動力吸振器及具有該吸振器的汽車的製作方法
2023-09-22 08:56:15 1
動力吸振器及具有該吸振器的汽車的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種動力吸振器及具有該吸振器的汽車；所述動力吸振器適於消除或降低主振部件的振動，包括吸振質量塊和變剛度組件；所述變剛度組件包括左旋彈簧、右旋彈簧、彈簧內芯和彈簧套，所述彈簧套套在所述彈簧內芯上並相對所述吸振質量塊固定，所述彈簧內芯在所述彈簧套內可轉動；所述左旋彈簧和所述右旋彈簧分別套在所述彈簧內芯的二端，所述左旋彈簧和所述右旋彈簧的另一端適於與所述主振部件固定連接；所述彈簧內芯相對所述彈簧套轉動時，所述左旋彈簧和所述右旋彈簧同時旋入或旋出所述彈簧套。
【專利說明】動力吸振器及具有該吸振器的汽車
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於結構減振、消振【技術領域】，具體涉及一種可調頻的動力吸振器及具有該吸振器的汽車。
【背景技術】
[0002]隨著國家對各類基礎設施投資的不斷增加，工程機械行業得到了蓬勃的發展。目前世界範圍內，工程汽車不斷朝著大噸位和高行駛速度的方向發展，人們在關注其越來越高的功能性的同時，對汽車行駛平順性和乘坐舒適性的要求也越來越嚴苛。為此，汽車廠家通過研發性能更好的輪胎、懸掛、駕駛室懸置等減振元件來提高汽車的平順性。但是，在整車開發的流程中仍然會不可避免的出現一些振動問題。例如，在特定行駛車速下某些車型的車架由於受到路面或傳動系傳遞的激勵發生模態共振而產生異常抖振現象。
[0003]動力吸振技術已經被廣泛應用於汽車設計的各個環節，如轉向系統、動力總成系統、懸掛系統、排氣系統等。動力吸振器是減振器的一種，它是基於底座振動理論，在振動物體上附加一個「彈簧一質量」系統，這個附加的系統在主振系統發生振動時產生反作用力可以使主振系統的振動峰值消除或者減小，將主振動系統原有的單個振動峰削減為兩個幅值較小的振動峰，從而達到降低主振動系統振動幅值的目的。
[0004]傳統的動力吸振方式需要在被減振的主振系統上附加吸振質量塊，這一方面佔用了空間，會受到汽車布置空間的限制，同時增加了整車裝備質量，不利於降低成本和提高汽車的動力性、燃油經濟性等。
[0005]請參照圖1，一種汽車領域常見的動力吸振器1，包括安裝底板11、彈簧系統12、固定配重13、可拆卸配重14、固定裝置15，其中彈簧系統12置於安裝底板11上，固定配重13置於彈簧系統12上，且固定配重13、彈簧系統12和安裝底板11固結在一起。可拆卸配重14通過固定裝置15與固定配重13固結在一起。該種動力吸振器可根據主振系統不同的振動情況適當配置可拆卸配重13，起到自主調整工作頻率的功能。但因其質量係數的離散性，工作點僅為若干頻率點，通常情況下難以實現微調與減振目標值保持較好的一致性導致減振效果不理想。另外隨著可拆卸配重14的增加，結構將變得笨重而龐大。
實用新型內容
[0006]本實用新型提供一種結構簡單的動力吸振器，可利用汽車本身零部件作為吸振質量塊，減少汽車的負重。
[0007]另外，本實用新型還提供一種具有上述動力吸振器的汽車。
[0008]為達上述優點，本實用新型提供一種動力吸振器，適於消除或降低主振部件的振動，所述動力吸振器包括吸振質量塊和變剛度組件；所述變剛度組件包括左旋彈簧、右旋彈簧、彈簧內芯和彈簧套，所述彈簧套套在所述彈簧內芯上並相對所述吸振質量塊固定，所述彈簧內芯在所述彈簧套內可轉動；所述左旋彈簧和所述右旋彈簧分別套在所述彈簧內芯的二端，所述左旋彈簧和所述右旋彈簧的另一端適於與所述主振部件固定連接；所述彈簧內芯相對所述彈簧套轉動時，所述左旋彈簧和所述右旋彈簧同時旋入或旋出所述彈簧套。
[0009]在本實用新型的一個實施例中，所述動力吸振器還包括卡位件；所述彈簧套具有弧形槽，所述弧形槽沿所述彈簧套圓周方向開設；所述彈簧內芯設有與所述卡位件配合的卡位孔；所述卡位件穿過所述弧形槽與所述卡位孔配合以限制所述彈簧內芯和所述彈簧套之間的垂向位移。
[0010]在本實用新型的一個實施例中，所述卡位孔的數量為複數個，沿所述彈簧內芯圓周線間隔分布；所述弧形槽的角度大於間隔最大的兩個相鄰卡位孔之間的圓弧角度。
[0011]在本實用新型的一個實施例中，所述彈簧內芯兩端的圓周表面開有不同旋向的分別與所述左旋彈簧、所述右旋彈簧配合的螺紋槽。
[0012]在本實用新型的一個實施例中，所述動力吸振器還包括固定剛度組件，所述固定剛度組件包括下安裝板、固定剛度彈簧和上安裝板，所述固定剛度彈簧的二端分別與所述下安裝板和所述上安裝板固定連接，所述下安裝板與所述吸振質量塊相對固定，所述上安裝板適於與所述主振部件固定連接。
[0013]在本實用新型的一個實施例中，所述動力吸振器還包括安裝架，所述安裝架適於與所述主振部件固定連接，所述安裝架與所述吸振質量塊固定連接，所述下安裝板、所述彈簧套分別與所述安裝架固定連接。
[0014]本實用新型還包括一種汽車，所述汽車包括車架和安裝在所述車架上的上述動力吸振器。
[0015]在本實用新型的一個實施例中，所述汽車還包括氣罐，所述吸振質量塊為所述氣罐；所述主振部件為所述車架。
[0016]在本實用新型的一個實施例中，所述動力吸振器還包括安裝架，所述安裝架與所述氣罐固定連接，所述安裝架包括主板和側板，所述主板與所述氣罐正面貼合，所述側板與所述氣罐側面貼合，所述彈簧套固定在所述側板上。
[0017]在本實用新型的一個實施例中，所述動力吸振器還包括固定剛度組件，所述固定剛度組件包括下安裝板、固定剛度彈簧和上安裝板，所述固定剛度彈簧的二端分別與所述下安裝板和所述上安裝板固定連接，所述下安裝板固定在所述主板上，所述上安裝板固定在所述汽車的駕駛室的底板上。
[0018]本實用新型的動力吸振器通過旋轉彈簧內芯，調整左旋彈簧、右旋彈簧旋入彈簧內芯的長度而控制左旋彈簧和右旋彈簧的工作長度，從而有效的調整動力吸振器的剛度，通過對動力吸振器工作點的微調保持與目標減振頻率點一致，實現高效的減振效果。本實用新型的動力吸振器應用在汽車上，利用汽車上的零部件作為動力吸振器的吸振質量塊，在基本不增加整車裝備質量的基礎上實現減振效果，有利於增強汽車的動力性和經濟性，降低成本的同時節約了安裝空間。
[0019]為讓本實用新型的上述和其它目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是一種汽車領域常見的動力吸振器的剖面示意圖。
[0021]圖2是本實用新型較佳實施例的動力吸振器應用在汽車起重機上的示意圖。[0022]圖3是圖2所示的動力吸振器的立體示意圖。
[0023]圖4是圖3圓圈IV部分的放大圖。
[0024]圖5是變剛度組件的正面示意圖。
[0025]圖6是圖5的變剛度組件沿V1-VI線的剖視圖。
[0026]圖7是圖5的變剛度組件俯視方向的剖視圖。
【具體實施方式】
[0027]請參照圖2，本發明較佳實施例的動力吸振器20應用在汽車起重機2上，但這並不對應用領域作出限制，本實用新型的動力吸振器20還可以應用在其它汽車或需要減振的其它工程機械上。在本實施例中，汽車起重機2的車架30為主振部件，車架30上設有若干組吊耳31 (圖3)。
[0028]請同時參照圖3，動力吸振器20包括氣罐22、安裝架24、固定剛度組件26和變剛度組件28，其中氣罐22為吸振質量塊。固定剛度組件26的一端(底端)與安裝架24固定連接，另一端(頂端)與車架30固定連接。變剛度組件28連接於安裝架24與車架吊耳31之間。安裝架24包括主板242和側板244，主板242與氣罐22正面(安裝時朝上的一面)222貼合，側板244與氣罐22側面224貼合。安裝架24與氣罐22固定連接。
[0029]請同時參照圖4，固定剛度組件26包括下安裝板262、固定剛度彈簧266和上安裝板264，上安裝板264通過螺栓等方式與駕駛室32的底板322固定連接，下安裝板262通過螺栓等方式與安裝架24的主板242固定連接。固定剛度彈簧266的二端分別焊接在上安裝板264、下安裝板262上。
[0030]請參照圖5至圖7，變剛度組件28包括左旋彈簧281、彈簧套282、彈簧內芯283、右旋彈簧284和卡位件285。彈簧套282套在彈簧內芯283上並通過螺栓等方式固定在安裝架24的側板244上。左旋彈簧281和右旋彈簧284分別套在彈簧內芯283的二端，左旋彈簧281和右旋彈簧284的另一端與車架30的一對吊耳31固定連接。
[0031]彈簧內芯283中部開有四個與卡位件285配合的卡位孔287 (其中有一個卡位孔287被彈簧套282擋住，圖中並未示出，設置四個卡位孔287是為了方便旋轉彈簧內芯283)，彈簧內芯283兩端的圓周表面開有不同旋向的螺紋槽(圖未示)。卡位孔287沿周線間隔90度分布的。彈簧套282中部沿周向開有180度的弧形槽286，三個卡位件285可穿過弧形槽286插入彈簧內芯283的卡位孔287，限制彈簧內芯283和彈簧套282之間的垂向位移。在本實施例中，卡位件285為卡位螺釘，而卡位孔287為與卡位螺釘配合的螺紋孔。
[0032]彈簧套282中部開有弧形槽286，操縱其中之一個卡位件285沿弧形槽286的旋轉可實現彈簧內芯283相對於彈簧套282的旋轉(操作過程中取出阻擋彈簧內芯283旋轉的卡位件285)，此時卡位件285不僅起到限位作用，而且相當於操縱手柄。如果彈簧內芯283的旋轉角度大於180度，則將取出的卡位件285插入新露出的卡位孔287，並操縱該卡位件285沿弧形槽286旋轉，如此反覆操作可以任意角度旋轉彈簧內芯283。旋轉彈簧內芯283，左旋彈簧281、右旋彈簧284可沿彈簧內芯283兩端圓周表面的螺紋槽旋入或旋出彈簧內芯283，從而改變左旋彈簧281、右旋彈簧284的工作長度。左旋彈簧281、右旋彈簧284的旋轉方向不一樣，當逆時針旋轉彈簧內芯283時，左旋彈簧281和右旋彈簧284以相反的方向旋出彈簧內芯283，從而增長左旋彈簧281和右旋彈簧284的工作長度；反之，當順時針旋轉彈簧內芯283時，左旋彈簧281和右旋彈簧284以相反的方向旋入彈簧內芯283，從而減少左旋彈簧281和右旋彈簧284的工作長度。因此，通過旋轉卡位件285即可實現組件的剛度可變，進而調整整個動力吸振器20系統的剛度，使動力吸振器20工作頻率與共振頻率儘量保持一致而得到較好的減振效果。左右旋的對稱設計可使得兩彈簧281、284的工作長度始終保持一致。
[0033]本實施例的動力吸振器20通過將安裝在車架30上的氣罐構件作為動力吸振質量塊，實現消除整車在特定車速下發生的車架模態共振現象。汽車起重機2在特定車速下，因車架30被激起若干階模態頻率引起異常抖振。為減小駕駛室32振動，改善平順性，根據試驗或仿真結果判斷共振頻率後，利用靠近車架30前部和駕駛室32的氣罐部件充當吸振質量塊，通過調節動力吸振器20的剛度使得其工作點頻率與共振頻率一致來消除模態共振。
[0034]本實用新型實施例中的固定剛度組件26、可變剛度組件28的安裝位置是根據車架30、氣罐22及駕駛室32之間的安裝空間來設置的，因為氣罐22與駕駛室32的底板322之間的間隙較小，而氣罐22的側面224安裝空間大，因此動力吸振器20的安裝方式為通過高度較低的固定剛度組件26與駕駛室32的底板連接，通過變剛度組件28與車架30的吊耳31連接。整個動力吸振器20通過可變剛度組件28實現工作點頻率的調節。
[0035]實驗數據顯示，採用本動力吸振器20後，目標減振頻率點5.5Hz的駕駛室32垂向振動加速度功率譜密度值降低了 61.2%，駕駛員反映振動明顯改善，基本不存在頭暈，胸悶的現象。
[0036]在本實施例中，採用氣罐22作為吸振質量塊，但是，在其它實施例中，吸振質量塊也可以是汽車或其它工程機械中可以承受一定程度抖動的其它部件。
[0037]另外，在本實施例中，車架30為主振部件，但是，在其它實施例中，主振部件也可以是汽車或其它工程機械中其它容易抖動的部件。
[0038]可以理解，根據作為吸振質量塊的零部件的形狀和安裝位置，可以調整安裝板242的形狀，固定剛度組件26、可變剛度組件28的數量及分布也可以根據實際情況作出調整。另外，如果安裝位置充裕的情況下，固定剛度組件26可以由可變剛度組件28代替。
[0039]可以理解，彈簧套282的弧形槽286並不限於180度，彈簧內芯283的卡位孔287及卡位件285的數量也不限於四個，弧形槽286的弧度和卡位孔287的數量可以根據需要設置，卡位孔287也不一定等距離間隔設置，只要弧形槽286的角度大於間隔最大的兩個相鄰卡位孔287之間的圓弧角度，能實現通過卡位件285旋轉彈簧內芯283即可。
[0040]本實用新型的動力吸振器20具有以下優點:
[0041 ] 1.利用汽車起重機2上的零部件作為動力吸振器20的吸振質量塊，在基本不增加整車裝備質量的基礎上實現減振效果，有利於增強汽車的動力性和經濟性，降低成本的同時節約了安裝空間。
[0042]2.結構簡單，沒有複雜的控制系統，無須消耗額外的能量，成本較低，實現方便，拆卸靈活，維修更換方便。
[0043]3.通過旋轉彈簧內芯283，調整左旋彈簧281、右旋彈簧284旋入彈簧內芯283的長度而控制左旋彈簧281、右旋彈簧284的工作長度，從而有效的調整動力吸振器20的剛度，使動力吸振器20能在目標減振頻點附近實現一定帶寬的微調，通過對動力吸振器20工作點的微調保持與目標減振頻率點一致，實現高效的減振效果。[0044]以上所述，僅是本實用新型的實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
【權利要求】
1.一種動力吸振器，適於消除或降低主振部件的振動，包括吸振質量塊，其特徵在於:所述動力吸振器還包括變剛度組件，所述變剛度組件包括左旋彈簧、右旋彈簧、彈簧內芯和彈簧套，所述彈簧套套在所述彈簧內芯上並相對所述吸振質量塊固定，所述彈簧內芯在所述彈簧套內可轉動；所述左旋彈簧和所述右旋彈簧分別套在所述彈簧內芯的二端，所述左旋彈簧和所述右旋彈簧的另一端適於與所述主振部件固定連接；所述彈簧內芯相對所述彈簧套轉動時，所述左旋彈簧和所述右旋彈簧同時旋入或旋出所述彈簧套。
2.如權利要求1所述的動力吸振器，其特徵在於:所述動力吸振器還包括卡位件；所述彈簧套具有弧形槽，所述弧形槽沿所述彈簧套圓周方向開設；所述彈簧內芯設有與所述卡位件配合的卡位孔；所述卡位件穿過所述弧形槽與所述卡位孔配合以限制所述彈簧內芯和所述彈簧套之間的垂向位移。
3.如權利要求2所述的動力吸振器，其特徵在於:所述卡位孔的數量為複數個，沿所述彈簧內芯圓周線間隔分布；所述弧形槽的角度大於間隔最大的兩個相鄰卡位孔之間的圓弧角度。
4.如權利要求1所述的動力吸振器，其特徵在於:所述彈簧內芯兩端的圓周表面開有不同旋向的分別與所述左旋彈簧、所述右旋彈簧配合的螺紋槽。
5.如權利要求1至4任一項所述的動力吸振器，其特徵在於:還包括固定剛度組件，所述固定剛度組件包括下安裝板、固定剛度彈簧和上安裝板，所述固定剛度彈簧的二端分別與所述下安裝板和所述上安裝板固定連接，所述下安裝板與所述吸振質量塊相對固定，所述上安裝板適於與所述主振部件固定連接。
6.如權利要求5所述的動力吸振器，其特徵在於:還包括安裝架，所述安裝架適於與所述主振部件固定連接，所述安裝架與所述吸振質量塊固定連接，所述下安裝板、所述彈簧套分別與所述安裝架固定連接。
7.一種汽車，包括車架，其特徵在於:還包括安裝在所述車架上的如權利要求1至4任一項所述的動力吸振器。
8.如權利要求7所述的汽車，其特徵在於:所述汽車還包括氣罐，所述吸振質量塊為所述氣罐；所述主振部件為所述車架。
9.如權利要求8所述的汽車，其特徵在於:所述動力吸振器還包括安裝架，所述安裝架與所述氣罐固定連接，所述安裝架包括主板和側板，所述主板與所述氣罐正面貼合，所述側板與所述氣罐側面貼合，所述彈簧套固定在所述側板上。
10.如權利要求9所述的汽車，其特徵在於:所述動力吸振器還包括固定剛度組件，所述固定剛度組件包括下安裝板、固定剛度彈簧和上安裝板，所述固定剛度彈簧的二端分別與所述下安裝板和所述上安裝板固定連接，所述下安裝板固定在所述主板上，所述上安裝板固定在所述汽車的駕駛室的底板上。
【文檔編號】F16F7/00GK203453359SQ201320298858
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年5月28日 優先權日:2013年5月28日
【發明者】胡蛟, 劉耀宗, 王猛, 陳仁伍 申請人:中聯重科股份有限公司