專利名稱：用于橫置發(fā)動機的支承結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機機架，用于支承具有與車輛縱向軸線成直角水平布置的曲柄軸的發(fā)動機。
背景技術(shù)：
一般來說，作為用于支承機動車發(fā)動機的發(fā)動機機架，如例如在日本專利(已審查)特公昭63-61533中所披露的一樣，已知有其中封裝有液體的結(jié)構(gòu)。
下面將參照圖17和圖18對該傳統(tǒng)的發(fā)動機機架進行說明。
在圖17中，參考標(biāo)號101表示上底板，參考標(biāo)號102表示下底板，參考標(biāo)號103表示用于將上底板101連接在發(fā)動機上的螺栓，參考標(biāo)號104表示固定在車架上的支承體，參考標(biāo)號105和106表示橡膠彈性體，參考標(biāo)號R1表示上液體腔室，參考標(biāo)號R2表示下液體腔室，并且參考標(biāo)號107表示重合作為連接上下液體腔室R1和R2的孔。在上述方式中，設(shè)有橡膠彈性體105和106以及液體腔室R1和R2的安裝結(jié)構(gòu)被稱為液壓支承件(hydro mount)。
當(dāng)通過螺栓103使支承體104固定并且沿著垂直方向向上底板101施加振動時，存儲在上液體腔室R1中的液體通過孔107向下液體腔室R2運動，或者下液體腔室R2中的液體向上液體腔室R1運動。此時，通過孔107使施加給液體的振動能量衰減。橡膠彈性體105和106也用作彈性體，以衰減部分振動能量。
因此，通過液體和橡膠彈性體使由垂直振動所引起的振動能量衰減。這是液壓支承件的基本操作。
在圖18中，參考標(biāo)號R3表示左液體腔室，參考標(biāo)號R4表示右液體腔室，參考標(biāo)號108表示外環(huán)，和參考標(biāo)號109表示在橡膠彈性體105中按照沿著外環(huán)108的內(nèi)表面延伸的方式形成的連通孔。
當(dāng)通過螺栓103固定支承體104并且沿著橫向方向向上底板101施加振動時，存儲在左液體腔室R3中的液體通過轉(zhuǎn)移孔109向右液體腔室R4運動，或者右液體腔室R4中的液體向左液體腔室R3運動。此時，通過轉(zhuǎn)移孔109使施加給液體的振動能量衰減。橡膠彈性體105和106也用作彈性體，以衰減部分振動能量。
因為上述專利特公昭63-61533中描述的液壓支承件不僅能衰減垂直振動，而且也衰減水平振動，因此它優(yōu)選用于發(fā)動機機架。但是為了形成左、右液體腔室R3和R4以及轉(zhuǎn)移孔109，需要高超的制造技術(shù)。另外，由于形狀總體上是復(fù)雜的，所以為了安置具有固定容積的左、右液體腔室R3和R4，需要總體上提高了外徑的大小和尺寸的大小。
另外，由于轉(zhuǎn)移孔109較長，因此認(rèn)為經(jīng)過長時間使用等而導(dǎo)致的橡膠老化會改變截面積。當(dāng)截面積發(fā)生變化時，節(jié)流特征發(fā)生變化。因此，日本專利特公昭63-61533中描述的液壓支承件在耐久性方面存在缺陷。
為了提供一種與傳統(tǒng)的液壓支承件具有類似尺寸和結(jié)構(gòu)、但是可以衰減垂直振動和縱向(或橫向)振動并且具有更好耐用性的發(fā)動機機架，本申請的發(fā)明人進行了研究。通過這些研究，本發(fā)明人提供一種傾斜液壓支承件，通過在液壓支承件的上部傾斜錐形橡膠，該裝置可以衰減一定程度的縱向振動。
本發(fā)明人相信，通過相對于橫置發(fā)動機設(shè)計一種傾斜的液壓支承件的結(jié)構(gòu)，該傾斜的液壓支承件可以彌補減震性能的不足，由此相比較傳統(tǒng)裝置而言可以提高減震性能。
對于上述研究，本發(fā)明人還增加了有關(guān)傾斜的液壓支承件的布局或者排列的另一項研究，相信通過在橫置發(fā)動機上設(shè)計它的布局，該傾斜的液壓支承件可以相對于傳統(tǒng)裝置而言具有的有限減震性能改進。由此發(fā)現(xiàn)，根據(jù)一定的條件，通過設(shè)置一種廉價且結(jié)構(gòu)簡單的液壓支承件，可以獲得所需的減震性能。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種支承結(jié)構(gòu)，用于在車體上通過發(fā)動機機架支承具有與車輛縱向軸線成直角水平布置的曲柄軸的橫置發(fā)動機，其特征在于發(fā)動機機架包括至少一個傾斜液壓支承件，其中封裝有工作流體并最大阻尼產(chǎn)生軸線相對于垂直線傾斜預(yù)定的角度，并且所述傾斜液壓支承件設(shè)置在包括橫置發(fā)動機和變速器的動力裝置的總體寬度內(nèi)。
由于包括在發(fā)動機機架中的至少一個傾斜液壓支承件具有相對于垂直線傾斜的最大阻尼產(chǎn)生軸線，該傾斜的封裝有液體的機架可以衰減垂直振幅和縱向振幅。構(gòu)成材料與普通垂直型液壓支承件沒有很大不同，因此可以防止制造成本增加，并且還可以防止尺寸增加。
但是，為了補償傾斜液壓支承件的性能，該結(jié)構(gòu)應(yīng)該構(gòu)成為使機架在動力裝置中布置在整個寬度之內(nèi)?？紤]到縱向振動以這種方式作用于傾斜液壓支承件上，即圍繞動力裝置的質(zhì)心組合縱向平行運動(平行于車體的縱向軸線的向前和向后運動)和偏轉(zhuǎn)運動。當(dāng)將傾斜液壓支承件布置在動力裝置中的整個寬度之內(nèi)時，可以使偏轉(zhuǎn)運動足夠小，并且可以增加在那個角度處的縱向平行運動。對應(yīng)于縱向平行運動的增加，施加在傾斜液壓支承件上的縱向振幅變大。因此，可以充分實現(xiàn)傾斜液壓支承件的衰減性能。
由于采用了傾斜液壓支承件并且設(shè)計該布置位置，因此實際上能夠提供優(yōu)選用于橫置發(fā)動機的發(fā)動機支承結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選的是，傾斜液壓支承件布置在與動力裝置的質(zhì)心基本相同的高度處。
如果在動力裝置的質(zhì)心和傾斜液壓支承件之間存在高度差，則產(chǎn)生發(fā)動機的俯仰力矩，其大小與高度差成比例，并且減小了液壓支承件的縱向位移。然后，可以如此布置該結(jié)構(gòu)，從而通過消除高度差來使得施加在傾斜液壓支承件上的縱向力變大，由此可以實現(xiàn)液壓支承件的衰減力。
優(yōu)選的是，傾斜液壓支承件是多個，并且那些傾斜機架的高度的平均值基本與動力裝置質(zhì)心的高度相同。
當(dāng)傾斜液壓機架的數(shù)目為復(fù)數(shù)時，不必使所有傾斜機架與動力裝置的質(zhì)心對準(zhǔn)，使在所有傾斜機架的高度平均值與質(zhì)心對準(zhǔn)就足夠了。這是因為與高度差相對應(yīng)產(chǎn)生的力矩相互抵消。
另外，由于各個傾斜液壓支承件可以比較自由地選擇它們的高度，從而提高了傾斜液壓支承件的布置自由度。
在優(yōu)選形式中，如在俯視圖中所看到的一樣傾斜液壓支承件布置在穿過動力裝置的質(zhì)心的車輛縱向軸線上或其附近。
考慮到縱向振動以這種方式作用于傾斜液壓支承件上，即圍繞動力裝置的質(zhì)心組合縱向平行運動和偏轉(zhuǎn)運動。當(dāng)將傾斜液壓支承件布置在穿過動力裝置質(zhì)心的車輛縱向軸線上或其附近時，偏轉(zhuǎn)運動接近于零。這使得能夠有效地將發(fā)動機的縱向平行運動傳遞給液壓支承件，并且還有效地實現(xiàn)了傾斜液壓支承件的衰減性能。
這些傾斜液壓支承件在平面圖中可以布置在穿過動力裝置質(zhì)心的車輛縱向軸線的左右側(cè)中，并且可以將在車輛縱向軸線和左傾斜液壓支承件之間的距離設(shè)定為基本等于在車輛縱向軸線和右傾斜液壓支承件之間的距離。
當(dāng)傾斜液壓支承件的數(shù)目為復(fù)數(shù)時，就不必將所有傾斜機架布置在穿過動力裝置質(zhì)心的車輛縱向軸線上或其附近，使車輛縱向軸線和左傾斜液壓支承件之間的距離與在車輛縱向軸線和右傾斜液壓支承件之間的距離對準(zhǔn)就足夠了。這是因為左右力矩相互抵消了。
還有，由于可以比較自由地選擇在橫向方向上遠(yuǎn)離質(zhì)心的布置位置，所以可以增加傾斜液壓支承件的布置自由度。
在優(yōu)選形式中，如在側(cè)視圖中所看到的一樣，傾斜液壓支承件布置在穿過動力裝置的質(zhì)心的車輛橫軸的左右側(cè)，并且這些左右傾斜液壓支承件如此布置，從而使最大阻尼產(chǎn)生軸線形成V形或者倒轉(zhuǎn)的V形。
橡膠受到重復(fù)的負(fù)載，并且橡膠在受到來自發(fā)動機的熱量的情況下由于蠕變現(xiàn)象而漲大。傾斜液壓支承件在頂部傾斜錐形橡膠。由于永久應(yīng)變，所以錐形橡膠的頂面縱向運動，即沿著車輛的向前或向后方向運動。因此，傾斜液壓支承件的接收表面向前或向后移動，并且水平發(fā)動機的位置改變。這種改變會造成從發(fā)動機傳遞給車體的振動的增加。
在這方面，由于一對傾斜液壓支承件彼此相對或者背對背地布置，所以可以消除縱向運動，并且防止產(chǎn)生出問題。
優(yōu)選的是，傾斜液壓支承件相對于車輛縱向軸線傾斜，并且傾斜角度不小于10度。
傾斜角度的大小確定了沿著傾斜液壓支承件的縱向方向的衰減性能的大小。當(dāng)傾斜角度小于10度，則沿著縱向方向的衰減性能變得過小，從而必須將傾斜角設(shè)定為等于或大于10度。
傾斜角可以在15度至35度之間的范圍內(nèi)。
如果傾斜角等于或大于15度，則沿著縱向方向的衰減性能增加。但是，隨著沿著縱向方向的衰減性能增加，所以沿著垂直方向的衰減性能降低。因此，將傾斜角度的上限設(shè)定為35度。
當(dāng)在動力裝置的諧振頻率中的沿著車輛縱向軸線的分量被稱為動力裝置的縱向諧振頻率時，可以將至少一個傾斜液壓支承件的阻尼峰值頻率設(shè)定為接近動力裝置的縱向諧振頻率。
在各種頻帶中的振動可以施加在發(fā)動機機架上。其中，動力裝置的縱向諧振頻率是最重要的頻率。通過提供至少一個傾斜液壓支承件來抑制動力裝置縱向搖擺是有效的，該液壓支承件對應(yīng)于上述的縱向諧振頻率，由此抑制了車體沿著縱向方向振動。
在優(yōu)選形式中，設(shè)有多個傾斜液壓支承件，將第一傾斜液壓支承件的峰值頻率設(shè)定為接近動力裝置的縱向諧振頻率，并且將第二傾斜液壓支承件的阻尼峰值頻率設(shè)定為比第一傾斜液壓支承件高至少2Hz。
第一傾斜液壓支承件的阻尼峰值頻率與動力裝置的縱向諧振頻率對準(zhǔn)的原因如上面所述一樣。
在施加在發(fā)動機機架上的各種振動中，從輪胎通過懸掛裝置施加在發(fā)動機機架上的非懸掛縱向諧振頻率是第二重要的。通過在投入實際應(yīng)用的車輛中的實際測量知道該非懸掛縱向諧振頻率比動力裝置的縱向諧振頻率高2至15Hz。因此，可以將第二傾斜液壓支承件的峰值頻率設(shè)定為比第一傾斜液壓支承件高至少2Hz。
可以通過多個傾斜液壓支承件來與動力裝置的縱向諧振頻率和非懸掛縱向諧振頻率這兩個相對應(yīng)，并且進一步改善了乘坐舒適性。


下面將參照附圖只是以實施例的方式對本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方案進行詳細(xì)說明，其中圖1是表示縱向發(fā)動機和橫置發(fā)動機之間的比較示意圖；圖2A和圖2B是表示本發(fā)明的傾斜液壓支承件的截面圖；圖3是垂直液壓支承件的截面圖；圖4A和圖4B是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的用于橫置發(fā)動機的發(fā)動機機架的示意圖；圖5A和圖5B是表示第一實施方案的操作的示意圖；圖6A和圖6B是表示根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的用于橫置發(fā)動機的發(fā)動機機架的示意圖；圖7A和圖7B是表示第二實施方案的操作的示意圖；圖8A和圖8B是表示根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的用于橫置發(fā)動機的發(fā)動機機架的示意圖；圖9A和圖9B是表示根據(jù)本發(fā)明第四實施方案的用于橫置發(fā)動機的發(fā)動機機架的示意圖；圖10A和圖10B是表示根據(jù)本發(fā)明第五實施方案的用于橫置發(fā)動機的發(fā)動機機架的示意圖；圖11A和圖11B是表示根據(jù)本發(fā)明第六實施方案的用于橫置發(fā)動機的發(fā)動機機架的示意圖；圖12A和圖12B是表示第六實施方案的操作的示意圖；
圖13是表示減震特征的分析曲線圖；圖14是表示本發(fā)明第七實施方案的曲線圖；圖15是表示本發(fā)明第八實施方案的曲線圖；圖16是本發(fā)明第九實施方案的示意圖；圖17是表示傳統(tǒng)的液壓支承件的截面圖；圖18是沿著圖17的線18-18剖開的截面圖。
具體實施例方式
首先，由于本發(fā)明在橫置發(fā)動機的假設(shè)之下，所以首先對橫置發(fā)動機進行說明，接著對液壓支承件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進行說明，之后對優(yōu)選用于該橫置發(fā)動機的液壓支承件的示例性布置進行說明。
現(xiàn)在參照圖1A和1B，為了進行比較這些圖分別示意性地示出了具有縱向發(fā)動機和橫置發(fā)動機的車輛10。
布置有平行于車輛縱向軸線11設(shè)置的曲柄軸12的發(fā)動機被稱為縱向發(fā)動機13。由于往復(fù)式發(fā)動機的特性，所以沿著曲柄軸12的振動如箭頭①所示一樣變小，并且如箭頭②所示一樣沿著與曲柄軸12垂直的方向的振動變大。
也就是說，在縱向發(fā)動機13中，即使在發(fā)動機機架沿著車輛縱向方向的彈簧常數(shù)被設(shè)定為高值，振動導(dǎo)致的噪音惡化也是小的，由此可以增大沿著車輛縱向的彈簧常數(shù)。通過增大沿著車輛縱向的彈簧常數(shù)，可以抑制車體因為路面的反作用力而沿著縱向發(fā)生振蕩。
已經(jīng)知道，駕駛車輛行駛在路面上的人對車體的縱向振動會有一種不舒服的感覺。
考慮到上述人的特性，當(dāng)車輛設(shè)有縱向發(fā)動機時，減少了沿著車體13的縱向的振蕩，從而使該振蕩足以能夠被旅客所接受。因此在縱向發(fā)動機13中，不必特別衰減沿著箭頭①的縱向振蕩，也就是說常規(guī)的橡膠機架和常規(guī)的液壓支承件足以用于發(fā)動機機架。
參考圖1B，設(shè)置橫置發(fā)動機從而使曲柄軸15垂直指向車輛縱向軸線11，將其稱之為橫置發(fā)動機16。根據(jù)往復(fù)式發(fā)動機的特征，如箭頭③所示沿著曲柄軸15的振動減小，如箭頭④所示沿著與曲柄軸15正交方向的振動增大。
也就是說，橫置發(fā)動機16大大增加了沿著車輛10的縱向的振動。該振動通過發(fā)動機機架(未示出)傳遞給車體，并且以聲音和振動的形式從車體傳遞給旅客。因此，不可能將發(fā)動機機架沿著車體縱向的彈簧常數(shù)設(shè)定為高值。在不可能提高發(fā)動機機架沿著車輛縱向的彈簧常數(shù)的情況下，因為路面的反作用力而增大了沿著車體縱向的振蕩。
駕駛車輛行駛在路面上的人對人體的縱向振動會有一種不舒服的感覺。
因此，橫置發(fā)動機16需要一種特殊的發(fā)動機機架，它甚至可以衰減如箭頭④所示的縱向振動。
以下參照圖2A和圖2B，對本發(fā)明的該特殊發(fā)動機機架，即傾斜的液壓支承件的實施方案進行說明。
由于圖2B對應(yīng)于將圖2A的結(jié)構(gòu)關(guān)于垂直軸旋轉(zhuǎn)180度而獲得的結(jié)構(gòu)，因此圖2B中的結(jié)構(gòu)與圖2A中的結(jié)構(gòu)相同。
參照圖2A，傾斜液壓支承件20包括與車體B的一側(cè)面連接的底部金屬配件21、安裝在底部金屬配件21上的圓柱形金屬配件22、安裝在圓柱形金屬配件22上的隔膜23、將隔膜23的邊緣壓在圓柱形金屬配件22上的中間板24、形成在中間板24中的孔25和橡膠板26、安裝在中間板24上的肘管金屬配件27、安裝在肘管金屬配件27上的錐形橡膠28、一體地插入錐形橡膠28中心的中心金屬配件29、通過螺栓與中心金屬配件29連接的連接金屬配件31、一體地形成在連接金屬配件31中的螺栓32以及封裝在內(nèi)部中的工作流體33。
肘管指的是一彎管，并且肘管金屬配件22為其中由底面(水平面)和頂面(傾斜面)形成的夾角θ大約為20度的彎管。由于錐形橡膠28、中心金屬配件29和連接金屬配件31安裝在上述肘管金屬配件22的頂面上，所以螺栓32的中心線和中心金屬配件29的中心線形成一夾角θ。
當(dāng)將底部金屬配件21連接在車體B上并且將發(fā)動機16安裝在連接金屬配件31上以便通過螺栓32連接時，錐形橡膠28的中心線相對于垂直線(螺栓32的中心線)以夾角θ傾斜。
沿著錐形橡膠28的中心線產(chǎn)生最大液體運動。即，錐形橡膠28的中心線與最大阻尼產(chǎn)生軸線一致。然后，錐形橡膠28的中心線被稱為“最大阻尼產(chǎn)生軸線30”。由于最大阻尼產(chǎn)生軸線30以角度θ傾斜，所以傾斜液壓支承件20可以沿著“垂直和縱向方向”產(chǎn)生衰減現(xiàn)象。
在該圖中，參考標(biāo)號34表示一中心線，該中心線在傾斜的封裝有液體的支承件20的高度穿過在錐形橡膠的彈性中心。在討論傾斜液壓支承件20的高度的情況中，可以使用高度中心線34。
現(xiàn)在參照圖3，該圖示出垂直型液壓支承件的剖視圖。在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)布置中，由于存在常規(guī)的垂直型液壓支承件與傾斜液壓支承件結(jié)合使用的情況，所以將對其結(jié)構(gòu)進行說明。
垂直型液壓支承件40包括與車體B的側(cè)面連接的底部金屬配件41、一體形成在底部金屬配件41上的圓柱形金屬配件42、安裝在圓柱形金屬配件42上的隔膜43、使隔膜43的邊緣壓在圓柱形金屬配件42上的環(huán)44、跨在環(huán)44上的孔板45和45以及橡膠板46、安裝在環(huán)44上的錐形橡膠47、一體插入錐形橡膠47中心的中心金屬配件48、一體形成在中心金屬配件48中的螺栓49以及封裝在內(nèi)部中的工作流體50。
當(dāng)將底部金屬配件41連接在車體B上并且將發(fā)動機16安裝在金屬配件48上以便通過螺栓49連接時，可以使“垂直振蕩”衰減。
接下來將對發(fā)動機機架的示例性布置進行說明。在本發(fā)明中，發(fā)動機機架采用三種機架組件的組合，包括參照圖2A和2B所述的傾斜液壓支承件20、參照圖3所述的垂直型液壓支承件40以及橡膠機架。在該情況中，由于橡膠機架是通用部件，所以省略了該結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。該結(jié)構(gòu)這樣制成，即，彈性橡膠是主要部件，其中沒有密封任何液體，并且衰減性能大約為垂直型液壓支承件40的十分之一。
在圖4A和4B和下面的附圖中，傾斜液壓支承件20由方框中的V的符號和從上右角傾斜伸出的箭頭表示。垂直型液壓支承件40由方框中的V符號表示。橡膠機架60由方框符號表示。另外，在那些附圖中，參考符號x表示車輛的后面；參考符號y表示車輛的右面；以及參考符號z表示車輛的上面。
現(xiàn)在，參照示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施方案的橫置發(fā)動機機架的俯視圖的圖4A和示出了沿著箭頭b-b方向看的發(fā)動機機架的圖4B。
在圖4A中，參考標(biāo)號16表示橫置發(fā)動機，參考標(biāo)號53表示連接在該發(fā)動機16上的變速器，參考標(biāo)號54表示通過將發(fā)動機16和變速器53組合而獲得的動力裝置，參考標(biāo)號55和55表示驅(qū)動軸，參考標(biāo)號56和56表示驅(qū)動輪，并且參考標(biāo)號57表示動力裝置54的質(zhì)心。
也就是說，這里示出了一種公知的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)改變了橫置發(fā)動機16產(chǎn)生的動力以便通過驅(qū)動軸55和55傳送給驅(qū)動輪56和56。
然后，按照圍繞著動力裝置54這樣的方式布置兩個傾斜液壓支承件20和20、一個垂直型液壓支承件40以及兩個橡膠機架60和60。
如在圖4B中所示，橡膠機架60和60支承變速器53。
接下來，參照表示一對比例的圖5A和表示第一實施方案的圖5B。
在圖5A中，傾斜液壓支承件20布置在動力裝置54的整個寬度W之外。由于圍繞著質(zhì)心57組合了縱向平行運動和偏轉(zhuǎn)運動，所以認(rèn)為動力裝置54的縱向振動(沿著X方向的振動)被施加在傾斜液壓支承件20上。
由于沿著橫向方向從質(zhì)心57到傾斜液壓支承件20的距離L1較大，所以偏轉(zhuǎn)運動增加，并且縱向平行運動反而降低。由于在傾斜液壓支承件20中沿著縱向方向的位移隨著縱向平行運動的降低而減小，所以就不可能通過液壓支承件20充分地產(chǎn)生衰減能力。
在圖5B中，沿著橫向方向從質(zhì)心57到傾斜液壓支承件20的距離L2減小。也就是說，至少一個傾斜液壓支承件20布置在動力裝置54的整個寬度之內(nèi)。因此，距離L2變得較小，并且在傾斜液壓支承件20中沿著縱向方向的位移增加，并且衰減量增加。
由于傾斜液壓支承件20主要衰減了垂直振動并且對于縱向振動具有較小的衰減能力，所以可以通過使距離L2變小并且增大沿著縱向方向的位移來促進采用傾斜液壓支承件20的效果。
也就是說，根據(jù)第一實施方案，提供了一種用于橫置發(fā)動機的支承結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)支承如此布置的橫置發(fā)動機16，從而使曲柄軸通過發(fā)動機機架與車輛縱向軸線11垂直并且與車體側(cè)面水平地取向，其特征在于，發(fā)動機機架包括至少一個傾斜液壓支承件20，其中封裝有工作流體并且最大阻尼產(chǎn)生軸線相對于垂直線成預(yù)定夾角地傾斜，并且傾斜液壓支承件20布置在包括有橫置發(fā)動機16和變速器53的動力裝置54的整個寬度W之內(nèi)。
回到圖2，由于包括在發(fā)動機機架中的至少一個傾斜液壓支承件20構(gòu)成為最大阻尼軸線30相對于垂直線以θ傾斜，所以可以衰減垂直振幅和縱向振幅。構(gòu)成材料與在圖3中所示的傳統(tǒng)垂直型液壓支承件40相差不是很大，由此可以限制制造成本的增加，并且還抑制了尺寸增加。
另外，為了滿足傾斜液壓支承件20的性能，如在圖5B中所示一樣將液壓支承件20布置在動力裝置54的整個寬度W之內(nèi)。
縱向振動以這種方式作用于傾斜液壓支承件20上，即圍繞動力裝置54的質(zhì)心57組合縱向平行運動和偏轉(zhuǎn)運動。
當(dāng)將液壓支承件20布置在動力裝置54的整個寬度W內(nèi)部時，可以使偏轉(zhuǎn)運動足夠小，并且縱向平行運動變大，從而施加在傾斜液壓支承件20上的縱向振動變大，并且可以充分地示出了傾斜液壓支承件20的衰減能力。
這樣就可以通過采用液壓支承件20并且設(shè)計布置位置來提供優(yōu)選用于橫置發(fā)動機16的發(fā)動機支承結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在參照示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的橫置發(fā)動機機架的俯視圖的圖6A以及說明了沿著箭頭b-b方向看到的發(fā)動機機架的圖6B。由于在這些附圖中所使用的參考標(biāo)號與在圖4A和4B中所使用的相同，所以其說明將省略。
如在圖6A中所示一樣，傾斜液壓支承件20布置在動力裝置54的后面并且位于整個寬度W內(nèi)部。垂直型液壓支承件40布置在動力裝置54的前面。
另外，如在圖6B中所示一樣，按照與穿過動力裝置54的質(zhì)心57的水平線58基本一致的方式確定傾斜液壓支承件20的高度。傾斜液壓支承件20的高度中心線是在圖2中由數(shù)字34表示的直線。使中心線34與水平線58一致或與之接近。
現(xiàn)在，參照說明了第二實施方案的操作的圖7A和7B。更具體地說，圖7A示出了對比例的俯視圖，而圖7B示出了本實施方案。
如在圖7A中所示一樣，示例性的傾斜液壓支承件20布置在比質(zhì)心57低距離H1的位置處。在質(zhì)心57中的縱向振動(沿著x軸線方向的振動)隨著距離H1的增加而力矩變大，以施加在傾斜液壓支承件20上。由于存在傾斜液壓支承件20，所以認(rèn)為動力裝置54對應(yīng)于支承點而圍繞著傾斜液壓支承件20轉(zhuǎn)動。
在圖7B中，由于傾斜液壓支承件20的高度與質(zhì)心57的高度對準(zhǔn)，所以可以使傾斜液壓支承件20完全承受縱向振動。由于傾斜液壓支承件20的存在，所以動力裝置54不會與支承點對應(yīng)而圍繞著傾斜液壓支承件20轉(zhuǎn)動。
也就是說，在第二實施方案中，傾斜液壓支承件20的特征在于，該傾斜液壓支承件20布置在與動力裝置54的質(zhì)心57基本上相同的高度處。
在動力裝置54的質(zhì)心57和傾斜液壓支承件20之間存在高度差的情況中，其大小與高度差成比例的縱向力施加在傾斜液壓支承件20上。
然后在第二實施方案中，通過取消高度差增大了施加在傾斜液壓支承件20上的縱向力，從而產(chǎn)生出液壓支承件的衰減能力。
接下來參照示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施方案的用于橫置發(fā)動機的發(fā)動機機架的俯視圖的圖8A和沿著圖8A的箭頭b-b的方向看到的發(fā)動機機架的圖8B。
如在圖8A中所示一樣，傾斜液壓支承件20F和20R布置在動力裝置54的前面和后面。這些傾斜液壓支承件20F和20R布置在動力裝置54的整個寬度W之內(nèi)。
如在圖8B中所示一樣，后傾斜液壓支承件20R布置在位于質(zhì)心57上方距離H2的位置處，并且前傾斜液壓支承件20F布置在位于質(zhì)心57下面距離H3的位置處。
在距離H2基本上等于距離H3的情況中，可以抵消這些力矩，并且可以使傾斜液壓支承件20F和20R完全承受縱向振動。
也就是說，第三實施方案的特征在于設(shè)有多個傾斜液壓支承件20F和20R，并且在這些傾斜液壓支承件20F和20R的平均高度基本等于動力裝置54的質(zhì)心57的高度。
在傾斜液壓支承件的數(shù)目為復(fù)數(shù)的情況中，不必使所有傾斜機架與動力裝置的質(zhì)心的水平面對準(zhǔn)，只要使所有傾斜機架高度的平均值與質(zhì)心的高度對準(zhǔn)就足夠了。這是因為根據(jù)高度差產(chǎn)生出的力矩可相互抵消。
根據(jù)第三實施方案，由于各個傾斜液壓支承件可以比較自由地選擇高度，所以提高了在布置傾斜液壓支承件的自由度。
下面參照示出了橫置發(fā)動機的發(fā)動機機架的比較例的頂視圖的圖9A和示出了根據(jù)本發(fā)明第四實施方案的用于橫置發(fā)動機的發(fā)動機機架的頂視圖的圖9B。
圖9A類似于圖5B。傾斜液壓支承件20位于動力裝置54的整個寬度W內(nèi)部，但是沿著橫向方向到質(zhì)心57的距離L3較大，近似于整個寬度W的一半。雖然這是允許的尺寸，但是產(chǎn)生出與距離L3成比例的較大偏轉(zhuǎn)運動，并且將較小的縱向振動施加在傾斜液壓支承件20上。因此，不可能產(chǎn)生足夠的阻尼能力。
在圖9B中，傾斜液壓支承件20布置成能夠使得沿著橫向方向從質(zhì)心57到傾斜液壓支承件20的距離L4接近零。與圖9A相比，沿著縱向方向的輸入在傾斜液壓支承件20中變得更大，可以產(chǎn)生較大衰減，并且降低了發(fā)動機的振動。
也就是說，第四實施方案的特征在于傾斜液壓支承件20在平面圖中布置在穿過動力裝置54的質(zhì)心57的車輛縱向軸線11上或其附近。
縱向振動以這種方式作用于傾斜液壓支承件上，即圍繞動力裝置的質(zhì)心將縱向平行運動和偏轉(zhuǎn)運動組合。當(dāng)將傾斜液壓支承件布置在穿過動力裝置的質(zhì)心的車輛縱向軸線上或其附近時，偏轉(zhuǎn)運動近似為零，可以有效地將發(fā)動機的縱向平行運動傳送給液壓支承件，并且還能有效地產(chǎn)生傾斜液壓支承件的衰減性能。
但是，鑒于該布置，存在這樣的情況，即，難以根據(jù)排氣管道、車體、副車架或變速箱的間隙關(guān)系而將傾斜液壓支承件20設(shè)置在穿過動力裝置54的質(zhì)心57的車輛縱向軸線11上或其附近。在那時，下一個圖10A和10B為根據(jù)本發(fā)明第五實施方案的用于橫置發(fā)動機的發(fā)動機機架的視圖。
在圖10A和10B中，傾斜液壓支承件20和20圍繞著質(zhì)心57布置在左右側(cè)，并且將沿著橫向方向從質(zhì)心57到左右傾斜液壓支承件20和20的距離L5和L6設(shè)定為基本相同。通過設(shè)定成基本相同，從而可以抵消預(yù)期將對應(yīng)于支承點在左右發(fā)動機機架周圍產(chǎn)生的左右偏轉(zhuǎn)運動。因此，可以獲得與將傾斜液壓支承件20設(shè)置在穿過質(zhì)心57的車輛縱向軸線11上或其附近的情況相同的效果。
也就是說，第五實施方案的特征在于，傾斜液壓支承件在平面圖中布置在穿過動力裝置質(zhì)心的車輛縱向軸線的左右側(cè)，并且將從車輛縱向軸線到左傾斜液壓支承件的距離設(shè)定為與從車輛縱向軸線到右傾斜液壓支承件的距離基本上相同。
當(dāng)傾斜液壓支承件的數(shù)目為復(fù)數(shù)，則不必將所有傾斜機架布置在穿過動力裝置質(zhì)心的車輛縱向軸線上或其附近，使從車輛縱向軸線到左傾斜液壓支承件的距離與從車輛縱向軸線到右傾斜液壓支承件的距離對準(zhǔn)就足夠了。這是因為左右力矩被抵消。
根據(jù)第五實施方案，由于可以比較自由地選擇沿著橫向方向距離質(zhì)心的布置位置，從而可以提高布置傾斜液壓支承件的自由度。
接下來參照示出了根據(jù)本發(fā)明第六實施方案的用于橫置發(fā)動機的發(fā)動機機架的圖11A和11B。
在圖11A中，傾斜液壓支承件20和20按照倒V形的方式布置在動力裝置54的前后側(cè)。
在圖11B中，傾斜液壓支承件20和20按照V形的方式布置在動力裝置54的前后側(cè)。
接下來，將參照示出了作為比較例的發(fā)動機機架的圖12A和示出了根據(jù)本發(fā)明第六實施方案的發(fā)動機機架的圖12B對根據(jù)本發(fā)明第六實施方案的用于橫置發(fā)動機的發(fā)動機機架的操作進行說明。
在圖12A的比較例中，前后傾斜液壓支承件20和20兩者都傾斜以便向前上升。因此，產(chǎn)生出動力裝置54的縱向振動以便如由箭頭A所示一樣向前下降。在包括在傾斜液壓支承件20和20中的錐形橡膠漲大的情況中，動力裝置54向前少量永久偏移，并且發(fā)動機16的曲柄軸向前移動。在防振措施上動力裝置從預(yù)定位置向前或向后移動不是優(yōu)選的。
在該視圖中，根據(jù)圖12B中的結(jié)構(gòu)，由于一對傾斜液壓支承件20和20以相對的方式布置，所以錐形橡膠的永久應(yīng)變被消除，從而動力裝置54不會永久向前或向后移動。
也就是說，第六實施方案的特征在于，傾斜液壓支承件20和20如在圖12B中所示一樣在平面圖中布置在穿過動力裝置54的質(zhì)心57的車輛橫軸(沿著穿過點57的前后方向延伸的軸線)的前后側(cè)(在圖上的左右側(cè))中，并且前傾斜液壓支承件和左傾斜液壓支承件20和20如此布置，從而使最大阻尼產(chǎn)生軸線30和30形成V形或倒V形。
當(dāng)將重復(fù)負(fù)載施加在橡膠上并且來自發(fā)動機的熱量施加在其上時，橡膠由于蠕變現(xiàn)象而漲大。在傾斜液壓支承件中，在頂部中的錐形橡膠傾斜。由于上述永久應(yīng)變，錐形橡膠的頂面縱向運動，即在車輛的向前或向后方向少量運動。因此，傾斜液壓支承件的支承表面在前面或后面中移動，并且橫置發(fā)動機的位置改變。存在這樣一個可能性，這種變化導(dǎo)致從發(fā)動機傳遞給車體的振動增加。
在該視圖中，根據(jù)第六實施方案，由于一對傾斜液壓支承件按照相對的方式或背對背的方式布置，所以可以抵消向前和向后運動，這使得能夠防止產(chǎn)生問題。
接下來，將對根據(jù)本發(fā)明的傾斜液壓支承件20的衰減性能進行說明。
圖13為分析阻尼性能所需要的曲線圖，其中水平軸線x對應(yīng)于縱向方向，而垂直軸線z對應(yīng)于垂直方向。θ為傾斜角，Ki(0)為沿著阻尼軸線的方向的彈性損失(loss spring)，Ki(x)為沿著縱向方向的彈性損失，而Ki(z)為沿著垂直方向的彈性損失。
從該圖中可以看出，建立了公式Ki(x)＝Ki(0)×sinθ。
相反，當(dāng)將沿著阻尼軸線的方向的振幅設(shè)定為L(0)，且沿著縱向的振幅設(shè)定為L(x)時，則按照同樣的方式建立公式L(x)＝L(0)×sinθ。
如果沿著縱向的能量衰減量為E(x)，該E(x)與Ki(x)×L(x)成正比。由于建立了公式Ki(x)＝Ki(0)×sinθ，L(x)＝L(0)×sinθ，因此沿著縱向的能量衰減量為E(x)與Ki(0)×sinθ×L(0)×sinθ＝E(0)×sin2θ成正比。
為了方便起見，將沿著縱向的能量衰減量表示為E(x)＝E×sin2θ。
關(guān)于垂直方向，只需將x變?yōu)閦和將sinθ變?yōu)閏osθ，因此將沿著垂直方向的能量衰減量表示為E(z)＝E×cos2θ。
現(xiàn)在參考圖14的曲線圖，顯示了本發(fā)明的第七實施方案，其中水平軸表示θ，垂直軸表示能量衰減量。通過公式E(x)＝E×sin2θ獲得曲線E(x)。
由于設(shè)置發(fā)動機機架來主要衰減垂直振動，因此主操作是垂直振動衰減，副操作是縱向振動衰減，即使在傾斜液壓支承件20中也是如此。
根據(jù)經(jīng)驗，希望確保3.0％的縱向振動衰減。由于在垂直軸上的0.03對應(yīng)于3.0％，如果以傾斜角θ表示的話，則θ＝10度為下限。
然后，根據(jù)第七實施方案，傾斜液壓支承件的特征在于，傾斜液壓支承件沿著車輛縱向軸線傾斜，并且傾斜角不小于10度。
傾斜角的大小確定了沿著傾斜液壓支承件的縱向方向的衰減性能的大小。當(dāng)傾斜角低于10度時，沿著縱向方向的衰減性能變得過小。因此，必須將傾斜角設(shè)定為等于或大于10度。
現(xiàn)在參照說明根據(jù)本發(fā)明第八實施方案的圖15的曲線圖，其中水平軸線表示θ，垂直軸線表示衰減能量的量。向上傾斜曲線通過公式E(x)＝E×sin2θ，并且向下傾斜曲線由公式E(z)＝E×cos2θ獲得。
當(dāng)車輛在不規(guī)則路面上行駛時，車體的垂直加速度和縱向加速度之間的關(guān)系隨著路面形狀和懸掛系統(tǒng)的規(guī)格而改變。但是，根據(jù)本發(fā)明人的研究，垂直加速度和縱向加速度之間的比例在15∶1和2∶1的范圍內(nèi)是恰當(dāng)?shù)摹?br> 在比例為2∶1時，數(shù)字1為縱向分量，并且垂直分量不會再降低。這是因為發(fā)動機機架最初構(gòu)成為用來衰減垂直振動。
比例15∶1對應(yīng)于傾斜角15度，并且比例2∶1對應(yīng)于傾斜角35度。
也就是說，第八實施方案的特征在于，傾斜角在15度和35度之間的范圍內(nèi)。
如果傾斜角等于或大于15度，則進一步提高了沿著縱向方向的衰減性能。但是，沿著垂直方向的衰減性能隨著沿著縱向方向的衰減性能的增加而降低。因此，將傾斜角的上限設(shè)定為35度。
圖16為根據(jù)本發(fā)明第九實施方案的示意圖。傾斜液壓支承件20F和20R布置在動力裝置54的前后側(cè)。
傾斜液壓支承件20F和20R布置用來衰減除了垂直振動之外的縱向振動。因此，傾斜液壓支承件20F和20R中的至少一個最好這樣構(gòu)成，從而使得衰減特性的阻尼峰值頻率類似于具有橫置發(fā)動機的動力裝置的縱向諧振頻率。如此設(shè)置傾斜液壓支承件20F和20R，從而在具有橫置發(fā)動機的動力裝置的縱向諧振頻率為L時，阻尼峰值頻率與在0.6L至1.5L的范圍中(優(yōu)選在0.7L至1.3L的范圍中)的頻率對準(zhǔn)。
也就是說，第九實施方案的特征在于，在動力裝置的諧振頻率中沿著車輛縱向軸線的分量被稱為縱向諧振頻率的情況中，至少一個傾斜液壓支承件的峰值頻率設(shè)定為接近動力裝置的縱向諧振頻率。
各種頻帶中的振動施加在發(fā)動機機架上。其中，動力裝置的縱向諧振頻率是最重要的頻率，并且它在抑制發(fā)動機沿著縱向方向振蕩并且抑制車體沿著縱向方向振動的方面中是有效的，因此提供與上述縱向諧振頻率相對應(yīng)的至少一個傾斜液壓支承件。
另外，本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在如所示一樣布置前后傾斜液壓支承件20F和20R的情況中，例如將后傾斜液壓支承件20R的阻尼峰值頻率設(shè)定為接近動力裝置的縱向諧振頻率，但是前傾斜液壓支承件20F可以根據(jù)另一種設(shè)定而帶來新的效果。
在施加在發(fā)動機機架上的各種振動中，從輪胎通過懸掛裝置施加的非懸掛縱向諧振頻率變得重要。由于在投入到實際應(yīng)用的車輛中實際測量的結(jié)果，非懸掛的縱向諧振頻率被確認(rèn)為高于動力裝置的縱向諧振頻率的2-15Hz。因此，將前傾斜液壓支承件20F的阻尼峰值頻率設(shè)定為比后傾斜液壓支承件20R高至少2Hz。
也就是說，根據(jù)第十實施方案，該傾斜液壓支承件的特征在于，設(shè)有多個傾斜液壓支承件，將第一傾斜液壓支承件的峰值頻率設(shè)定為接近動力裝置的縱向諧振頻率，并且第二傾斜液壓支承件的峰值頻率比第一傾斜液壓支承件高至少2Hz。
在該情況中，雖然傾斜液壓支承件20基于在圖2A和2B中所述的結(jié)構(gòu)，但是可以通過使在圖3中所述的垂直型液壓支承件40整個傾斜角度θ來代替傾斜液壓支承件20。
但是，由于通過使垂直型液壓支承件40整個傾斜角度θ來使螺栓49傾斜，所以必須在發(fā)動機的側(cè)面中形成斜面以便提供傾斜的螺栓孔，由此增加了發(fā)動機的成本。根據(jù)在圖2中的結(jié)構(gòu)，傾斜液壓支承件20導(dǎo)致輕微的成本增加，但是可以將發(fā)動機側(cè)保持在普通的結(jié)構(gòu)中。
權(quán)利要求
1.一種支承結(jié)構(gòu)，用于在車體上通過發(fā)動機機架支承具有與車輛縱向軸線(11)成直角水平放置的曲柄軸(15)的橫置發(fā)動機(16)，其特征在于，所述發(fā)動機機架包括至少一個傾斜液壓支承件(20)，其中封裝有工作流體(33)并且最大阻尼產(chǎn)生軸線(30)相對于垂直線傾斜預(yù)定角度，并且所述傾斜液壓支承件設(shè)置在包括橫置發(fā)動機和變速器(53)的動力裝置(54)的整個寬度之內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述傾斜液壓支承件(20)布置在與所述動力裝置(54)的質(zhì)心(57)基本相同的高度處。
3.如權(quán)利要求1所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述至少一個傾斜液壓支承件(20)是多個，并且這些傾斜液壓支承件的高度的平均值與所述動力裝置(54)的質(zhì)心(57)的高度基本相同。
4.如權(quán)利要求1或2所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述傾斜液壓支承件(20)如在俯視圖中所看到的一樣布置在穿過所述動力裝置(54)的質(zhì)心(57)的車輛縱向軸線(11)上或其附近。
5.如權(quán)利要求3所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述傾斜液壓支承件(20)如在俯視圖中所看到的一樣布置在穿過所述動力裝置(54)的質(zhì)心(57)的車輛縱向軸線(11)的左右側(cè)，并且在車輛縱向軸線和左液壓支承件之間的距離設(shè)定為與在車輛縱向軸線和右液壓支承件之間的距離基本相等。
6.如權(quán)利要求3或5所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述傾斜液壓支承件(20)如在側(cè)視圖中所看到的一樣布置在穿過所述動力裝置(54)的質(zhì)心(57)的車輛橫軸的前后側(cè)，并且所述的前、后傾斜液壓支承件布置成使最大阻尼產(chǎn)生軸線(30)形成V形或者倒V形。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述傾斜液壓支承件(20)相對于車輛縱向軸線(11)傾斜，并且傾斜角不小于10度。
8.如權(quán)利要求7所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述傾斜角在15度和35度之間的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1或2所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)發(fā)動機的諧振頻率中沿著車輛縱向軸線(11)的分量被稱為動力裝置(54)的縱向諧振頻率時，所述至少一個傾斜液壓支承件(20)的阻尼峰值頻率設(shè)定為接近動力裝置的縱向諧振頻率。
10.如權(quán)利要求3、5、6、7或8中任一項所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述至少一個傾斜液壓支承件(20)由多個傾斜液壓支承件(20)構(gòu)成，第一傾斜液壓支承件的阻尼峰值頻率設(shè)定為接近動力裝置(54)的縱向諧振頻率，并且將第二傾斜液壓支承件的阻尼峰值頻率設(shè)定為比所述第一傾斜液壓支承件高至少2Hz。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種支承結(jié)構(gòu)，用于在車體上通過發(fā)動機機架支承具有垂直于車輛縱向軸線(11)水平放置的曲柄軸(15)的橫置發(fā)動機。該發(fā)動機機架包括至少一個傾斜液壓支承件(20)，其中封裝有工作流體(33)并且最大阻尼產(chǎn)生軸線(30)相對于垂直線傾斜預(yù)定角度。傾斜液壓支承件設(shè)置在包括橫置發(fā)動機和變速器(53)的動力裝置(54)的整個寬度之內(nèi)。
文檔編號F16F13/10GK1510326SQ20031011306
公開日2004年7月7日 申請日期2003年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者宮本康生, 雷納·海斯, 海斯 申請人:本田技研工業(yè)株式會社, Nok株式會社