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CN1273317C - 用于车辆的变速箱安装结构 - Google Patents

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Abstract

一种用于将与一个横向安装的发动机的一端连接的变速箱(11)安装到车体上的变速箱安装结构(37)，包括一个用于减小垂直方向振动和转动方向振动的弹性的主振动阻尼元件(56)，以及一个在直径或厚度上小于主振动阻尼元件并在与转动方向基本垂直的方向上延伸的弹性的副振动阻尼元件(57)。副振动阻尼元件在其纵向中心部分处具有一个收缩部分(75)，该收缩部分具有比副振动阻尼元件的其它部分小的截面。

Description

用于车辆的变速箱安装结构
技术领域
本发明涉及一种车辆变速箱安装(transmission mount)结构的改进。
背景技术
目前已知各种车辆变速箱安装结构，其中变速箱支撑在一个单一点上，而与该变速箱一同构成车辆动力单元的发动机支撑在两个点上。这种已知变速箱安装结构的一个例子公开在日本专利申请公开特开平-10-309945中。
如图7所示，该公开的变速箱安装结构包括：一个安装元件107，安装元件107的一端连接于一个与变速箱101一端连接的安装支架103，其另一端连接于一个与车辆底盘架104连接的安装支架108。变速箱101连接一个横向安装的发动机100的输出端。一个安装元件105通过一个安装支架102连接到发动机100的前端部分，并通过一个安装支架109连接到底盘架104。类似地，一个安装元件106通过一个安装支架102连接于由发动机100和变速箱101构成的动力单元的后端部分，并通过安装支架109与底盘架104连接。每个安装元件105、106、107的至少一端由弹性材料例如橡胶制成并形成一个弹性隔震体。
在这种配置中，安装元件105、106、107需要同时隔离在车辆行驶中所产生的垂直方向的振动以及由于发动机100的加速度、减速度和怠速产生的转动方向的振动，并需要限制动力单元(即一个组合的发动机一变速箱总成)相对与底盘架104的不适当的位移。“转动方向”是指由于发动机转动力矩导致的动力单元转动运动的方向。
当试图通过设在变速箱101一端的安装元件107来减小在垂直方向的振动时，一种常规的方法是增大安装元件107的弹性端部分(隔震体)在水平方向上的截面积。通过这种水平截面积的增大，增大了弹性隔震体的弹簧常数并可增强其位移限制功效。然而，由于该弹性隔震体转动方向上的弹簧常数也随着该弹性隔震体的水平截面积的增大而增大，安装元件107不再可能有效地降低在转动方向上的振动和位移。从而，很难获得一个垂直方向弹簧常数和转动方向弹簧常数的良好组合。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种车辆变速箱安装结构，该结构能够同时显著地降低由发动机和变速箱构成的动力单元在垂直方向的振动和转动方向上的振动。
根据本发明，提供一种用于将与一个沿车辆横向安装的发动机的一端连接的变速箱安装到车体上的变速箱安装结构，包括一个用于减小垂直方向振动和转动方向振动的弹性的主振动阻尼元件，其中所述转动方向是指由于发动机转动力矩导致的动力单元转动运动的方向，以及一个在直径或厚度上小于主振动阻尼元件并在相对于转动方向垂直的方向上延伸的弹性的副振动阻尼元件，副振动阻尼元件在其纵向中心部分处具有一个收缩部分，该收缩部分具有比副振动阻尼元件的其它部分小的截面。
该相对地薄且中心收缩的弹性的副振动阻尼元件具有在由发动机和变速箱组成的动力单元的转动方向上的小的弹簧常数，该变速箱安装结构可以将车体与由于发动机的加速度、减速度和怠速产生的转动方向的振动相隔离。主、副振动阻尼元件结合使用而在垂直方向上保持一个较大的弹簧常数，从而变速箱安装结构可有效隔离动力单元在低频范围的振动并由此保证乘坐舒适。
在本发明的一个较佳实施例中，弹性的主振动阻尼元件和副振动阻尼元件在车辆纵向上间隔。较佳地，副振动阻尼元件具有一个基本垂直延伸的轴线，且所述主振动阻尼元件具有一个向副振动阻尼元件的轴线倾斜的轴线，从而所述主振动阻尼元件的轴线在其顶端接近所述副振动阻尼元件的轴线。
该变速箱安装结构进一步包括一个用于连接车体的车体侧支架和一个用于连接变速箱的变速箱侧支架，该车体侧支架和变速箱侧支架通过主、副振动阻尼元件连接在一起。由于主、副振动阻尼元件与车体侧和变速箱侧支架一体构造，该变速箱安装结构作为一个整体易于安装到车体上。
较佳地，车体侧支架可以具有一个水平延伸的端部和一个从端部伸出并处于比端部高的平面上的端部延伸部，副振动阻尼元件具有一个从端部延伸部的底面向外伸出、向下超出该端部的底面的水平位置的下端部。当车体侧支架连接到车体而该端部与车体的一个表面平齐时，端部延伸部构成了一个易于受到振动的悬臂结构。然而在这种情况下，弹性的副振动阻尼元件的向外伸出的下端部被轴向压缩，且由于如此变形或预加载的下端部的弹性，动力单元的振动被隔离且不会传递到端部延伸部上。
附图说明
以下，仅通过结合附图的示例，详细介绍本发明的一个优选结构实施例，其中：
图1是显示一个发动机室内部的俯视图，其中通过使用包括本发明变速箱安装结构的安装系统或结构安装有一个车辆动力单元；
图2是图1的侧视图，显示通过两个变速箱底部安装件支撑的动力单元变速箱的一端，其中一个底部安装件构成本发明的变速箱安装结构；
图3是图2的局部放大图，显示一个构成本发明变速箱安装结构的变速箱底部安装件的结构细节；
图4是包括一个副安装橡胶的变速箱安装结构的部分放大垂直截面图；
图5A和图5B是变速箱底部安装件的操作的示意图；
图6A和图6B是类似于图4的截面图，但显示了副安装橡胶在剪切断裂后的动作；
图7是显示用于包括一个变速箱的车辆动力单元的现有安装结构的俯视图。
具体实施方式
现在特别地参见图1，图1显示了一个发动机室内部的俯视图，其中安装有一个通过使用包括本发明变速箱安装结构的安装系统的动力单元13。车辆动力单元13包括一个横向安装的发动机10和一个与发动机10的输出端连接或一体装配的变速箱11。尽管未示出，发动机10具有一个在车辆横向上延伸的曲轴。上述装配的发动机10和变速箱11由副车架12和左、右前侧车架(仅左前侧架示出并由标号15标明)支撑。
副车架12是一个由下列构件连接形成：在车辆的纵向或前后方向上延伸的左、右纵向副车架元件21、22，分别在其前端和后端连接纵向副车架元件21、22的前、后横梁23、24，与左纵向副车架元件21和前横梁23之间的连接部相连接的左侧板26，与右纵向副车架元件22和前横梁23之间的连接部相连接的右侧板27。副车架12作为一个整体安装在左、右前侧架上。
为了支撑由发动机10和变速箱11构成的动力单元13，使用了多个安装件。这些安装件是：一个设置在动力单元13的前部的基本上中心部分的下方的前安装件31，一个设置在动力单元13的后部的基本上中心部分的下方的后安装件32，一个设置在发动机10的远离变速箱11的一侧的发动机侧安装件33，一个设置在变速箱11的位于远离发动机10的一端的上方的传动箱顶部安装件34，和设置在变速箱11的该远端部分下方的传动箱底部安装件36、37。
变速箱底部安装件37由本发明的变速箱安装结构组成。变速箱底部安装件37的一端直接连接到变速箱11的侧壁，且另一端连接到副车架12的左纵向副车架元件21。副车架12构成部分车体。
示于图1的标号41标明一个发动机的进气歧管，标号42标明一个连接到发动机10的排气歧管(未示)的排气管。类似地，标号45标明一个通过支架46交叉连接到纵向副车架元件21、22的稳定件，标号47标明一个悬架臂。
如图2所示，变速箱底部安装件36、37的每一个都连接在变速箱11的底部和副车架12的左纵向副车架元件21的顶面之间。变速箱底部安装件36、37在车辆的纵向上间隔且本发明的变速箱底部安装件37设置在变速箱底部安装件36的后方。标号51标明一个用于连接车辆的一个驱动轴(未示)的变速箱11的输出轴。
如图3所示，变速箱底部安装件37(构成本发明的变速箱安装结构)包括：一个用于连接车体的副车架12(图2)的底部支架53，一个用于连接到动力单元13的变速箱11(图2)的顶部支架54，以及一套用弹性材料例如橡胶制成、在不同位置弹性连接两个支架53、54的主、副振动阻尼元件或阻尼器56、57。为了方便，下面将底部和顶部支架53、54分别称为“车体侧支架”和“变速箱侧支架”，弹性的主、副振动阻尼器56、57分别称为“主安装橡胶”和“副安装橡胶”。
车体侧支架53具有：一个水平的前部61，一个邻近该前部61并从前部61的后端向上倾斜(sloping)的倾斜中部62，一个与中部62的后端邻接的水平后部63，以及一个从前部61的前端向前延伸的前部61的前端延伸部64。车体侧支架53还设有两个从水平的前部和后部61、63垂直向下伸出的双头螺栓(stud bolt)65、65，用于相对副车架12来连接车体侧支架53。
变速箱侧支架54具有：一个倾斜的盘状基部66；一个顶部法兰67，其从基部66向上伸出；一个底部法兰68，其从基部66的后部向下伸出；和一个从基部66的前端向前延伸的基部66的水平前端延伸部69。顶部和底部法兰67、68各设有一个螺纹孔72，一个螺栓或螺钉(未示)通过螺纹孔72伸出将变速箱侧支架54连接到变速箱(图2)的侧壁上。
主安装橡胶56(构成主弹性振动阻尼器)在车体侧支架53的倾斜的中部62和倾斜的基部66的中部之间延伸，且其纵向轴线74相对于倾斜的中部62和倾斜的基部66的中部基本上为直角角度。从而，如图3所示，主安装橡胶56通常具有一个向前倾斜的姿态。该向前倾斜的主安装橡胶56可以同时支撑或承受垂直方向的载荷(即压缩和拉伸载荷)和对于主安装橡胶56的纵向轴线74成直角的转动方向的载荷(即剪切载荷)。
副安装橡胶57(构成副弹性振动阻尼器)在车体侧支架53的前端延伸部64和变速箱侧支架54的前端延伸部69之间延伸，且其纵向轴线76垂直地延伸(即对于水平延伸的前端延伸部64、69成直角)。副安装橡胶57在直径或厚度上显著地小于主安装橡胶56并在其纵向中部具有一个收缩部75，该收缩部75在直径或厚度上收缩并具有比副安装橡胶57的其它部分都小的截面。如此构造的副安装橡胶57能够承受或支撑平行于副安装橡胶57纵向轴线76方向上施加的垂直载荷(即压缩和拉伸载荷)。然而，由于其较薄的和中部收缩的结构，副安装橡胶57对于转动方向上载荷的承载作用贡献很小。图3中的附图标记“d”标明副安装橡胶57收缩中部75的外侧直径。
副安装橡胶57通过化学粘接(chemical bonding)连接到各支架53、54的前端延伸部64、69上。如图4所示，副安装橡胶57具有一个从车体侧支架53的前端延伸部64向外伸出的下端部分83。该下端部分83包括一个装配于设置在前端延伸部64中的孔85中的压缩的颈部82和一个位于前端延伸部64的底面64a上的增大的头部81。底面64a所处的平面比车体侧支架53的水平前部61的底面61a所处的平面高。向外伸出的下端部分63是这样设置的：在其自由状态(即没有载荷的情况下)，头部81向下超出前端部分61的底面61a所处位置的距离为H。通过下端部分83的如此设置，当车体侧支架53与副车架12(图2)连接而前部61的底面61a平直贴和在纵向副车架元件21的顶面使得时，头部81被纵向副车架元件21轴向压缩直到其顶部(底部见图1)与前端部分61(见图6A和6B)的底面61a平齐。通过被这样压缩或预加载的头部81的弹性，尽管前端延伸部64具有悬臂结构，其仍然可以避免振动。
下面结合图5A和5B描述变速箱底部安装件(变速箱安装结构)37的动作。如图5(A)所示，当包括有变速箱11的动力单元13在轮廓线(profile)箭头所指垂直方向振动时，变速箱底部安装件37与变速箱底部安装件36一起削弱或减小该垂直振动。在这种情况下，主安装橡胶56和副安装橡胶57均起到振动阻尼的作用来削减垂直振动。
当发动机10(图1)的加速度、减速度和怠速导致动力单元13在示于图5A中的实线弓形箭头所指的方向上转动时，变速箱底部安装件37的主安装橡胶56与变速箱底部安装件36一同作用来削弱或减小在转动方向上的振动。然而，在这种情况下，部分地由于纵向轴线76(图3)基本上相对于转动方向以直角的角度延伸，以及部分地由于收缩的中部75的存在，副安装橡胶57对于在转动方向上的振动阻尼贡献很小。
图5B显示了一个导致动力单元13在车辆前进方向上转动的状态。在这种转动状态下，副安装橡胶57受到一个剪切力。如图6A所示，当该剪切力超过一个规定值时，将在副安装橡胶57的收缩中部75发生剪切失效或断裂。一旦该剪切断裂发生，副安装橡胶57就不再可能在转动方向上起振动阻尼的作用。然而，副安装橡胶57仍能对于在示于图6B轮廓线箭头所指的垂直向下的方向上作用的压缩载荷进行承载动作。这样，图6B所示的断裂的副安装橡胶57仍能以图4所示的正常的或未被剪切的副安装橡胶基本同样的方式削弱或减小垂直振动。
综上所述，本发明的变速箱安装结构37用于将与横向安装的发动机10的一端连接的变速箱11安装到车体12上，并通常包括一个用于减小垂直方向和转动方向振动的弹性的主振动阻尼元件56，和一个在直径或厚度上小于主振动阻尼元件56并在相对于转动方向基本垂直的方向上延伸的弹性的副振动阻尼元件57。副振动阻尼元件57在其纵向中心部分处具有一个收缩部分75，收缩部分75具有比副振动阻尼元件57的其它部分小的截面。
由于较薄且中心收缩的副振动阻尼元件57在包括发动机10和变速箱11的动力单元13的转动方向上具有小弹簧常数，变速箱安装结构37能够使车体12避免由于发动机10的加速度、减速度和怠速产生的在转动方向上的过于激烈的振动。主、副振动阻尼元件56、57结合使用而在垂直方向上保持一个较大的弹簧常数，从而变速箱安装结构37可有效隔离动力单元13在低频范围的振动并保证乘坐舒适。
用于连接车体12的车体侧支架53和用于连接变速箱11的变速箱侧支架54通过主、副振动阻尼元件56、57连接。由于主、副振动阻尼元件56、57与车体侧和变速箱侧支架53、54一体构造，变速箱安装结构37作为一个整体易于安装到车体上。
车体侧支架53可以具有一个水平延伸的端部61和一个从端部61伸出并处于比端部61高的平面上的端部延伸部64，副振动阻尼元件57具有一个从端部延伸部64的底面64a向外伸出、向下超出端部61的底面61a的水平位置的下端部83。当车体侧支架53连接到车体12而其端部61与车体12的一个面平齐时，端部延伸部64构成了一个易于振动的悬臂结构。然而在这种情况下，副弹性振动阻尼元件57的向外伸出的下端部83被轴向压缩，且由于如此变形或预载的下端部83的弹性，动力单元13的振动被隔离且不会传递到端部延伸部64上。

Claims (6)

1、在具有一个沿车辆横向安装的发动机(10)和一个连接到发动机(10)一端的变速箱(11)以构成安装在车体(12)上的动力单元(13)的车辆中，用于将变速箱(11)安装到车体(12)上的变速箱安装结构(37)，该安装结构包括：
一个用于减小垂直方向的振动和转动方向的振动的弹性的主振动阻尼元件(56)，其中所述转动方向是指由于发动机转动力矩导致的动力单元转动运动的方向；以及
一个在直径或厚度上小于主振动阻尼元件(56)并在与转动方向垂直的方向上延伸的弹性的副振动阻尼元件(57)，该副振动阻尼元件(57)在其纵向中心部分处具有一个收缩部分(75)，该收缩部分具有比副振动阻尼元件(57)的其它部分小的截面。
2、根据权利要求1所述的变速箱安装结构，其特征在于，所述弹性的主振动阻尼元件(56)和副振动阻尼元件(57)在车辆纵向上间隔。
3、根据权利要求2所述的变速箱安装结构，其特征在于，所述副振动阻尼元件(57)具有一个垂直延伸的轴线(76)，且所述主振动阻尼元件(56)具有一个朝着副振动阻尼元件(57)的轴线(76)倾斜的轴线(74)，从而所述主振动阻尼元件(56)的轴线(74)在其顶端接近所述副振动阻尼元件(57)的轴线(76)。
4、根据权利要求1所述的变速箱安装结构，其特征在于，进一步包括：一个用于连接车体(12)的车体侧支架(53)和一个用于连接变速箱(11)的变速箱侧支架(54)，该车体侧支架(53)和变速箱侧支架(54)通过主、副振动阻尼元件(56，57)连接在一起，其中主振动阻尼元件(56)和副振动阻尼元件(57)在车辆纵向上间隔。
5、根据权利要求4所述的变速箱安装结构，其特征在于，所述副振动阻尼元件(57)具有一个垂直延伸的轴线(76)，且所述主振动阻尼元件(56)具有一个朝着副振动阻尼元件(57)的轴线(76)倾斜的轴线(74)，从而所述主振动阻尼元件(56)的轴线(74)在其顶端接近所述副振动阻尼元件(57)的轴线(76)。
6、根据权利要求4所述的变速箱安装结构，其特征在于，车体侧支架(53)具有一个水平延伸的端部(61)和一个从端部(61)伸出并处于比端部(61)高的平面上的端部延伸部(64)，副振动阻尼元件(57)具有一个下端部(83)，其从端部延伸部(64)的底面(64a)向外伸出并向下超出端部(61)的底面(61a)的水平位置。
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