一种整体式悬置骨架侧向压装液压悬置装置及车辆的制作方法

1.本技术涉及悬置结构技术领域，特别涉及一种整体式悬置骨架侧向压装液压悬置装置及车辆。


背景技术：

2.现如今，新能源汽车的兴起，日益受到消费者的喜爱，各大车企陆续推出大功率、高续航纯电动车型上市。燃油车受到极大挑战，对整车各个零件重量要求降低的同时提升产品的可装配性，各大车企针对整车各零部件系统，制定严苛挑战重量目标。而动力悬置系统作为动力总成承载主要的产品，可以将发动机传递到支承系统(例如车身)的振动降低到最小，从而降低汽车动力总成的振动噪声、提高汽车的乘坐舒适性(行驶平顺性)以及汽车动力总成等的使用寿命。
3.现有的动力悬置系统主要有橡胶悬置、空气弹簧悬置、液压悬置、半主动和主动悬置等几种形式。针对于目前应用较为广泛的液压悬置，橡胶主簧与金属骨架通常采用上下压装的方式，骨架中无封闭式的主簧安装结构，依靠两个悬置骨架构成液室(两个骨架是通过铆接或卡接紧固)，液室密封性较差，当发生骨架断裂等异常时，悬置系统会出现液室漏液现象，降低了悬置系统的强度和模态。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种整体式悬置骨架侧向压装液压悬置装置，以解决现有技术中液压悬置系统采用上下压装方式导致液室密封性较差，当发生骨架断裂等异常时，悬置系统会出现液室漏液现象，降低了悬置系统的强度和模态的问题。
5.相应的，本技术还提供了一种含有整体式悬置骨架侧向压装液压悬置装置的车辆。
6.为了解决上述问题，本技术公开了一种整体式悬置骨架侧向压装液压悬置装置，包括：悬置骨架，所述悬置骨架为整体式结构，所述悬置骨架具有侧向方向敞开的腔体；橡胶主簧组件，所述橡胶主簧组件包括主簧内芯、橡胶主簧和主簧底座，所述主簧内芯和所述橡胶主簧通过硫化工艺结合一体，其中，所述橡胶主簧组件通过所述主簧底座侧向压装于所述悬置骨架的腔体中；托臂，所述托臂嵌入所述橡胶主簧组件中。
7.进一步地，所述腔体的两个侧壁分别设有定位凸起，所述主簧底座的侧壁设有与所述定位凸起配合的定位凹槽，所述定位凸起嵌入所述定位凹槽中。
8.进一步地，所述主簧底座的侧面还设有导向凸起，所述导向凸起与水平面的夹角为1
°
。
9.进一步地，所述腔体的两个侧壁分别设有支撑凸台。
10.进一步地，所述腔体的两个侧壁分别设有铆接凸起。
11.进一步地，所述主簧底座的底部卡接有卡扣，所述卡扣包括若干个卡勾、第一凹槽定位柱和第二凹槽定位柱，所述第一凹槽定位柱和所述第二凹槽定位柱位于相邻的两个所
述卡勾之间，所述第一凹槽定位柱和所述第二卡扣凹槽定位柱之间形成定位凹槽，若干个所述卡扣、所述第一凹槽定位柱和所述第二凹槽定位柱一体成型。
12.进一步地，所述橡胶主簧组件还包括流道组件，所述流道组件位于所述悬置骨架和所述橡胶主簧组件围城的容纳空间内。
13.进一步地，所述流道组件包括流道上板和流道下板，所述流道上板和所述流道下板定位后进行焊接，所述流道上板和所述流道下板的定位方式为楔形定位、圆孔定位和销轴定位中的一种或几种。
14.进一步地，所述悬置骨架的左上角嵌设有金属嵌套，所述金属嵌套为变径结构和/或齿牙结构，所述金属嵌套与所述悬置骨架过盈配合。
15.本技术还提供了一种车辆，该车辆设置有所述的整体式悬置骨架侧向压装液压悬置装置，所述悬置骨架的安装于车辆的车架或车辆的动力总成上。
16.与现有技术相比，本技术的整体式悬置骨架侧向压装液压悬置装置，包括以下优点：
17.(1)本技术将悬置骨架与橡胶主簧组件侧向压装，保证了悬置骨架的整体性以及液室的整体性。该整体式悬置骨架侧向压装液压悬置装置受力时，不会因悬置骨架断裂等异常出现液室漏液现象，使液压悬置系统的强度与模态更高。此外，整体式悬置骨架的结构，便于更改液压悬置弹性中心点的位置，针对液压悬置不同的布置位置，只修改悬置骨架部分即可，整体改动量减小，满足整车的弹性中心点布置要求；
18.(2)悬置骨架在结构上增加定位凸起以及支撑凸起，提升了液压悬置垂直于地面方向的受力，使得悬置在受到垂直于地面40kn力值的作用下仍能保证骨架完好；
19.(3)悬置骨架在结构上增加导向凸起以及铆接凸起，提升了液压悬置侧向脱出力，侧向受力增加至12kn仍不会出现脱出失效问题。
20.(4)在主簧底座上设置了卡扣，卡扣上的定位凹槽与主簧底座的凸起配合使用便于组装定位，且通过控制第一凹槽定位柱和第二凹槽定位柱的尺寸有效解决不良品流出。
21.(5)流道上板和流道下板采用楔形定位、圆孔定位或销轴定位提高了定位的精度。
22.(6)悬置骨架上嵌设有金属嵌套，金属嵌套与悬置骨架过盈配合，提升液压悬置的可装配性，通过金属嵌件结构尺寸控制可吸收悬置与车身制造公差，同时避免金属嵌套脱出问题。
附图说明
23.图1是本发明的一种整体式悬置骨架侧向压装液压悬置装置的结构图:(a)正视图，(b)俯视图，(c)右视图，(d)b-b剖面图；
24.图2是本发明橡胶主簧组件的b-b剖面图；
25.图3是本发明一种整体式悬置骨架侧向压装液压悬置装置的装配图；
26.图4是本发明实施例中主簧底座与悬置骨架的装配图；
27.图5是本发明实施例中主簧底座的右视图；
28.图6是本发明实施例中主簧底座与卡扣的装配图；
29.图7是本发明托臂的结构图：(a)正视图，(b)右视图，(c)俯视图，(d)装配图；
30.图8是本发明中流道上板与流道下板的定位图；
31.图9是本发明中流道上板与流道下板的装配时的剖面图；
32.图10是本发明中流道上板的剖面图；
33.图11是发明中金属嵌套的示意图；(a)正视图；(b)俯视图；
34.其中，1、金属嵌套；2、悬置骨架；20、腔体；21、定位凸起；22、支撑凸台；23、铆接凸起；3、托臂；31、凹槽；32、出液口；33、定位凸起；4、解耦膜；5、主簧内芯；6、橡胶主簧；7、主簧底座；71、定位凹槽；72、导向凸起；8、流道组件；81、流道上板；82、流道下板；83、楔形定位；84、圆孔定位；85、凸台；9、封液珠；10、惯性通道；11、卡扣；111、卡勾；112、第一凹槽定位柱；113、第二凹槽定位柱；114、定位凹槽；12、皮碗；13、阻尼液；r1、金属嵌套内圆孔半径；r2、金属嵌套顶部外半径；r3、金属嵌套；h、金属嵌套高度。
具体实施方式
35.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
36.参照图1-图3，示出了一种整体式悬置骨架侧向压装液压悬置装置，包括：悬置骨架2、托臂3和橡胶主簧组件，悬置骨架2为整体式结构，所述悬置骨架2具有侧向方向敞开的腔体20；橡胶主簧组件通过主簧底座7侧向压装于悬置骨架2中，橡胶主簧组件包括主簧内芯5、橡胶主簧6和主簧底座7，主簧内芯5和橡胶主簧6通过硫化工艺结合一体，主簧底座7粘结于橡胶主簧6上，托臂3嵌入橡胶主簧组件中，悬置骨架2、主簧内芯5、橡胶主簧6和主簧底座7围成容纳空间，流道组件8位于容纳空间内，且主簧底座7与流道组件8卡接。
37.本实施例中，托臂3嵌入橡胶主簧组件的主簧内芯5中，托臂3与主簧内芯5采用过盈配合，托臂3的楔形凸起卡入主簧内芯5的方形孔内，主簧底座7与悬置骨架2过盈配合。悬置骨架2、托臂3、主簧底座7采用铝合金，主簧内芯5采用板材，橡胶主簧6采用天然橡胶，流道组件8采用工程塑料材质(pa66 30gf)。橡胶主簧组件侧向压装在悬置骨架2中，保证了悬置骨架2的整体性，使液压悬置(悬置骨架2)的强度与模态更高。而悬置骨架2的整体性可以确保液室的整体性，不会因悬置骨架断裂等异常出现液室漏液现象，液室独立于悬置骨架外，在悬置系统出现故障时，只需要更换悬置骨架即可，而不需要整体替换；悬置骨架2的整体式结构，针对液压悬置不同的布置位置，只修改悬置骨架部分即可，整体改动量减小，满足整车的弹性中心点布置要求。
38.本实施例中，流道组件8包括流道上板81和流道下板82，流道上板81与流道下板82采用超声波焊接工艺将其焊接在一起，流道上板81和流道下板82焊接后与主簧底座7卡接。流道上板81和流道下板82之间形成用于放置解耦膜4的解耦通道和用于供阻尼液13流动的惯性通道10，解耦膜4置于解耦通道中。流道下板82底部设有皮碗12，皮碗12为橡胶材质。流道上板81与橡胶主簧6之间形成上液室，流道下板82与皮碗12之间形成下液室，下液室通过惯性通道10与上液室连通。液压悬置工作时，由于橡胶主簧6体积变化，上液室和下液室体积发生改变，通过皮碗12的上下运动维持液室整体体积不发生变化。此外，流道组件8与主簧底座7之间设有封液珠9，封液珠9为钢材，封液珠9与主簧底座7形成单向阀，封液珠9实现阻尼液13加注及防止工作时阻尼液13流出。
39.参见图4-5，主簧底座7与悬置骨架2采用侧向压装设计时，为避免主簧底座7出现侧向脱出问题，可以采取以下方式进行装配：(1)在腔体20的两个侧壁分别设有定位凸起
21，主簧底座7的侧壁设有与定位凸起21配合的定位凹槽71，定位凸起21嵌入定位凹槽71中，定位凹槽71的尺寸和数量与定位凸起21相匹配，定位凹槽71与定位凸起21配合的定位结构，起到辅助支撑主簧底座7的作用。(2)主簧底座7与悬置骨架2的配合面增加导向凸起72，导向凸起72与水平面存在1度夹角，在压装初期由于角度存在，主簧底座7与悬置骨架2之间为间隙配合，便于主簧底座7安装过程中准确定位，压装后期，主簧底座7与悬置骨架2过盈配合，通过过盈配合保证主簧底座7与悬置骨架2结合的稳定性。主簧底座7与悬置骨架2均采用铝合金材质，铝合金材质致密性差，在较小的压装力的情况下具有较大的脱出力，脱出力大于12kn，保证主簧底座7不会脱出。(3)悬置骨架2设有以支撑凸台22，支撑凸台22可以支撑主簧底座7，减小主簧底座7的底部卡扣11因受力而出现损坏从而导致零件失效情况出现。(4)悬置骨架2上增加铆接凸起23结构，主簧底座7与悬置骨架2组装完毕后，此铆接凸起加压使其变形包裹主簧底座7。更优选地，此铆接凸起分为两部分，预防其中一个出现损坏，另一个仍满足防脱铆接效果。
40.参见图6，液压悬置系统还包括卡扣11，卡扣11采用玻璃纤维增强聚酰胺材料(pa66 30gf)，卡扣11与主簧底座7的下端卡接，从而将橡胶主簧3与流道组件装配在一起。具体地，卡扣11包括若干个卡勾111、第一凹槽定位柱112、第二凹槽定位柱113，第一凹槽定位柱112和第二凹槽定位柱113位于相邻的两个卡勾111之间，卡扣111、第一凹槽定位柱112和第二凹槽定位柱113一体成型，第一卡扣凹槽定位柱112和第二卡扣凹槽定位柱113之间形成定位凹槽114。优选地，第一凹槽定位柱112和第二凹槽定位柱113较卡勾111高3mm，且高于主簧底座7边界凸起1.4mm，从而防止错装。此外，卡扣11除了带有防错装结构外，另外若干个卡勾111与主簧底座7配合，有足够的卡接力，使得卡扣11不易脱离，使得内部阻尼液在整车各个工况下不外漏。
41.参见图7，托臂3采用减重结构设计，托臂3上设置了若干个凹槽31，托臂3的侧面设有楔形凸起，楔形凸起可以卡入主簧内芯中，这种设置方式可保证托臂3在具有良好强度的同时，又能减轻自身重量。此外，为了避免托臂3中存留液体，在托臂3最低点处设有若干个出液口32；为了便于装配定位，在托臂3的底面设有定位凸起33，该定位凸起33的尺寸与装配产品的尺寸相匹配，优选地，定位凸台33的侧面与装配产品的间隙为0.5mm。
42.此外，由于现有技术中，通常采用卡扣将流道上板81与流道下板82连接在一起。此时，惯性通道13和解耦膜4之间的管壁存在空隙，使阻尼液14在惯性通道13和解耦膜4之间进行窜动形成撞击音。为此，本技术中流道上板81与流道下板82采用焊接的方式，惯性通道13和解耦膜4所处的空间完全封死，降低流道上板8与流道下板10的撞击异音。
43.参见图8，流道上板81和流道下板82焊接前，首先需要对其二者进行定位，本实施例中，流道上板81和流道下板82自上而下布置，采用楔形定位83结构与圆孔定位84组合形式对二者进行定位。为保证定位精度，在流道上板81和流道下板82中心还增加了销轴定位85形式。当流道上板81和流道下板82定位后，采用超声波焊接方式对流道上板81和流道下板82进行焊接，焊接后将流道组件8与主簧底座7进行装配，为了避免出现装配反转导致产品组装失效，流道组件8外侧设有凹槽，主簧底座7的内侧设有凸起，通过凹槽与凸起进行定位，将流道组件8装配在主簧底座7上。此外，流道组件8外侧的凹槽设计还保证流道组件8的圆形定位(未示出)形成的空间与主簧底座7相应位置配合，以安装液封珠9。
44.参见图9，流道上板81和流道下板82进行焊接时，若单纯只封闭流道上板81和流道
下板82所形成的空腔管壁处
①
和销轴定位处
③
，仅能避免阻尼液14外漏，但液压悬置受到高于25hz振动时，解耦膜4、阻尼液13开始在流道组件8内工作，车辆运行过程中出现流道上板81与流道下板82的撞击，同时因流道上板81与流道下板82之间出现缝隙而导致阻尼值以及峰值频率降低，从而降低整车驾驶感受。因此，除了对流道上板81和流道下板82所形成的空腔管壁处
①
和销轴定位处
③
进行焊接外，还需要对流道上板81和流道下板82的分隔惯性通道10和解耦通道的管壁处
②
进行焊接，。此外，为保证焊接牢固，流道上板81与流道下板82结合面采用台阶的装配结合形式，需要在流道上板81与流道下板82所形成的分隔惯性通道10和解耦通道的管壁处
②
以及销轴定位处
③
增加一道高为0.2mm、厚度为0.2mm的凸起85，参见图10，增加的凸起85在高温下熔化，从而起到良好粘接密封作用，进一步提升了悬置装置的阻尼值。”45.为了便于将液压悬置系统安装在车架或者车辆动力总成中，液压悬置装置的悬置骨架2上还嵌设有金属嵌套1，金属嵌套1为钢材。本实施例中，参见图11(a)，金属嵌套1为齿牙结构，金属嵌套1与悬置骨架2过盈配合，防止出现自转。更具体的，金属嵌套1采用变径结构，变径结构可以增加装配贴合面积。参见图11(b)金属嵌件1内圆孔半径r1为8mm，顶部外半径r2为13.5mm，底部端面外半径r3为17mm，高度h为18mm，对应悬置骨架2安装孔半径12.5mm，金属嵌套1与悬置骨架2为过盈配合，可以有效防止装配后脱出问题；采用标准规格m12螺栓将金属嵌套1固定与车架或动力总成中，通过螺栓紧固力可轴向调整金属嵌套1与车架或者车辆动力总成空间装配面的贴合，从而便于调整装配高度。而现有技术中通常采用螺钉将悬置骨架安装在车架或者车辆动力总成中，螺钉连接为刚性链接，由于装配制造公差的因素影响，会出现悬置骨架与车身连接不贴合的问题。本技术采用金属嵌套1，因为金属嵌套1本身的形变使得二者之间贴合紧密。
46.本技术还包括一种车辆，该车辆设置有整体式悬置骨架侧向压装液压悬置装置，整体式悬置骨架侧向压装液压悬置装置中的悬置骨架能够安装于车辆的车架或车辆的动力总成上。
47.本技术中液压悬置的工作原理为：当液压悬置橡胶主簧承受动态载荷进行上下运动时，产生类似于活塞的泵吸作用。在液压悬置装置受到低频、大振幅激励时(1－50hz，1－2mm)，解耦膜的位移幅值较大，达到其上极限和下极限位置，几乎不起作用。当橡胶主簧处于压缩状态时，上液室体积减小，室内压力升高，迫使液体(阻尼液)通过流道组件中的惯性通道被压入到下液室中；橡胶主簧处于拉伸状态时，上液室体积增大，室内压力减小，下液室中的液体通过流道组件中的惯性通道被吸入到上液室。这样，液体通过惯性通道在上、下液室之间往复流动。当液体流经惯性通道时，由于惯性通道内的液体惯性很大，因此在惯性通道的出、入口处为克服惯性通道内液体的惯性而损失大量的能量，从而能够较好地耗散液压悬置装置的振动能量，而达到衰减振动的目的。当激励位移为高频、小振幅时(50－200hz，0.05－0.2mm)，惯性通道内液体的动态响应渐趋衰减，流动趋于截止，主要是解耦膜在其自由行程内高速运动，实际上可以理解为解耦膜将液体搅动起来，这样就可以从一定程度上降低悬置的动刚度，起到在高频小振幅激励下，降低液压悬置动刚度的作用，因此，悬置的隔振性能得到改善。
48.本技术的液压悬置具有以下优点：
49.(1)轻量化
50.1)由金属嵌套1、悬置骨架2组成的零件重量仅为993g，悬置骨架2为整体式铝合金铸造成型，产品尺寸精度能控制在0.3mm以内，从而提升车辆机舱的装配精度，对后期整车性能调校降低难度。
51.2)托臂3为铝合金铸造成型，产品重量仅为800g，在保证强度的前提下采用托臂3托普优化，消减多余结构，降低整体重量。
52.3)流道上板81、流道下板82、卡扣11采用工程塑料材质(pa66 30gf)，较铝合金产品重量降低三分之一，工程塑料的低磨耗、高强度、高模态、静音特点，能降低结构异响的产生。
53.(2)悬置骨架2整体铸造，提升产品尺寸精度
54.圆柱形橡胶主簧组件采用侧向压装，为行业内首例，其中采用了整体式铸造工艺成型悬置骨架2，可提升悬置骨架2装配尺寸精度控制在0.3mm内，且悬置骨架2模态与强度均能满足整车设计要求。
55.(3)采用金属嵌件1便于空间安装面调整吸收制造公差
56.采用金属嵌件1与悬置骨架2为过盈配合，通过螺栓紧固力可轴向调整与空间装配面的贴合，吸收制造公差，提升可装配性能。
57.(4)主簧底座7与悬置骨架2侧向压装工艺
58.采用侧向压装工艺是基于悬置骨架2整体铸造的前提下进行的，主要考虑整车设计需求较低的弹性中心点、悬置垂直于地面的受力以及侧向脱出力。为提升悬置垂直于地面方向的受力，悬置骨架2在结构上增加定位凸起以及支撑凸起，使得悬置在受到垂直于地面40kn力值的作用下仍能保证骨架完好。为提升悬置侧向脱出力，悬置骨架2在结构上增加导向凸起以及辅助防脱出结构铆接凸起，能够保证侧向受力增加至12kn仍不会出现脱出失效问题。
59.(5)通过对流道组件8的结构及装配工艺进行改进，消除高频振动削减流道异音
60.(6)卡扣11与主簧底座7定位设计
61.卡扣11上的定位凹槽114与主簧底座7的凸起配合使用便于组装定位，且通过控制第一凹槽定位柱112和第二凹槽定位柱113的尺寸有效解决不良品流出。
62.本技术液压悬置的亮点及效果
63.(1)轻量化、低成本、生产效率高、装配定位结构明显、制造方便优势；
64.(2)增加金属嵌件，提升产品可装配性，通过金属嵌件结构尺寸控制可吸收悬置与车身制造公差同时避免嵌件脱出问题；
65.(3)采用侧向压装工艺，可通过整体式铝合金骨架的结构(调整整体式悬置骨架与主簧组件配合尺寸)，更改悬置弹性中心点的位置，满足整车的弹性中心点布置要求。此种方法修改周期短，且主簧结构不发生改变。
66.(4)通过悬置骨架与主簧底座结构设计可提升悬置受力能力，避免整车运行时出现侧向脱出问题；
67.(5)液压悬置中流道上板与流道下板采用超声波焊接工艺，通过在流道上板预留焊接凸起使解耦膜与流道组件形成的空间和惯性通道空间独立且流道上板与流道下板粘贴紧固，消除出现高频异响问题。
68.(6)流道上板与流道下板、流道组件与主簧底座、卡扣与主簧底座采用定位结构，
提升可装配性，避免制造组装失效。
69.对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
70.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
71.以上对本技术所提供的一种整体式悬置骨架侧向压装液压悬置总成及车辆，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。