CN115899137A - 车辆支柱绝缘体 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种车辆支柱绝缘体，其包括具有不同硬度特性的第一衬套(100)和第二衬套(200)。具有相对较高硬度的第一衬套(100)设置在影响操纵性能的车辆的左右方向上，并且具有相对较低硬度的第二衬套(200)设置在影响乘坐舒适性的车辆的前后方向上。因此，车辆支柱绝缘体可以同时满足操纵性能、乘坐舒适性和道路噪声性能的要求。

Description

车辆支柱绝缘体
技术领域
本公开涉及一种车辆支柱绝缘体(vehicle strut insulator)，并且更具体地，涉及一种能够同时满足操纵性能、乘坐舒适性和道路噪声(NVH；噪声、振动和粗糙度)性能的要求的车辆支柱绝缘体。
背景技术
通常，车辆的悬架是将车轴连接到车身并且防止在车辆行驶时振动或冲击直接从路面传递到车身，从而防止对车身或货物造成损坏并且提供更好的乘坐舒适性的装置。
对于前轮麦弗逊支柱(MacPherson strut)悬架，支柱绝缘体安装在支柱顶部和车身之间。
这种支柱绝缘体用于隔离在通过车轮和轮胎传递的载荷之中的、在正常行驶时通过支柱(阻尼器)传递的小载荷和在转弯和冲击时从弹簧传递的大载荷。
传统的支柱绝缘体的缺点在于，由于负责隔振和减震的绝缘体由具有特定硬度的单一橡胶制成，因此不能同时满足车辆的操纵性能、乘坐舒适性和道路噪声性能。
换句话说，橡胶的硬度越高，操纵性能越好，但乘坐舒适性和道路噪声性能越差。另一方面，橡胶的硬度越低，乘坐舒适性和道路噪声性能越好，但操纵性能越差。因此，由具有特定硬度的单一橡胶制成的传统的支柱绝缘体的缺点在于，不能同时满足如上所述的操纵性能、乘坐舒适性和道路噪声性能的要求。
前述仅旨在帮助理解本公开的背景，并不是指本公开落入本领域技术人员已知的相关技术的范围。
发明内容
本公开提供一种改进的车辆支柱绝缘体，该车辆支柱绝缘体包括两个衬套，两个衬套具有不同的硬度并且朝向不同的方向，以同时满足操纵性能、乘坐舒适性和道路噪声性能的要求。
在本公开的一个实施例中，一种车辆支柱绝缘体包括：具有不同硬度的第一衬套和第二衬套、联接到第一衬套和第二衬套的嵌入板以及穿过第一衬套和第二衬套的中心联接到第一衬套和第二衬套的上杯和下杯。
第一衬套可以由与第二衬套相比具有相对较高硬度的硬橡胶制成，而第二衬套可以由与第一衬套相比具有相对较低硬度的软橡胶制成。
第一衬套可以由具有低动态特性的橡胶制成以实现预期的隔振，而第二衬套可以由具有高阻尼力的橡胶制成以实现预期的减震。
具有低动态特性的第一衬套的总面积可以大于具有高阻尼特性的第二衬套的总面积。
第一衬套可以设置在影响操纵性能的车辆的左右方向上，而第二衬套可以设置在影响乘坐舒适性的车辆的前后方向上。
第一衬套可以具有与相应的上杯和下杯间隔开的上部和下部，以减弱通过支柱传递的小载荷。
第二衬套可以具有形成在相应的上部和下部中的凹槽，并且第二衬套的上部和下部可以分别通过凹槽与上杯和下杯接触，以减弱通过螺旋弹簧传递的大载荷。
第一衬套和第二衬套的边界可以形成为锥形并且彼此间隔开，以防止轴向载荷引起的变形时的干扰。
第一衬套的中心部可以形成为与上杯和下杯重叠，从而防止在施加载荷时第一衬套相对于上杯和下杯滑动。
第二衬套的中心部可以形成为与上杯和下杯重叠，从而防止在施加载荷时第二衬套相对于上杯和下杯滑动。
附图说明
结合附图并且根据下列详细描述，应更清楚地理解本公开的以上和其他目的、特征以及其它优点，其中：
图1是示出根据本公开的实施例的车辆支柱绝缘体的立体图；
图2是图1的分解图；
图3是从图1中移除上杯和下杯的示图；
图4是沿着图3的M1方向截取的横截面图；
图5是沿着图3的M2方向截取的横截面图。
本文描述的附图仅出于说明的目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
仅对说明书或申请中公开的具体结构和功能描述进行说明以描述本公开的实施例。本公开可以以不同的形式实施并且不应被解释为限于本文中阐述的实施例。
本公开可以进行各种修改并且可以具有各种形式，并且具体实施例在附图中示出并在本文中进行详细描述。然而，这并不旨在将本公开限制为特定的实施例。应当理解，本公开包括落入本公开的精神和技术范围内的所有修改、等同或替换。
在本文中可以使用诸如“第一”和/或“第二”的术语来描述本公开的各种元件，但是这些元件不应被解释为受这些术语限制。换言之，这些术语仅用于将本公开的一个元件与其他元件区分开。例如，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以将第一元件称为第二元件，并且类似地，可以将第二元件称为第一元件。
应当理解的是，当将元件“联接”或“连接”到另一元件时，该元件可以直接联接或连接到另一元件，或者也可以存在中间元件。另一方面，应当理解，当将元件“直接联接”或“直接连接”到另一个元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他表达方式，例如“在……之间”和“直接在……之间”或者“相邻”和“直接相邻”，也可以类似地解释。
在本文中使用的术语仅用于描述具体的实施例并且无意于限制本公开。在本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”意为也包括复数形式，除非上下文另有清楚地指示。进一步应理解的是，在本说明书中使用时，术语“包含/包括”和/或“包含有/包括有”具体说明所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。
当本公开的组件、装置、元件等被描述为具有目的或执行操作、功能等时，组件、装置、元件应当在本文中被认为被“配置以”实现该目的或执行该操作或功能。
除非另外定义，否则本文中使用的所有术语，包括技术和科学术语，具有与本领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。进一步应理解的是，诸如在通用词典中定义的术语之类的术语，应被解释为具有与它们在相关技术的背景和本公开中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过于正式的感觉，除非本文中明确地这样定义。
根据本公开的示例性实施例的控制单元(控制器)可以通过处理器(未示出)或非易失性存储器(未示出)来实施，该处理器被配置为使用算法执行下述操作，该算法被配置为控制车辆的各种组件的操作，该非易失性存储器被配置为存储与再现算法的软件指令相关的数据和存储在该非易失性存储器中的数据。这里，非易失性存储器和处理器可以被实施为不同的芯片。可选地，非易失性存储器和处理器可以彼此集成并且被实施为单个芯片。处理器可以采取一个或多个处理器的形式。
在下文中，参照附图描述根据本公开的示例性实施例的车辆支柱绝缘体。
如图1至图5所示，根据本公开的实施例的车辆支柱绝缘体包括具有不同硬度特性的第一衬套100和第二衬套200、联接到第一衬套100和第二衬套200的嵌入板(insertplate)300、穿过第一衬套100和第二衬套200的中心联接的上杯400和下杯500以及多个螺栓600。
第一衬套100和第二衬套200均由具有隔振和减震功能的橡胶材料制成。
嵌入板300由钢材料制成并且以硫化形式联接到第一衬套100和第二衬套200。嵌入板300用于加强由橡胶材料制成的第一衬套100和第二衬套200。
在嵌入板300联接到第一衬套100和第二衬套200的状态下，上杯400通过从上方穿过第一衬套100和第二衬套200的中心而压入配合到第一衬套100和第二衬套200中，并且下杯500通过从下方穿过第一衬套100和第二衬套200的中心而压入配合到第一衬套100和第二衬套200中。上杯400和下杯500通过凸焊彼此联接。
然后，将螺栓600压入配合到嵌入板300中。
在本公开中，第一衬套100由与第二衬套200相比具有相对较高硬度的硬橡胶制成，而第二衬套200由与第一衬套100相比具有相对较低硬度的软橡胶制成。
另外，第一衬套100由具有低动态特性的橡胶制成以实现预期的隔振，而第二衬套200由具有高阻尼力的橡胶制成以实现预期(desirable)的减震。
在一个实施例中，当支柱绝缘体安装到车辆上时，与第二衬套200相比具有相对较高硬度的第一衬套100设置在影响操纵性能的车辆的左右方向上(在图3中箭头M1的方向上)。与第一衬套100相比具有相对较低硬度的第二衬套200设置在影响乘坐舒适性的车辆的前后方向上(在图3中箭头M2的方向上)。
在图3中，箭头M1的方向是影响车辆的操纵性能的左右方向(横向)，箭头M2的方向是影响车辆的乘坐舒适性的前后方向，并且箭头M3的方向是影响车辆的道路噪声(NVH)和乘坐舒适性的上下方向。
为了使车辆在车辆转弯时响应于驾驶员对方向盘的操作而快速转向，增加衬套的横向静态特性。为此，在本公开的实施例中，具有相对较高硬度的第一衬套100设置在影响操纵性能的车辆的左右方向上。
为了减小车辆通过颠簸等路段时施加到车辆的冲击，减小衬套的前后方向静态特性。此外，在前后方向上应用了高阻尼衬套，以消减冲击发生后的余震(after shock)。为此，在本公开的实施例中，具有相对较低硬度的第二衬套200设置在影响乘坐舒适性的车辆的前后方向上。
此外，为了抑制车辆转弯或变更车道引起的侧倾(roll)行为，增加衬套的上下方向静态特性。此外，为了最大限度地隔离从路面传递到车身的振动，应用了低动态倍率衬套，从而提高了在上下方向上的乘坐舒适性和NVH性能。
在橡胶绝缘体领域，这被定义为动态倍率＝动态特性/静态特性。
“静态特性”是指静态(在频率为0Hz)时的特性，而“动态特性”是指频率激发时的特性。因此，动态倍率越低，NVH越好，并且静态特性和动态特性成比例关系。
通常，橡胶的静态特性和动态特性具有比例关系。这种具有低比例倍率的衬套被称为“低动态倍率衬套”。
当橡胶承载载荷时，橡胶在相对于输入载荷发生位移的同时消散载荷。由橡胶制成的具有如此大的载荷消散率的衬套被称为“高阻尼衬套”。
关于静态特性，在左右方向上应具有高静态特性并且在前后方向上应具有低静态特性。为此，作为具有相对较高硬度的低动态倍率衬套的第一衬套100设置在影响操纵性能的车辆的左右方向上，并且作为具有相对较低硬度的高阻尼衬套的第二衬套200设置在影响乘坐舒适性的车辆的前后方向上。
根据本公开的一个实施例，具有低动态特性的第一衬套100的总面积大于具有高阻尼特性的第二衬套200的总面积。由此，能够确保支柱绝缘体的整体强度和刚度。
本公开提供一种结构，在该结构中第一衬套100具有与相应的上杯400和下杯500间隔开的上部和下部，以减弱通过支柱传递的小载荷(阻尼器载荷)。
图4中的附图标记C1表示第一衬套100与上杯400和下杯500之间的间隙。第一衬套100的上部和下部分别联接到上杯400和下杯500，并且通过间隙C1彼此间隔开。
本公开提供一种结构，如图3和图5所示，在该结构中第二衬套200具有形成在第二衬套200的上部和下部中的凹槽(groove)210，并且第二衬套200的上部和下部分别通过凹槽210与上杯400和下杯500接触，以减弱通过螺旋弹簧传递的大载荷。
支柱和螺旋弹簧与本公开的支柱绝缘体一起形成前轮麦弗逊支柱悬架的组件。
如图1和图3所示，第一衬套100和第二衬套200的边界700形成为锥形并且彼此间隔开以防止轴向载荷引起的变形时的干扰。
如图4中所示，第一衬套100的中心部110形成为与上杯400和下杯500重叠，从而防止在施加载荷时第一衬套100相对于上杯400和下杯500滑动。由此，可以防止噪声传播。
图4中的附图标记T1表示第一衬套100的中心部110与上杯400和下杯500重叠的厚度。上述重叠指的是在上杯400和下杯500压入配合到第一衬套100时，第一衬套100的中心部110的厚度减小的同时被压靠在上杯400和下杯500上的状态。
如图5中所示，第二衬套200的中心部200也形成为与上杯400和下杯500重叠，从而防止在施加载荷时第二衬套200相对于上杯400和下杯500滑动。由此，可以防止噪声传播。
图5中的附图标记T2表示第二衬套200的中心部220与上杯400和下杯500重叠的厚度。
如上所述，根据本公开的车辆支柱绝缘体包括具有不同硬度特性的第一衬套100和第二衬套200。具体地，具有相对较高硬度的第一衬套100设置在影响操纵性能的车辆的左右方向上，并且具有相对较低硬度的第二衬套200设置在影响乘坐舒适性的车辆的前后方向上。通过这种构造，车辆支柱绝缘体可以同时满足操纵性能、乘坐舒适性和道路噪声性能的要求。
另外，根据本公开的车辆支撑绝缘体被构造为使得具有低动态特性和相对较高硬度的第一衬套100的总面积大于具有高阻尼特性和相对较低硬度的第二衬套200的总面积。由此，能够确保支柱绝缘体的整体强度和刚度。
此外，根据本公开的车辆支柱绝缘体被构造为使得第一衬套100和第二衬套200的边界700形成为锥形并且彼此间隔开以防止第一衬套100和第二衬套200在轴向载荷引起的变形时的相互干扰。因此，可以有助于绝缘体的性能。
此外，根据本公开的车辆支柱绝缘体被构造为使得第一衬套100的中心部110和第二衬套200的中心部220形成为与上杯400和下杯500重叠。通过这种构造，可以防止在施加载荷时第一衬套100和第二衬套200滑动，从而防止噪声传播并提高耐久性。
如从以上描述显而易见的，根据本公开的车辆支柱绝缘体包括具有不同硬度特性的第一衬套和第二衬套。具有相对较高硬度的第一衬套设置在影响操纵性能的车辆的左右方向上，并且具有相对较低硬度的第二衬套设置在影响乘坐舒适性的车辆的前后方向上。通过这种构造，车辆支柱绝缘体可以同时满足操纵性能和乘坐舒适性以及道路噪声性能的要求。
另外，根据本公开的车辆支撑绝缘体被构造为使得具有低动态特性和相对较高硬度的第一衬套的总面积大于具有高阻尼特性和相对较低硬度的第二衬套的总面积。由此，能够确保支柱绝缘体的整体强度和刚度。
此外，根据本公开的车辆支柱绝缘体被构造为使得第一衬套和第二衬套的边界形成为锥形并且彼此间隔开以防止第一衬套和第二衬套在轴向载荷引起的变形时的相互干扰。因此，可以有助于绝缘体的性能。
此外，根据本公开的车辆支柱绝缘体被构造为使得第一衬套的中心部和第二衬套的中心部形成为与上杯和下杯重叠。通过这种构造，可以防止在施加载荷时第一衬套和第二衬套滑动，从而防止噪声传播并提高耐久性。
尽管出于说明的目的已经公开了本公开的特定实施例，但是本领域普通技术人员应当领会的是，在不脱离本公开的范围和思想的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (10)

1.一种车辆支柱绝缘体，包括：
第一衬套和第二衬套，具有不同的硬度；
嵌入板，联接到所述第一衬套和所述第二衬套；以及
上杯和下杯，穿过所述第一衬套和所述第二衬套的中心联接到所述第一衬套和所述第二衬套。
2.根据权利要求1所述的车辆支柱绝缘体，其中，
所述第一衬套由硬度高于所述第二衬套的硬度的硬橡胶制成。
3.根据权利要求2所述的车辆支柱绝缘体，其中，
所述第一衬套由具有低动态特性的橡胶制成以实现预期的隔振；并且
所述第二衬套由具有高阻尼力的橡胶制成以实现预期的减震。
4.根据权利要求3所述的车辆支柱绝缘体，其中，
所述第一衬套的总面积大于所述第二衬套的总面积。
5.根据权利要求2所述的车辆支柱绝缘体，其中，
所述第一衬套设置在影响操纵性能的车辆的左右方向上；并且
所述第二衬套设置在影响乘坐舒适性的所述车辆的前后方向上。
6.根据权利要求2所述的车辆支柱绝缘体，其中所述第一衬套具有与相应的上杯和下杯间隔开的上部和下部，以减弱通过支柱传递的小载荷。
7.根据权利要求2所述的车辆支柱绝缘体，其中，
所述第二衬套具有形成在所述第二衬套的上部和下部的凹槽；并且
所述第二衬套的上部和下部分别通过所述凹槽与所述上杯和所述下杯接触，以减弱通过螺旋弹簧传递的大载荷。
8.根据权利要求2所述的车辆支柱绝缘体，其中，
所述第一衬套和所述第二衬套的边界形成为锥形并且彼此间隔开，以防止轴向载荷引起的变形时的干扰。
9.根据权利要求2所述的车辆支柱绝缘体，其中，
所述第一衬套的中心部形成为与所述上杯和所述下杯重叠，从而防止在施加载荷时所述第一衬套相对于所述上杯和所述下杯滑动。
10.根据权利要求2所述的车辆支柱绝缘体，其中，
所述第二衬套的中心部形成为与所述上杯和所述下杯重叠，从而防止在施加载荷时所述第二衬套相对于所述上杯和所述下杯滑动。
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