CN105697629B - 减震器上支撑总成、制造方法及应用 - Google Patents

Abstract

一种减震器上支撑总成，包括支架、衬套组件以及端盖。所述支架设有筒状部以及底壁，所述筒状部设有腔体，所述底壁设有与所述腔体连通的通孔。所述衬套组件包括弹性部、套筒部以及支座，所述减震器上支撑总成还包括至少部分收容在所述套筒部中的缓冲垫。所述缓冲垫的阻尼角大于所述弹性部的阻尼角。所述缓冲垫设有当所述弹性部变形时容纳所述弹性部的收容空间。如此设置，一方面可以使本发明的减震器上支撑总成获得低的动态特性和高阻尼特性，这样可以有效迅速的衰减振动和噪音向车身的传递；另一方面可以使得减震器上支撑总成获得较高的径向刚度，从而提供良好的整车操控性。本发明还涉及减震器上支撑总成的制造方法以及应用。

Description

减震器上支撑总成、制造方法及应用

技术领域

本发明涉及一种减震器上支撑总成、该减震器上支撑总成的制造方法及其应用，属于例如汽车减震的减震领域。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，对汽车乘坐舒适性和操控性的要求也越来越高，所以汽车减震零部件的设计和性能开发显得尤为重要。目前传统的减震器上支撑总成基本都采用橡胶上支撑或聚氨酯上支撑，但橡胶上支撑存在高频动态硬化，减震和降噪效果受到限制；聚氨酯上支撑成本高，径向刚度低，对整车操控性有一定的影响。一些高档车型采用聚氨酯上支撑可以有效衰减振动和噪音，但产品制造成本高，至少是橡胶上支撑的两倍以上，而且聚氨酯材料由于只能承受压缩载荷，不能承受剪切力，所以产品结构设计受到限制，产品径向刚度偏低，对整车操控性有一定的影响。采用橡胶的上支撑存在减震效果差的问题。

总之，目前的减震器上支撑总成存在如下不足：

（1）受到橡胶高频动态硬化和产品蠕变的影响，不能完全衰减路面的激励和噪音向车身的传递；

（2）为了解决整车乘坐舒适性和操控性的问题，减震器上支撑应需要保留足够的轴向刚度线性段、平滑的软拐点以及高阻尼特性，但目前减震器上支撑无法满足上述要求，即使部分性能满足要求，但产品耐久不能满足整车的要求，所以为了解决目前减震器上支撑的耐久问题，整车厂不得不损失产品轴向刚度的线性段以及阻尼特性，但这对整车的乘坐舒适性有明显影响；

（3）采用聚氨酯的减震器上支撑总成，可以获得比较好的减震和降噪性能，但径向刚度偏低，对整车的操控性有一定影响，而且成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼顾减震效果与操控性的减震器上支撑总成、该减震器上支撑总成的制造方法及其应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种减震器上支撑总成，包括支架、至少部分收容在所述支架中的衬套组件以及与所述支架相配合的端盖；所述支架设有筒状部以及位于所述筒状部底端的底壁，所述筒状部设有腔体，所述底壁设有与所述腔体连通的通孔；所述衬套组件包括弹性部、向上延伸超过所述弹性部的套筒部以及向下延伸穿过所述通孔的支座；所述减震器上支撑总成还包括至少部分收容在所述套筒部中的缓冲垫，所述缓冲垫的阻尼角大于所述弹性部的阻尼角，所述缓冲垫设有当所述弹性部变形时容纳所述弹性部的收容空间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述缓冲垫由聚氨酯材料制成，所述弹性部由橡胶材料制成，所述缓冲垫与所述套筒部过盈配合在一起，所述套筒部与所述筒状部过盈配合在一起。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述缓冲垫包括支撑部以及位于所述支撑部的上端的盖体部，其中所述盖体部相较于所述支撑部径向扩大，以在所述盖体部的下方、所述支撑部的***形成所述收容空间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述盖体部设有第一圆台面以及第一顶面；所述端盖设有内表面，所述内表面包括抵压所述第一圆台面的第二圆台面以及与所述第一顶面之间设有第一间隔的第二顶面。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一圆台面能够在受力时沿着所述第二圆台面向上滑动以填充所述第一间隔。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述盖体部与所述套筒部过盈配合在一起，所述支撑部与所述套筒部被所述收容空间隔开，所述盖体部向上延伸凸出所述套筒部。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述套筒部由尼龙制成，所述套筒部位于所述弹性部的***且与所述弹性部成型在一起；所述衬套组件还包括位于所述弹性部的内侧且与所述弹性部成型在一起的尼龙块，所述支座至少部分嵌入成型在所述尼龙块中。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述弹性部设有至少包覆所述尼龙块的底部的覆盖部，所述覆盖部在竖直方向上与所述底壁之间设有第二间隔。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述减震器上支撑总成还包括收容在所述支座中的轴承，所述轴承包括与所述支座固定在一起的定子以及相对于所述定子能够在水平面内旋转的转子。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述支架是由金属材料制成，所述端盖至少部分收容在所述筒状部中且与所述筒状部通过螺纹进行装配，所述支架包括自所述筒状部的顶端向外延伸的安装部以及固定在所述安装部上的若干螺栓。

为实现上述目的，本发明还涉及一种前述减震器上支撑总成的制造方法，其包括如下步骤：

S1，提供轴承，并将所述轴承安装到衬套组件的支座上；

S2，将步骤S1完成的产品装配到所述支架中；

S3，将缓冲垫组装到步骤S2完成的产品上；

S4，将端盖安装到步骤S3完成的产品上；

S5，提供螺栓，并将所述螺栓组装到步骤S4完成的产品上，最终得到所述减震器上支撑总成。

为实现上述目的，本发明还涉及一种前述减震器上支撑总成在汽车前减震器上的应用，其中当路面的激励传递到所述减震器上时，所述衬套组件的所述弹性部会被向上挤压，形成剪切状态的所述弹性部容纳在所述收容空间中；与此同时，所述缓冲垫在所述弹性部的挤压带动下也发生变形，并与所述弹性部形成一个面贴合。

相较于现有技术，本发明通过使缓冲垫的阻尼角大于所述弹性部的阻尼角，所述缓冲垫设有当所述弹性部变形时容纳所述弹性部的收容空间，一方面可以使本发明的减震器上支撑总成获得低的动态特性和高阻尼特性，这样可以有效迅速的衰减振动和噪音向车身的传递；另一方面可以使得减震器上支撑总成获得较高的径向刚度，从而提供良好的整车操控性。

附图说明

图1是本发明减震器上支撑总成的立体示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是沿图2中A-A的剖面示意图。

图4是图3中缓冲垫的主视图。

图5是图4中缓冲垫的剖示图。

图6是图3中支架的剖面示意图。

图7是图3中衬套组件的剖面示意图。

图8是将图5中的缓冲垫装入图7中的衬套组件后的剖面示意图。

图9是本发明减震器上支撑总成的轴向刚度曲线图。

图10是本发明减震器上支撑总成的阻尼角扫频曲线与现有技术的比对示意图。

图11是本发明减震器上支撑总成的制造方法的流程示意图。

具体实施方式

请参图1至图3所示，本发明揭示了一种减震器上支撑总成100，其包括支架1、至少部分收容在所述支架1中的衬套组件2、至少部分收容在所述衬套组件2中的缓冲垫3以及与所述支架1相配合的端盖4。本发明的减震器上支撑总成100能够被应用于汽车前减震器上，以同时满足良好的整车操控性以及减震、降噪性能。

所述支架1在本发明图示的实施方式中是由金属材料制成，例如铝。所述支架1包括筒状部11、位于所述筒状部11底端的底壁12、自所述筒状部11的顶端向外径向延伸的安装部13以及固定在所述安装部13上的若干螺栓14。其中，所述筒状部11设有腔体111，所述底壁12设有与所述腔体111连通的通孔121。在本发明图示的实施方式中，所述螺栓14是以过盈配合的方式固定在所述安装部13上。

请参图7所示，所述衬套组件2包括弹性部21、向上延伸超过所述弹性部21的套筒部22、位于所述弹性部21的内侧且与所述弹性部21通过诸如硫化等方式成型在一起的尼龙块23、以及向下延伸穿过所述通孔121的支座24。在本发明图示的实施方式中，所述弹性部21由橡胶材料制成，使得所述弹性部21能够在受力时发生变形。在本发明图示的实施方式中，所述套筒部22由尼龙制成，以确保足够的刚性。所述套筒部22位于所述弹性部21的***且与所述弹性部21通过诸如硫化等方式成型在一起。在本发明图示的实施方式中，所述支座24是由金属材料制成，并至少部分嵌入成型在所述尼龙块23中。如此设置，使得所述衬套组件2整体上是一个零件，以便于装配。当然，在其他实施方式中，也可以对支座24的表面进行喷砂处理，以提高尼龙与金属之间的表面结合强度，使其能够承受更大的载荷。请参图7所示，所述弹性部21设有至少包覆所述尼龙块23的底部的覆盖部211，所述覆盖部211在竖直方向上与所述底壁12之间设有第二间隔25，以在受到自上而下的轴向力时有一个空行程的缓冲作用。通过对尼龙块23的尺寸和形状改变，可以有效的调整本发明减震器上支撑总成100的轴向刚度、径向刚度和偏摆刚度。

请参图3至图5所示，所述缓冲垫3的阻尼角大于所述弹性部21的阻尼角，以获得较高的径向刚度和较低的轴向刚度，兼备整车操控性和乘坐舒适性。在本发明图示的实施方式中，所述缓冲垫3由聚氨酯材料制成。所述缓冲垫3大致呈伞型，其包括支撑部31以及位于所述支撑部31的上端的盖体部32，其中所述盖体部32相较于所述支撑部31径向扩大，以在所述盖体部32的下方、所述支撑部31的***形成收容空间33。当本发明的减震器上支撑总成100受到较大的、自下而上的轴向力时，所述弹性部21会发生变形并容纳在所述收容空间33中。所述盖体部32设有第一圆台面321以及第一顶面322。组装时，所述盖体部32与所述套筒部22过盈配合在一起，所述支撑部31与所述套筒部22被所述收容空间33隔开，所述盖体部32向上延伸凸出所述套筒部22。所述套筒部22与所述筒状部11过盈配合在一起。

所述端盖4在本发明图示的实施方式中是由金属材料制成，所述端盖4至少部分收容在所述筒状部11中且与所述筒状部11通过螺纹进行装配。所述端盖4设有内表面41，所述内表面41包括抵压所述第一圆台面321的第二圆台面411以及与所述第一顶面322之间设有第一间隔42的第二顶面412。所述第一圆台面321能够在受力时沿着所述第二圆台面411向上滑动以填充所述第一间隔42。

请参图3所示，所述减震器上支撑总成100还包括收容在所述支座24中的轴承5。所述轴承5包括与所述支座24固定在一起的定子51以及相对于所述定子51能够在水平面内旋转的转子52。所述支座24能够把整车路面的激励传递给衬套组件2。

请参图11所示，本发明还涉及前述减震器上支撑总成100的制造方法，其包括如下步骤：

S1，将衬套组件2的下端安装轴承5；

S2，将步骤S1完成的产品装配到支架1中；

S3，将缓冲垫3组装到步骤S2完成的产品上；

S4，将端盖4安装到步骤S3完成的产品；

S5，将螺栓14组装到步骤S4完成的产品上，得到本发明的减震器上支撑总成100。

本发明还涉及前述减震器上支撑总成100在汽车前减震器上的应用。当路面的激励传递到所述汽车前减震器上时，所述衬套组件2的弹性部21会被向上挤压，形成剪切状态的弹性部21能够容纳在收容空间33中。与此同时，所述缓冲垫3在弹性部21的挤压带动下也会发生变形，并与所述弹性部21形成一个面贴合。所述第一圆台面321能够在受力时沿着所述第二圆台面411向上滑动以填充所述第一间隔42。如此设置，橡胶处于剪切状态可以提供较低的动态特性，衰减路面的振动向车身的传递，同时保证橡胶的耐久特性。与聚氨酯的缓冲垫3面贴合也可以提高聚氨酯的耐久特性。聚氨酯和橡胶复合使用后，可以获得低的动态特性和高阻尼特性，这样可以有效迅速的衰减振动和噪音向车身的传递。

本发明将衬套组件2与缓冲垫3进行组合设计，利用橡胶的粘弹特性以及聚氨酯低的冲击刚度特性和高阻尼特性，开发出了一款全新的减震器上支撑总成100。请参图9所示，直线D代表12 mm的位置，区域C代表软拐点的位置，区间B代表刚度线性段。请参图10所示，曲线L1与L2代表本发明的减震器上支撑总成100的两种测试曲线，曲线L3为现有的减震器上支撑总成的测试结果，从图中可以看出本发明减震器上支撑总成100的阻尼特征明显优于现有技术的阻尼特征。从图9中可以得出，12 mm之后才有平滑的软拐点C出现，然后轴向刚度缓慢上升，产品阻尼角（如图10所示）可以达到13度以上，这种特性可以明显提高整车的乘坐舒适性，12 mm的刚度线性段和13度的阻尼角可以有效衰减正常路面的激励，12 mm后出现平滑的软拐点并且刚度上升，可以有效衰减整车在极限工况下的变形和冲击载荷，降低整车的振动，提高乘坐舒适特性。

总之，与目前传统的减震器上支撑总成相比，采用本发明的减震器上支撑总成100，保留了12 mm的刚度线性段，并且把产品阻尼提高到13度。另外，缓冲垫3的伞型设计使用，调整了轴向刚度软拐点C的位置，这种设计可以有效的衰减路面的激励向车身的传递，提高了整车的乘坐舒适性。同时，保证了产品的径向刚度和偏摆刚度，整车的操控性也有明显改善。该设计满足了汽车舒适性、操控性的要求，同时保证了产品的耐久性能。本发明的减震器上支撑总成100利用聚氨酯低的冲击刚度以及橡胶的粘弹性，获得优异的减震、降噪性能。本发明减震器上支撑总成100的轴向刚度低，有大的刚度线性度，可以提供优异的整车乘坐舒适性；本发明减震器上支撑总成100能够获得较高的径向刚度，可以提供良好的整车操控性；本发明减震器上支撑总成100的高阻尼特性可以有效衰减路面的振动向车身的传递。

另外，以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种减震器上支撑总成，包括支架、至少部分收容在所述支架中的衬套组件以及与所述支架相配合的端盖；所述支架设有筒状部以及位于所述筒状部底端的底壁，所述筒状部设有腔体，所述底壁设有与所述腔体连通的通孔；其特征在于：所述衬套组件包括弹性部、向上延伸超过所述弹性部的套筒部以及向下延伸穿过所述通孔的支座；所述减震器上支撑总成还包括至少部分收容在所述套筒部中的缓冲垫，所述缓冲垫的阻尼角大于所述弹性部的阻尼角，所述缓冲垫设有当所述弹性部变形时容纳所述弹性部的收容空间。

2.如权利要求1所述的减震器上支撑总成，其特征在于：所述缓冲垫由聚氨酯材料制成，所述弹性部由橡胶材料制成，所述缓冲垫与所述套筒部过盈配合在一起，所述套筒部与所述筒状部过盈配合在一起。

3.如权利要求1所述的减震器上支撑总成，其特征在于：所述缓冲垫包括支撑部以及位于所述支撑部的上端的盖体部，其中所述盖体部相较于所述支撑部径向扩大，以在所述盖体部的下方、所述支撑部的***形成所述收容空间。

4.如权利要求3所述的减震器上支撑总成，其特征在于：所述盖体部设有第一圆台面以及第一顶面；所述端盖设有内表面，所述内表面包括抵压所述第一圆台面的第二圆台面以及与所述第一顶面之间设有第一间隔的第二顶面。

5.如权利要求4所述的减震器上支撑总成，其特征在于：所述第一圆台面能够在受力时沿着所述第二圆台面向上滑动以填充所述第一间隔。

6.如权利要求3所述的减震器上支撑总成，其特征在于：所述盖体部与所述套筒部过盈配合在一起，所述支撑部与所述套筒部被所述收容空间隔开，所述盖体部向上延伸凸出所述套筒部。

7.如权利要求1所述的减震器上支撑总成，其特征在于：所述套筒部由尼龙制成，所述套筒部位于所述弹性部的***且与所述弹性部成型在一起；所述衬套组件还包括位于所述弹性部的内侧且与所述弹性部成型在一起的尼龙块，所述支座至少部分嵌入成型在所述尼龙块中。

8.如权利要求7所述的减震器上支撑总成，其特征在于：所述弹性部设有至少包覆所述尼龙块的底部的覆盖部，所述覆盖部在竖直方向上与所述底壁之间设有第二间隔。

9.如权利要求1至8项中任意一项所述的减震器上支撑总成，其特征在于：所述减震器上支撑总成还包括收容在所述支座中的轴承，所述轴承包括与所述支座固定在一起的定子以及相对于所述定子能够在水平面内旋转的转子。

10.如权利要求9所述的减震器上支撑总成，其特征在于：所述支架是由金属材料制成，所述端盖至少部分收容在所述筒状部中且与所述筒状部通过螺纹进行装配，所述支架包括自所述筒状部的顶端向外延伸的安装部以及固定在所述安装部上的若干螺栓。

11.一种如权利要求1至8项中任意一项所述的减震器上支撑总成的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：

S1，提供轴承，并将所述轴承安装到衬套组件的支座上；

S2，将步骤S1完成的产品装配到所述支架中；

S3，将缓冲垫组装到步骤S2完成的产品上；

S4，将端盖安装到步骤S3完成的产品上；

S5，提供螺栓，并将所述螺栓组装到步骤S4完成的产品上，其中，所述螺栓组装到所述支架上以最终得到所述减震器上支撑总成。

12.一种如权利要求1至8项中任意一项所述的减震器上支撑总成在汽车前减震器上的应用，其特征在于：当路面的激励传递到所述汽车前减震器上时，所述衬套组件的所述弹性部会被向上挤压，形成剪切状态的所述弹性部容纳在所述收容空间中；与此同时，所述缓冲垫在所述弹性部的挤压带动下也发生变形，并与所述弹性部形成一个面贴合。