用于支承振动源的液压支架设备制造技术

公开了用于支承振动源的液压支架设备（20）。支架设备（20）包括形成有外壳腔（24）的外壳（22），外壳腔（24）被分隔组件（62）分成均包含磁流变流体（68）的抽吸腔（64）和容纳腔（66）。柔性主体（48）部分设置在抽吸腔（64）中，响应于由外部激励造成的振动发生弹性变形。流体通道（106）在抽吸腔（64）和容纳腔（66）之间延伸，在低频率的振动期间使流体经过其间。压电叠堆致动器（118）部分延伸到抽吸腔（64）中，用于在抽吸腔（64）内移动，改变抽吸腔（64）的容积，以防止压力腔中的压力增大，从而基本上消除相对高频率的振动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一种用于支承振动源的液压支架设备。
技术介绍
传统的液压支架用于支承振动源并隔离振动源的振动。这些支架的一个熟知的应用是用于支承机动车的组件。这些支架通常用于引擎的振动隔离，同时还用于控制引擎和所连接的动力总成组件相对于车架或主体结构的运动。在引擎和动力总成支架的许多应用中，希望改变支架的阻尼特性，以提供对特定频率的振动的选择性隔离。同时，必须为支架提供相对高的动态刚度以控制动力总成相对于车辆主体结构的大位移。已经开发出基于磁流变流体的振动阻尼支架来隔离或衰减多个频率下的振动。如本领域知道的，磁流变流体响应于磁场来改变其剪切性能。具体地是，它有能力在被暴露于磁场时从自由流动的、线性、粘性液体可逆转地变成具有可控屈服强度的半固体。这些基于磁流变流体的阻尼器当需要时使用流体的这种特性来控制弹簧刚度和阻尼率。在授予Baudendistel等人的美国专利6,622,995中公开了这样一种基于磁流变流体的支架。该支架包括外壳，该外壳围绕并沿着第一轴线延伸形成外壳腔。由弹性材料制成的柔性主体设置在外壳腔中，该柔性主体径向围绕并沿着第一轴线延伸，以响应于振动源（即，机动车的引擎）相对于底座（即，机动车的车架）移动时产生弹性变形。另外，由弹性材料制成的隔膜设置在外壳腔内并且与柔性主体轴向隔开。分隔组件设置在外壳腔内，处于柔性主体和隔膜之间，用于将外壳腔划分成处于柔性主体和分隔组件之间的抽吸腔和处于分隔组件和隔膜之间的容纳腔。每个腔的容积随着柔性主体和隔膜响应于外部激励产生的变形而改变。传感器设置在机动车上，用于测量汽车响应外部激励的振动状况并且产生相应信号。磁流变流体被容纳在抽吸腔和容纳腔内。分隔组件形成有在抽吸腔和容纳腔之间轴向延伸的流体通道，使抽吸腔和容纳腔流体连通，以响应于柔性主体和隔膜的变形使流体在抽吸腔和容纳腔之间流动。分隔组件包括电磁铁线圈，电磁铁线圈与流体通道相邻地设置，用于在流体通道上可变地产生磁通量，所述磁通量用于改变穿过流体通道的磁流变流体的抗剪切力，以响应来自传感器的信号可变地改变支架的阻尼刚度。基于磁流变流体的支架的常见缺点是，它们的振动隔离能力限于隔离较低频率（通常小于约20Hz）的振动，因为磁流变流体不能够以较高频率穿过流体通道。为了克服这个缺点，Young-Min Han等人在《智能材料与结构（Smart Mater.Struct）》第20期（075019（2011））中发表的“磁流变液和压电叠堆的混合支架的设计和控制（Design and control of a hybrid mount featuring a magnetorheological fluid and a piezostack））”，公开了一种混合支架，用以减少较大频率范围内的振动。该混合支架包括：用于减少较低频率振动的磁流变流体阻尼系统，和激励辅助惯性质量的压电叠堆致动器，使辅助质量惯性力基本上抵消了外部激励以抵消相对高频率振动的力。然而，这个系统的不足在于，为了抵消外部激励的力，必须设计合适的辅助质量和压电叠堆致动器的尺寸，从而给系统增加了不希望的额外质量。
技术实现思路
本专利技术提供了这样一种液压支架设备，其中，包括至少部分是压电材料的致动器的致动器组件，至少部分延伸至抽吸腔内并在其中移动，用以在测得的振动频率为高频时，改变抽吸腔的容积，以防止抽吸腔中的压力增大，从而抵消外部激励。因此，本专利技术的一个或多个方面的优点在于，该液压支架设备能够通过基于磁流变流体的阻尼组件基本上消除较低频率的振动，通过致动器和移动构件基本上消除高频率的振动，同时使设备的质量最低，因为不需要对应外部激励设计辅助质量和压电叠堆致动器的尺寸。因此，本专利技术提供了一种成本低且简单的设计，能够消除宽频率范围内的外部激励。附图说明为了更容易理解并接受本专利技术的其它优点，下面结合附图进行详细描述，在附图中：图1是液压支架设备的剖视图、控制系统和电源的示意图；以及图1A是柱塞支承环、柱塞构件、柱塞O形环和下支承构件的剖视图。具体实施方式参照附图，其中同一附图标记在不同附图中始终指示对应部件，液压支架设备20总体示出为将振动源支承于底座。在具体实施方式中，液压支架设备20用于将组件支承于机动车的车架。同时，应当理解，支架可用于将各种其它振动源支承于底座。液压支架设备20包括设有外壳腔24的外壳22。外壳22包括大体为碗状的下外壳部分26，下外壳部分26围绕并沿着第一轴线A从闭口的下外壳部分下端28延伸到开口的下外壳部分上端30。下外壳部分26设有下外壳部分唇部32，下外壳部分唇部32从下外壳部分上端30径向向外延伸。下外壳部分26沿第一轴线A设有下外壳孔34。外壳22还包括大体为杯状的上外壳部分36，上外壳部分36大体轴向设置在下外壳部分26上方，并且围绕并沿着与第一轴线A平行的第二轴线B从开口的上外壳部分下端38延伸到闭口的上外壳部分上端40。应当理解，下外壳部分26和上外壳部分36均可以具有其它形状（例如，正方形的横截面）。上外壳部分下端38设有上外壳部分下唇部42，上外壳部分下唇部42从上外壳部分下端38径向向内延伸并且设置在下外壳部分唇部32下方且与之配合，以限制上外壳部分36和下外壳部分26之间的相对轴向移动。上外壳部分上端40形成有径向向外延伸以用于附接于底座的安装凸缘44。在可行的实施方式中，安装凸缘44附接于机动车的车架。然而，它可以附接于任何底座。上外壳部分上端40形成有沿第二轴线B延伸的上外壳孔46。应当理解，上外壳部分36和下外壳部分26的内腔共同形成了外壳腔24。液压支架设备20还包括由弹性材料制成的柔性主体48，柔性主体48沿第二轴线B的轴向从设置在外壳腔24内的柔性主体下部分50穿过上外壳孔46径向延伸到外壳腔24外部的柔性主体上部分52，其中，柔性主体下部分50大体呈截锥体。柔性主体48响应于由于外部激励（例如，活塞振动、引擎摆动、道路振动）导致振动源相对于底座移动而发生弹性变形。柔性主体48形成有沿第二轴线B贯穿其中的柔性主体通道54。柔性主体上部分52形成有径向向外延伸的柔性主体凸缘56，以当柔性主体48变形超过预定长度时接合闭口的上外壳部分上端40。换句话讲，柔性主体凸缘56防止了柔性主体下部分50弯曲超过柔性主体凸缘56与闭口的上外壳22上端的接合点。由弹性材料制成的大体呈圆形的隔膜58，被密封地设置在外壳腔24中，处于柔性主体48下方。隔膜58沿着第一轴线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将振动源支承于底座上的液压支架设备，外壳，其围绕并沿着第一轴线延伸，并且限定外壳腔；柔性主体，其由弹性材料制成，至少部分设置在所述外壳腔中，围绕并沿着所述第一轴线径向延伸，用于响应于所述振动源相对于所述底座的移动发生弹性变形，隔膜，其由弹性材料制成，设置在所述外壳腔中并且与所述柔性主体轴向隔开，分隔组件，其设置在所述外壳腔中，处于所述柔性主体和所述隔膜之间，用于将所述外壳腔划分成位于所述柔性主体和所述分隔组件之间的抽吸腔以及位于所述分隔组件和所述隔膜之间的容纳腔，所述抽吸腔和所述容纳腔各自的容积因所述柔性主体和所述隔膜响应于外部激励的变形而改变，至少一个传感器，其设置在所述液压支架设备、所述振动源和所述底座中的至少一个上，用于测量所述振动源响应于所述外部激励的振动状况并且产生对应信号，流体，其被容纳在所述抽吸腔和所述容纳腔内，并且响应于磁场来改变其剪切性能，所述分隔组件限定流体通道，所述流体通道在所述抽吸腔和所述容纳腔之间轴向延伸，以使所述抽吸腔和所述容纳腔流体连通，响应于所述柔性主体和所述隔膜的变形使所述流体在所述抽吸腔和所述容纳腔之间通过，所述分隔组件包括至少一个电磁铁线圈，所述电磁铁线圈与所述流体通道相邻地设置，用于可变地在所述流体通道上产生磁通量，以改变经过所述流体通道的所述流体的抗剪切力，从而当测得的振动频率处于低频率时响应于来自所述传感器的所述信号可变地改变所述支架的阻尼刚度，致动器组件，其包括至少部分是压电材料的致动器，至少部分延伸到所述抽吸腔中，用于在所述抽吸腔内移动，改变所述抽吸腔的容积，以防止所述压力腔中的压力增大，从而当测得的振动频率处于高频率时消除外部激励。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.12 US 61/506,6991.一种用于将振动源支承于底座上的液压支架设备，
外壳，其围绕并沿着第一轴线延伸，并且限定外壳腔；
柔性主体，其由弹性材料制成，至少部分设置在所述外壳腔中，围绕并沿着所述
第一轴线径向延伸，用于响应于所述振动源相对于所述底座的移动发生弹性变形，
隔膜，其由弹性材料制成，设置在所述外壳腔中并且与所述柔性主体轴向隔开，
分隔组件，其设置在所述外壳腔中，处于所述柔性主体和所述隔膜之间，用于将
所述外壳腔划分成位于所述柔性主体和所述分隔组件之间的抽吸腔以及位于所述分
隔组件和所述隔膜之间的容纳腔，所述抽吸腔和所述容纳腔各自的容积因所述柔性主
体和所述隔膜响应于外部激励的变形而改变，
至少一个传感器，其设置在所述液压支架设备、所述振动源和所述底座中的至少
一个上，用于测量所述振动源响应于所述外部激励的振动状况并且产生对应信号，
流体，其被容纳在所述抽吸腔和所述容纳腔内，并且响应于磁场来改变其剪切性
能，
所述分隔组件限定流体通道，所述流体通道在所述抽吸腔和所述容纳腔之间轴向
延伸，以使所述抽吸腔和所述容纳腔流体连通，响应于所述柔性主体和所述隔膜的变
形使所述流体在所述抽吸腔和所述容纳腔之间通过，
所述分隔组件包括至少一个电磁铁线圈，所述电磁铁线圈与所述流体通道相邻地
设置，用于可变地在所述流体通道上产生磁通量，以改变经过所述流体通道的所述流
体的抗剪切力，从而当测得的振动频率处于低频率时响应于来自所述传感器的所述信
号可变地改变所述支架的阻尼刚度，
致动器组件，其包括至少部分是压电材料的致动器，至少部分延伸到所述抽吸腔
中，用于在所述抽吸腔内移动，改变所述抽吸腔的容积，以防止所述压力腔中的压力
增大，从而当测得的振动频率处于高频率时消除外部激励。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述分隔组件限定在所述抽吸腔和所述容
纳腔之间延伸的分隔孔，并且所述致动器从所述外壳的外部延伸到所述外壳腔中并且
至少部分通过所述分隔孔。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述致动器组件还包括移动构件，所述移

\t动构件可操作地接合所述致动器，用于在所述抽吸腔内随着所述致动器轴向移动，以
改变所述抽吸腔的容积。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述移动构件是具有大体盘形的柱塞构件。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述致动器还包括致动器壳体和致动器活
塞，所述致动器活塞可滑动地从所述致动器壳体的内部延伸并且接合所述移动构件。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述分隔组件还包括柱塞支承环，所述柱
塞支承环与所述分隔孔径向相隔设置，并且所述柱塞构件的边缘与所述柱塞支承环密
封连接以密封所述分隔孔。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·L·舒曼，D·J·巴尔塔，B·W·富尔曼，
申请(专利权)人：北京京西重工有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11