一种可调节静刚度曲线的液压衬套及其组装方法与流程

1.本发明公开了一种液压衬套及其组装方法，具体涉及一种可调节静刚度曲线的液压衬套及其组装方法，属于减振降噪技术领域。


背景技术：

2.液压衬套是汽车中广泛应用的一种减振零部件，与传统的橡胶衬套相比，液压衬套可在特定频率范围内提供较大的粘性阻尼特性，提高汽车行驶稳定性和安全性。液压衬套中橡胶主簧结构主要实现了液压衬套各向静刚度要求，橡胶主簧中液体腔室的结构提供了等效活塞和体积柔度，为了满足不同使用要求，需要对液压衬套的刚度性能进行调节，以扩大其适用范围。
3.如申请号cn201710049942.2，名称为“一种用于液压衬套的刚度调节装置和液压衬套”的发明专利申请公开了一种用于液压衬套的刚度调节装置和液压衬套，刚度调节装置包括刚性的支撑环和套设在所述支撑环的外壁上的第二橡胶体，该装置应用在液压衬套上，以实现通过改变装置的刚度来调节液压衬套的刚度。此方案虽然可以调节液压衬套的刚度，但没有提到如何调节静刚度曲线的非线性。
4.又如申请号cn201910815526.8，名称为“一种带阻尼通孔的液体橡胶复合节点的形成方法及节点”的发明专利中，公开了通过调节金属止挡（凸块）与芯轴之间的间隙h调节复合节点刚度的非线性变化点，但没有公开如何调整整个静刚度曲线的非线性，因而调节范围有限，能够满足的使用要求有限。


技术实现要素：

5.本发明针对当前液压节点静刚度曲线的非线性调节中存在的问题，提出了一种可调节静刚度曲线的液压衬套及其组装方法，可显著改善液压衬套空向方向的刚度曲线，且此液压衬套结构稳定，因而使用过程中性能也稳定。
6.本发明为解决上述问题所采用的技术手段为：一种可调节静刚度曲线的液压衬套，包括设置在最外层的外套和设置在最内层的芯轴、以及设置在外套和芯轴之间的流道体、橡胶止挡、橡胶体和内笼，其中橡胶体将芯轴和内笼硫化连接成橡胶主簧，橡胶止挡包括两个，对称设置在液压衬套内部，每个橡胶止挡一端处与流道体接触、另一端处与芯轴相隔离，形成液压衬套的空向，橡胶体在与橡胶止挡相垂直的方向处形成液压衬套的实向；流道体为具有缺口的环状，且流道体外侧面设有流道，流道和外套与橡胶主簧之间的空间内填充有粘性液体。
7.进一步地，橡胶止挡呈t型，其t型顶部朝向芯轴，t型尾部处与流道体接触。
8.进一步地，流道体设有两组台阶，每组台阶形成一个t型凹坑，每个橡胶止挡安装在一个t型凹坑内，且安装后橡胶止挡的上内壁与台阶表面贴合或间隙配合，橡胶止挡的上侧壁与台阶侧壁之间设有间隙。
9.进一步地，橡胶止挡朝向芯轴的顶面为弧形，通过调节其弧形表面与芯轴表面橡
胶体之间的垂直距离s1调节液压衬套的变刚度；流道体台阶处朝向芯轴的顶面也为弧形，通过调节其弧形表面与芯轴表面橡胶体之间的垂直距离s2调节液压衬套的变刚度。
10.进一步地，通过调节流道体台阶侧壁与橡胶止挡上侧壁之间间隙l、调节流道体台阶侧壁与橡胶止挡上侧壁之间的夹角a调节液压衬套的刚度和变刚度。
11.进一步地，通过调节橡胶止挡硬度、厚度及其与芯轴外侧橡胶体的接触面积调节液压衬套的刚度。
12.进一步地，流道体缺口处两侧朝向芯轴的内侧处设有凸起结构，两个凸起结构均从其l型侧面处挤推橡胶体。
13.进一步地，流道体设有两个固定孔，橡胶止挡的底端处设有倒扣，倒扣按压入固定孔后将橡胶止挡固定在流道体。
14.进一步地，流道体还设有定位孔，橡胶体设有定位柱，定位柱插入定位孔后将流道体定位到橡胶主簧。
15.一种可调节静刚度曲线的液压衬套的组装方法，将芯轴和内笼在硫化模具内硫化成橡胶主簧、将橡胶止挡安装至流道体后，采用“湿式”封装工序或“干式”封装工序通过流道体缺口将流道体从橡胶主簧侧面安装在橡胶主簧外侧成为预组装体、将预组装体压装入外套中，最后完成缩颈、翻边工序。
16.进一步地，“湿式”封装工序是指橡胶主簧和安装了橡胶止挡的流道体放置于盛有粘性液体的容器中，在粘性液体环境中完成流道体和橡胶主簧的安装后，继续在粘性液体环境中完成其与外套之间的压装。
17.进一步地，“干式”封装工序是指将流道体安装到橡胶主簧形成预组装体后，将预组装体的一部分压装入外套，使橡胶主簧与外套之间的空间上边缘与外套上边缘之间留有缝隙，通过缝隙注入粘性液体，注满后将预组装体完全压入外套。
18.本发明的有益效果是：1. 本发明通过在液压衬套内部设置两个橡胶止挡，能显著改善静刚度曲线的非线性，提高乘坐舒适性，并且安装方便，脱落风险降低。
19.2. 本发明能够通过多个参数来调节液压衬套的刚度和变刚度，且调节方式简单，容易实现，效果明显。
附图说明
20.图1为实施例一液压衬套整体结构示意图；图2为图1沿径向剖视示意图；图3为图2局部放大示意图；图4为图1沿空向的轴向剖视示意图；图5为实施例一橡胶主簧结构示意图；图6为图5局部放大示意图；图7为实施例一橡胶止挡和流道体组装后示意图；图8为实施例一内笼结构示意图；图9为实施例一橡胶止挡结构示意图；图10为实施例一流道体结构示意图；
图11为图10剖视示意图；图12为液压衬套空心方向刚度曲线示意图；图中：1.外套，100.橡胶主簧，2.芯轴，3.内笼，4.橡胶体，41.定位柱，42.密封环，43.密封柱，5.流道体，51.固定孔，52.定位孔，53.连通孔，54.凸起结构，55.台阶，551.台阶表面，552.台阶侧壁，56.流道，57.缺口，58.凹坑，6.橡胶止挡，61.上内壁，62.上侧壁，63.倒扣，7.粘性液体。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明进一步说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
22.实施例一一种可调节静刚度曲线的液压衬套，如图1所示，其外部结构包括外套1和压装在外套1内的橡胶主簧100，如图5和图8所示，橡胶主簧100包括芯轴2、内笼3和橡胶体4，其中橡胶体4将芯轴2和芯轴2外周的内笼3硫化成整体。如图2和图3所示，外套1和橡胶主簧100之间设有流道体5和橡胶止挡6，在橡胶主簧100和外套1之间的内部空间填充有粘性液体7，如图7和图10所示，流道体5的外表面设有流道56，使流道体5外侧的粘性液体7沿流道56移动，实现阻尼，抵消部件受到的外部激励。
23.如图8所示，内笼3两端为环状，中间有两个对称的连接部分将两端连接成整体，材质为金属，如采用铝或者钢，而橡胶体4采用硬度为50-65sha的材质，内笼3为橡胶体4提供支撑，避免橡胶体4变形过大，保证与芯轴2及外套1之间的连接刚度。当橡胶体4将内笼3和芯轴2硫化成整体后，内笼3全部包裹在橡胶体4内形成橡胶主簧100，橡胶主簧100径向上与内笼3的连接部分垂直的方向外侧有两个较大的空间。当将橡胶主簧100压装到外套1后，内笼3的连接部分处形成液压衬套的实向，垂直部分形成液压衬套的空向。
24.如图7和图10所示，流道体5为具有缺口57的环状，采用塑料材质，如pom，其外侧面设有流道56，流道体5在径向上与缺口57相对的位置设有定位孔52，相应地，如图5所示，橡胶体4的侧面处设有定位柱41，将定位柱41装入定位孔52后即将流道体5安装到橡胶主簧100，在后续与外套1压装成整体时，避免橡胶主簧100与流道体5之间产生大位移，从而方便安装，而且，能够避免流道体5在橡胶主簧100位置装反，起到防呆防错作用。流道体5还设有两个固定孔51，相应地，如图9所示，两个橡胶止挡6的底端处设有倒扣63，将倒扣63按压入固定孔51后橡胶止挡6与流道体5固定到一起，倒扣63能防止橡胶止挡6从流道体5掉落，当液压衬套组装成整体后，两个橡胶止挡6所在的方向为液压衬套的空向。流道体5上还设有连通孔53，将流道体5外侧的流道56与流道体5内部的空间连通，使粘性液体7可在流道体5内外两侧间流通。本实施例中，连通孔53有两个，设置在靠近缺口57的两侧处，且位于流道56上，而固定孔51和定位孔52避开流道56的位置。
25.如图7、图10和图11所示，流道体5在靠近缺口57的两侧处设有凸起结构54，流道体5安装到橡胶主簧100后，凸起结构54顶推橡胶体4，使流道体5外扩，避免其收缩过度，保证流道体5与外套1之间形成过盈配合，如设计流道体5外侧与外套1的内侧间有0.5-1.0mm的
过盈量，从而流道56内的粘性液体7不会溢流至外套1与流道体5的接触壁之间，保证液压衬套的性能稳定。本实施例中，凸起结构54位于缺口57与连通孔53之间，保证流道体、橡胶主簧和外套的位置关系，并保证粘性液体在流道体中流动时流道体不发生周向旋转窜动。
26.如图9所示，橡胶止挡6整体呈t型，可采用硬度80-90sha的材质，相应地，如图10和图11所示，在流道体5内部设有两个中间有t型凹坑58的台阶55，凹坑58底部有固定孔51，t型凹坑58与橡胶止挡6形状匹配，如图2、图4和图7所示，橡胶止挡6安装在橡胶主簧100后，橡胶止挡6装入凹坑58，橡胶止挡6的t型尾部与凹坑58处橡胶间过渡配合。如图2和图3所示，橡胶止挡6和流道体5台阶55朝向芯轴2的一侧在周向方向呈弧形，本实施例中，橡胶止挡6沿周向上的宽度大于其沿轴向上的宽度（此处周向和轴向是指橡胶止挡6安装到液压衬套后所在的方向），同样，流道体5台阶55和凹坑58沿周向上的整体宽度也大于其沿轴向上的整体宽度。液压衬套静刚度曲线的调节也主要通过周向上的结构和形状来体现。
27.如图2所示，设橡胶止挡6的弧形表面与芯轴2外侧橡胶体4之间的垂直距离为s1、流道体5台阶55的弧形表面与芯轴2外侧橡胶体4之间的垂直距离为s2，s1小于s2，当芯轴2沿空向上发生位移，长度小于s1时，橡胶体4处于自由变形阶段，如图12所示，刚度曲线为线性；当位移长度等于s1时，橡胶体4与橡胶止挡6接触，橡胶止挡6为芯轴2提供支撑，实现变刚度，然后橡胶止挡6变形，变形过程中提供刚度，并伴随橡胶止挡6逐渐填充满流道体5的凹坑58，橡胶止挡6提供的刚度逐渐变大，进而造成位移在s1处之后的刚度曲线逐渐“上扬”。当芯轴位移长度接近s2时，流道体5台阶55为芯轴2提供支撑，实现较大的变刚度。当然，在橡胶止挡6填充凹坑58的过程中，随着橡胶止挡6与凹坑58面的接触，能够实现多次的变刚度。通常，如图2和图3所示，在将橡胶止挡6安装到流道体5后，橡胶止挡6的上内壁61与流道体5台阶5的台阶表面551贴合，橡胶止挡6的上侧壁62与台阶5的台阶侧壁552之间有间隙l，且橡胶止挡6的上侧壁62与台阶5的台阶侧壁552之间呈角度a。通过调节s1和s2的大小，可以调节大幅度变刚度的实现位置；调节间隙l和角度a的大小，可以调节芯轴2位移在s1至s2之间的刚度及变刚度值；改变橡胶止挡6的硬度、厚度和橡胶止挡6的接触面积，均可以改变液压衬套的刚度，如增加橡胶止挡6硬度、增加接触面积、降低橡胶止挡6厚度等，均可以让橡胶止挡6提供大的刚度值和刚度增幅，进而加大刚度曲线的“上扬”幅度。
28.为了保证整个液压衬套内部的密封性，如图5和图6所示，在橡胶主簧100两端处的外周设有与橡胶体4成一体的密封环42，密封环42与外套1之间过盈配合，如过盈量0.5-1.0mm。密封环42可在每端处均设置多个，且相邻两个密封环42之间设有密封柱43将其连接，提供密封环42在装配过程中的强度，保证制作过程中不被损坏，而除去密封环42和密封柱43之外的橡胶体4本体与外套1间隙配合。
29.本发明还涉及一种可调节静刚度曲线的液压衬套的组装方法，首先，将芯轴2和内笼3放置于硫化模具中，注入橡胶，硫化形成橡胶主簧100；将橡胶止挡6的倒扣63按压入流道体5凹孔58内的固定孔51。然后采用“湿式”或“干式”封装工序组装成整体。最后将组装完成的液压衬套放置缩颈翻边工装中，完成缩颈、翻边工序，使外套1的上下端均朝内部翻边20-40o，进一步增强外套1与橡胶体4之间的配合，增加了橡胶体4与外套1之间的密封性，避免粘性液体漏出。同时，还增加了外套1和橡胶主簧100的轴向压脱力，保证液压衬套实际使用过程的稳定性。
30.所述的“湿式”封装工序是指：将橡胶主簧1以及安装橡胶止挡6后的流道体5放置
于盛有粘性液体7的容器中，在粘性液体7中将流道体5的缺口57处撑开，从橡胶主簧100的侧部处装入，使橡胶体4的定位柱41插入流道体5的定位孔52形成预组装体。然后继续在粘性液体7中将预组装体压装入外套1中。
31.所述的“干式”封装工序是指：将流道体5的缺口57处撑开，从橡胶主簧100的侧部处装入，使橡胶体4的定位柱41插入流道体5的定位孔52形成预组装体。然后将预组装体的一部分压入外套1中，使外套1与橡胶主簧100之间的内部空间与外部留有相连通的缝隙，通过缝隙处注入粘性液体77，注满后再将预组装体全部压入外套1中。
32.以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围，本发明的保护范围应该由各权利要求限定。