頻率響應函數。S501. 3、根據所述特徵模態和所述傳遞特性，估算所述質量減振器的質量參數一。所述質量減振器第一檢測步驟S502包括S502. I、模擬包括有質量減振器空腔、質量體、彈簧和阻尼器的質量減振器，得到所述質量減振器的質量參數二；S502. 2、判斷所述質量參數一與所述質量參數二是否匹配，若未匹配，則返回所述質量減振器不合格信息，若匹配，則進入所述質量減振器第二測試步驟；其中，模擬所述質量減振器，具體可以採用0PTIMUS優化設計軟體對質量減振器的彈性、阻尼等質量參數進行模擬、匹配。所述質量減振器第二檢測步驟S503包括S503. I、模擬加裝所述質量減振器後的動力總成，判斷加裝所述質量減振器後的動力總成性能是否滿足減振要求，返回檢測結果；其中，所述測試加裝所述質量減振器後的動力總成，具體可以採用Dewetron等類似數據採集系統對加裝所述質量減振器後的動力總成的NVH特性進行物理試驗測試，也可以採用SYSNOISE、ANSYS等CAE軟體工具進行虛擬試驗測試。在本發明的又一個優選實施例中，在返回所述質量減振器不合格信息之後，還包括計算加裝所述質量減振器後的動力總成各部件特性，得到其特徵模態；計算加裝所述質量減振器後的動力總成至車架和加裝所述質量減振器後的動力總成至車身的傳遞特性；根據所述特徵模態和所述傳遞特性，估算所述質量減振器待彌補的質量參數三，返回所述質量參數三。在該優選實施例中，對加裝所述質量減振器後的動力總成各部件特性、動力總成至車架和動力總成至車身的傳遞特性進行重新計算，可進一步確定目前的質量減振器與滿足減振要求的質量減振器之間的差距，估算出更加精確的所述質量減振器待彌補的質量參數三，對後續配件選型步驟選擇合適配件具有匹配優化作用。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備
所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個......」限定的要素，並不排
除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種質量減振器，其特徵在於，安裝在動力總成與車架之間，包括 質量減振器空腔，所述質量減振器空腔至少有2個平行的腔壁，且其中至少有2個平行的腔壁能夠在垂直所述平行腔壁的方向運動； 質量體，所述質量體置於所述質量減振器空腔內，且所述質量體能夠在垂直所述運動的平行腔壁的方向運動； 彈簧，所述彈簧至少為兩個，分別安裝在所述質量體相對的兩側，其中一端固定在所述運動的平行腔壁上，另一端固定在所述質量體朝向所述運動的平行腔壁的一端，且所述彈簧安裝後與所述運動的平行腔壁垂直； 阻尼器，所述阻尼器至少為一個，安裝在任意所述彈簧的同側，所述阻尼器一端固定在所述運動的平行腔壁上，另一端固定在所述質量體朝向所述運動的平行腔壁的一端，且所述阻尼器安裝後與所述運動的平行腔壁垂直。
2.根據權利要求I所述的質量減振器，其特徵在於，所述質量減振器空腔與所述質量體的直接接觸面裝有摩擦元件。
3.根據權利要求2所述的質量減振器，其特徵在於，所述摩擦元件具體為庫倫摩擦元件。
4.根據權利要求I所述的質量減振器，其特徵在於，所述質量體具體為金屬件。
5.根據權利要求I所述的質量減振器，其特徵在於，所述彈簧具體為小型螺旋彈簧。
6.根據權利要求I所述的質量減振器，其特徵在於，所述阻尼器具體為粘性阻尼元件。
7.一種質量減振器檢測方法，其特徵在於，包括 預估質量減振器參數步驟、質量減振器第一檢測步驟和質量減振器第二檢測步驟； 預估質量減振器參數步驟包括 計算動力總成各部件特性，得到其特徵模態； 計算動力總成至車架和動力總成至車身的傳遞特性； 根據所述特徵模態和所述傳遞特性，估算所述質量減振器的質量參數一； 所述質量減振器第一檢測步驟包括 模擬包括有質量減振器空腔、質量體、彈簧和阻尼器的質量減振器，得到所述質量減振器的質量參數二； 判斷所述質量參數一與所述質量參數二是否匹配，若未匹配，則返回所述質量減振器不合格信息，若匹配，則進入所述質量減振器第二測試步驟； 所述質量減振器第二檢測步驟包括 模擬加裝所述質量減振器後的動力總成，若加裝所述質量減振器後的動力總成性能未滿足減振要求，則返回所述質量減振器不合格信息。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，在返回所述質量減振器不合格信息之後，還包括 計算加裝所述質量減振器後的動力總成各部件特性，得到其特徵模態； 計算加裝所述質量減振器後的動力總成至車架和加裝所述質量減振器後的動力總成至車身的傳遞特性； 根據所述特徵模態和所述傳遞特性，估算所述質量減振器待彌補的質量參數三，返回所述質量參數三。
全文摘要
本發明公開了一種質量減振器及其檢測方法以實現簡易、安全地衰減動力總成系統的振動與噪聲的目的。該質量減振器直接安裝在動力總成與車架之間，質量體在質量減振器空腔內通過彈簧，阻尼器與質量減振器空腔連接，通過質量體的振動及阻尼器的作用衰減動力總成系統的振動，且質量減振器空腔可約束除垂直方向以外的運動自由度，減振效果大大提高，為現有動力總成抗振性和耐久性提供了可行和徹底的解決方法；而且本發明還提出了一種質量減振器檢測方法，通過對動力總成性能的計算、模擬，為質量減振器的檢測提供了完整的解決方案。
文檔編號F16F15/04GK102777535SQ20121029078
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月15日 優先權日2012年8月15日
發明者李樂生, 杜志良, 盛雲, 黃鑫 申請人:濰柴動力股份有限公司