汽车发动机悬置的轻量化外壳及自压缩组装方法与流程

1.本发明涉及发动机悬置系统领域，具体地，涉及一种汽车发动机悬置的轻量化外壳及自压组装方法。


背景技术：

2.现有的发动机悬置一般为金属橡胶结构，一般由硫化体插入到底座中，再在底座的后部翻折硫化体插入的安装板，从而组装成发动机悬置。硫化体包括上安装座和安装板并和橡胶硫化成一体。上安装座和底座一般为钢或铝材质，安装板为钢板材质。由于发动机悬置受载较大且工况复杂，钢材或铝材（结构比钢材要加强）的悬置结构较强，产品大且笨重，而且现在的悬置组装需要将安装板进行翻折，工序复杂，成本较高，同时悬置的可靠性不高等问题。
3.为了解决发动机悬置外壳轻量化的问题，用复合材料是一种方法，但是复合材料的强度与钢材或铝材低，不符合实际工况的使用要求。
4.经检索，目前关于发动机悬置的结构设计，大多是结构上的设计，并未检索到从材料方向入手进行轻量化的发动机悬置的方案。
5.其中，cn 209581118 u公开了发动机前悬置总成由内骨架、外骨架、橡胶通过硫化粘结在一起，所述发动机前悬置总成通过螺栓和车架连接。产品内外骨架硫化一体，橡胶结构变小，降低了悬置重量；同时悬置橡胶结构三向刚度比分布较好，可以提高整车的隔振率。此种新型的复合悬置，提高了整车的nvh，实现整车节能减排和轻量化目标。
6.cn208793092u公开了发动机前后减震垫，为满足整车轻量化需求而开发设计，采用压铸铝发动机悬置减震垫，克服了传统产品笨重，结构简单，橡胶刚度不足的缺点，并且在外壳体和内腔壳体之间设置内外衔接部件，减小减震垫自身载荷和扭矩力，大大提高了减震垫的使用寿命。
7.上述均是在结构上对发动机悬置进行轻量化。因此从材料本身出发进行轻量化的研究可以为汽车发动机悬置的轻量化研究提供新思路，在实际生产中具有重大意义。


技术实现要素：

8.针对现有技术的不足，本发明提供一种汽车发动机悬置的轻量化外壳，其主要从材料和结构两方面进行替换和改进，在保产品使用性能的前提下，极大程度地满足产品轻量化。本发明的轻量化外壳通过结构设计可以提高外壳的承载能力和可靠性，增强产品的使用性能和使用寿命。
9.本发明为解决上述问题所采用的技术手段为：公开汽车发动机悬置的轻量化外壳，将汽车发动机悬置外壳的金属材料替换成复合材料，从而保证产品轻量化的问题，所述汽车发动机悬置外壳设置减重结构，以减轻产品的重量。
10.本发明的汽车发动机悬置的轻量化外壳旨在解决外壳轻量化的问题。将金属材料
替换成复合材料，但原有的金属材料和替换的复合材料的性能上有很多差异，并不能达到产品的使用强度的需求。因此本发明提供一种适用于发动机悬置外壳用的复合材料，并通过实验得出其符合使用要求的性能要求，给该领域轻量化在复合材料使用方面填补了空白。同时，本发明中还在复合材料的结构上设计了强度强化，得到轻质和使用可靠的产品。
11.进一步地，所述汽车发动机悬置外壳为中空腔体；包括底座和与底座相对设置的前端面，所述底座具有朝向所述中空腔体的内壁面的后端面及连接于所述后端面的侧面连接板；所述减重孔分布在前端面内。本发明中的前端面设置在底板的一端，与底板呈竖直设置，后端面同样竖直设置在底板的另一端，前端面的减重孔与底板竖直设置，减重孔可以为多组，减重孔之间不连通，为了加工方便可以将减重孔由前端面的顶部向底板方向开设。
12.进一步地，所述底座、前端面、侧面连接板设置在底板上，所述底板设置有网格空向，以减轻产品的重量。底板主要起到连接各部分结构和支撑限位作用，产品在此位置的受力较小，因此，为了轻量化将受力较弱的底板处设置网格空向，既能有效减轻产品的重量，又能使整个产品在底板中受力均匀，网格空向的网格从底板中心向外辐射。本发明的网格中心为环向加强筋，其中心向外辐射为线状加强筋，为了增加其强度，在线状加强筋呈角度设置有连接加强筋；此种结构设计从强度和轻量化等多方面考量，优化了底板的结构。
13.进一步地，所述底座的上部包括朝向远离中空腔体一侧向外延伸设置的加强承载台，所述加强承载台内部设置镂空结构。
14.更进一步地，所述加强承载台包括中部直面段和位于中部直面段两侧端且与侧部承载壁过渡连接的侧部弧面段；所述镂空结构为设有多个位于中部直面段和侧部弧面段上的减重槽。
15.在复合材料的加强承载台上可以设置多孔和曲面，不但可以轻量化还可以在安装发动机时避让，防止安装干涉。
16.进一步地，所述减重孔设置在前端面、所述底板及加强承载台内部的至少两处。本发明可以将上述几种减振方式进行组合，通过不同的产品的性能不同，来调整其组合方式，实用性更强。
17.进一步地，所述底座后端面和/或侧面的内部安装有加强板，以增加外壳的强度。此种结构保证了减振效果的同时，考虑了整个发动机悬置刚度，使整个弹性减振元件使用寿命得以提高。
18.更进一步地，所述加强板为预埋钢板、钢丝网或纤维网的任意一种。
19.进一步地，所述汽车发动机悬置的轻量化外壳，所述复合材料由pa材料和玻璃纤维按照摩尔比1:1的比例共混造粒生成，通过高压注塑成型。
20.本发明的另一目的在于公开一种发动机悬置的安装方法，使用上述的轻量化外壳，其具体步骤为：在外壳前端面处与橡胶接触部分设置成斜面或接触的橡胶为斜面，硫化体压入后将与外壳将与橡胶产生压缩量，悬置组装后达到自压缩状态。
21.本发明与现有技术相比其有益效果是：本发明的汽车发动机悬置的轻量化外壳由现有的金属材料换做复合材料，从原材料的角度对其产品进行轻量化，给整个悬置轻量化提供一个新思路。
22.为了解决轻量化采用复合材料，但其强度不够的问题，一般会将复合材料加厚，但此种设计的安装尺寸会受限制，不符合使用要求；在外壳受力集中处设计有加强板（金属
板）+加强筋板，保证了强度。
23.本发明的汽车发动机悬置的轻量化外壳在复合材料的上设置多孔和曲面，不但可以轻量化还可以在安装发动机时避让，防止安装干涉。并且本发明的汽车发动机悬置的轻量化外壳在受力薄弱的一侧对复合材料进行加厚设计，为了轻量化，在加厚部分进行了挖空设计，在保产品使用性能的前提下，极大程度地满足产品轻量化。又可以提高外壳的承载能力和可靠性，增强产品的使用性能和使用寿命。
24.本发明涉及的汽车发动机悬置的轻量化外壳可实现悬置降重40%以上，解决悬置产品大且重的问题；同时可提高橡胶的承载性能，提高悬置的可靠性。
25.综上所述，本发明的一种汽车发动机悬置的轻量化外壳具有广泛的市场前景。
附图说明
26.图1为本发明所述汽车发动机悬置的整体结构示意图。
27.图2为实施例1所述汽车发动机悬置的轻量化外壳的结构示意图。
28.图3为实施例2所述汽车发动机悬置的轻量化外壳的底板的安装结构示意图。
29.图4为实施例3所述汽车发动机悬置的轻量化外壳的后端面的安装结构示意图。
30.图5为实施例3所述汽车发动机悬置的轻量化外壳的后端面的安装结构立体图。
31.图6为实施例4所述汽车发动机悬置的轻量化外壳的加强板的安装结构示意图。
32.其中，1-硫化体，11-上安装座，12-侧面连接板，13-后端面，14-加强板，15-侧面安装板，2-底座，21-安装座安装槽一，22-安装座安装槽二，41-加强筋板，5-加强承载台，51-封闭式镂空结构，52-非封闭式镂空结构，57-中部直面段，58-侧部弧面段，59-减重槽，6-前端面，61-减重孔壁，62-减重孔，7-底板，71-环向加强筋，72-线状加强筋，73-连接加强筋，74-网格空向。
具体实施方式
33.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。
实施例1
34.如图1-图2所示，本实施中的汽车发动机悬置的轻量化外壳，通过材料和结构两方面进行替换和改进，材料轻量化是将汽车发动机悬置外壳的金属材料替换成复合材料；给出了适合该种产品的复合材料的性能要求指标，可以给复合材料替换原有的材料提供新的技术思路。
35.具体地，公开了汽车发动机悬置的轻量化外壳，将汽车发动机悬置外壳的金属材料替换成复合材料，通过对复合材料进行强度强化，从而保证产品轻量化的问题。本实施例的复合材料由pa材料和玻璃纤维按照摩尔比1:1的比例共混造粒生成，通过高压注塑成型。
36.本实施例的汽车发动机悬置的轻量化外壳旨在解决外壳轻量化的问题。将金属材料替换成复合材料，但原有的金属材料和替换的复合材料的性能上有很多差异，并不能达
到产品的使用强度的需求。因此本发明提供一种适用于发动机悬置外壳用的复合材料，并通过实验得出其符合使用要求的性能要求，给该领域轻量化在复合材料使用方面填补了空白。
37.更具体地，本实施例的汽车发动机悬置外壳设置减重结构，以减轻产品的重量。本汽车发动机悬置的轻量化外壳的外壳内部形成中空腔体，此腔体是为了装配上安装座11而设置；其包括底座2和与底座2相对设置的前端面6。底座2具有朝向中空腔体的内壁面的后端面13和连接于后端面13的侧面连接板12；本实施例中的减重孔62分布在前端面6内。本发明中的前端面6设置在底板7的一端，与底板7呈竖直设置，后端面13同样竖直设置在底板7的另一端，前端面6的减重孔62与底板7竖直设置，减重孔62可以为多组，减重孔62由减重孔壁61相隔，使减重孔62之间不连通，为了加工方便可以将减重孔62由前端面6的顶部向底板7方向开设。
38.本实施例中的前端面6的远离底板7一侧的边缘为曲面结构，其由中间位置向两侧延伸，中间位置与底板7的竖直距离小于两侧与底板7的竖直距离。可以减少壳体重量，同时发动机安装落下时避免干涉。
实施例2
39.如图3所示，本实施例是在实施例1的基础上，将底板7进行了结构设计，使底板7的材料使用与实施例1同样的复合材料，同时进一步进行轻量化。在底板7上设置有网格空向，以减轻产品的重量。底板7主要起到连接各部分结构和支撑限位作用，产品在此位置的受力较小，因此，为了轻量化将受力较弱的底板处设置网格空向74，既能有效减轻产品的重量，又能使整个产品在底板中受力均匀，网格空向74的网格从底板中心向外辐射。本发明的网格中心为环向加强筋71，其中心向外辐射为线状加强筋72，为了增加其强度，在线状加强筋呈角度设置有连接加强筋73；此种结构设计从强度和轻量化等多方面考量。在底板7的网格空向74处设置用于连接上安装座11的安装孔75，为了增加安装可靠性，在安装孔75所在的网格空向74处设置有纵横交错的加强结构76。本实施例的底板7被加强筋分成矩形壁和梯形壁组合式结构，梯形壁的长直边与矩形壁的顶边重合；安装孔均布于矩形壁的角部处。本结构是使整个产品不但能实现组合可靠性增加，而且保证可靠性的同时，进行了轻量化设计。
实施例3
40.如图4-图5所示，本实施例是在实施例2的基础上，将底座2的开口端的外侧壁设置有凸出的加强承载台5，加强承载台5内部设置镂空结构，包括中部直面段57和位于中部直面段57两侧端且与侧面连接板12过渡连接的侧部弧面段58；镂空结构为设有多个位于中部直面段57和侧部弧面段58上的减重槽59。本实施例中的镂空结构包括封闭式镂空结构51和非封闭式镂空结构52。此加强承载台5可以延伸包覆至整个底座2，也可以只是设置在开口端边缘。加强承载台5的尺寸在于外壳受载荷的大小而定。为了增加其在复合材料的加强承载台上可以设置多孔和曲面，不但可以轻量化还可以在安装发动机时避让，防止安装干涉。
实施例4
41.如图6所示，本实施例是在实施例3的基础上，在底座2后端面和/或侧面的内部安装有加强板14，本实施例中加强板14为一体成型的金属板，优选为预埋钢板，以增加外壳的强度。为了增加以预埋钢板和复合材料结合更紧密，本实施例中将预埋钢板上开设若干通孔，即均匀分布的两列通孔。此种设计不但能使钢板与外壳紧密结合，还可以减少钢板的使用，减少整个产品的重量。作为另一种方案，本实施例中的加强板14为了增加强度和承载，可以选择预埋钢板，也可以是埋钢丝网或其他纤维网。
42.整个轻量化的发动机悬置由硫化体1和底座2组成，其中硫化体1由上安装座11和侧面安装板15硫化而成，硫化体1插入底座2的过程中带有预压缩量，插入后侧面安装板15与底座中的加强板14形成自锁结构，同时硫化体2的预压缩量有利于保证自锁结构的安装可靠，并且有得于提高橡胶的承载能力和可靠性。发动机悬置的安装方法，其特征在于，使用权利要求1-7任意一项所述的轻量化外壳，其具体步骤为：在外壳前端面6处与橡胶接触部分设置成斜面或接触的橡胶为斜面，如此硫化体压入后将与外壳将与橡胶产生压缩量，悬置组装后达到自压缩状态。
43.本底座2和靠近底座2一端的侧面围合成上安装座安装槽一21；侧面的另一端通过侧面连接板12与前端面6连接围合形成安装座安装槽二22。安装槽一21和安装槽二22之间的距离与上安装座11的尺寸相适配，以固定上安装座11，使产品安装可靠性增加。
44.为了使加强板14和复合材料结合更紧密，其加强板14上开设若干通孔，发动机悬置外壳的加强板14为由硫化体1一侧向底座2方向收紧，设置于底座2处沿底座2延展，使其整体呈流线型。本实施例的加强板14设置在受力较大的部位，不但可以加强产品承载能力，保证整个产品的强度，而且在加强板14上设置通孔可以增加加强板14与复合材料的结合能力，使整个加强板14与外壳成为一体，增加整个产品的使用寿命和使用可靠性。
45.作为一种优选方案，本实施例中汽车发动机悬置外壳还可以通过在外壳的不同部位增加加强部件，来增加外壳的强度。具体地，在侧面连接板12与硫化体1的结合处径向设置有加强筋板41，本实施例中的加强筋板41设置在侧面连接板12与前端面6的结合处两侧。
46.为了进一步增加底座2的强度，汽车发动机悬置的轻量化外壳在受力薄弱的一侧对复合材料进行加厚设计。在底座2的开口端的外侧壁设置有凸出的加强承载台5。此加强承载台5可以延伸包覆至整个底座2，也可以只是设置在开口端边缘。加强承载台5的尺寸在于外壳受载荷的大小而定。也可为了轻量化的目的在加强承载台上设置若干空槽。
47.本发明涉及的汽车发动机悬置的轻量化外壳可实现悬置降重40%以上，解决悬置产品大且重的问题；同时可提高橡胶的承载性能，提高悬置的可靠性。
48.以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明内容的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：
1.一种汽车发动机悬置的轻量化外壳，其特征在于，将汽车发动机悬置外壳的金属材料替换成复合材料，所述汽车发动机悬置外壳设置减重结构，以减轻产品的重量。2.根据权利要求1所述汽车发动机悬置的轻量化外壳，其特征在于，所述汽车发动机悬置外壳为中空腔体；包括底座（2）和与底座（2）相对设置的前端面（6），所述底座（2）具有朝向所述中空腔体的内壁面的后端面（13）及连接于所述后端面（13）的侧面连接板（12）；所述减重孔分布在前端面（6）内。3.根据权利要求1所述汽车发动机悬置的轻量化外壳，其特征在于，所述底座（2）、前端面（6）、侧面连接板（12）设置在底板（7）上，所述底板（7）设置有网格空向，以减轻产品的重量。4.根据权利要求1所述汽车发动机悬置的轻量化外壳，其特征在于，所述底座（6）的上部包括朝向远离中空腔体一侧向外延伸设置的加强承载台（5），所述加强承载台内部设置镂空结构。5.根据权利要求4所述汽车发动机悬置的轻量化外壳，其特征在于，所述加强承载台（5）包括中部直面段（57）和位于中部直面段（57）两侧端且与侧面连接板（12）过渡连接的侧部弧面段（58）；所述镂空结构为设有多个位于中部直面段（57）和侧部弧面段（58）上的减重槽（59）。6.根据权利要求1-5任意一项所述汽车发动机悬置的轻量化外壳，其特征在于，所述减重孔设置在前端面（6）、所述底板（2）及加强承载台（5）内部的至少两处。7.根据权利要求6所述汽车发动机悬置的轻量化外壳，其特征在于，所述底座（2）后端面和/或侧面的内部安装有加强板（14），以增加外壳的强度。8.一种发动机悬置的自压缩组装方法，其特征在于，使用权利要求1-7任意一项所述的轻量化外壳，其具体步骤为：在外壳前端面（6）处与橡胶接触部分设置成斜面或接触的橡胶为斜面，硫化体压入后将与外壳将与橡胶产生压缩量，悬置组装后达到自压缩状态。

技术总结
本发明涉及汽车发动机悬置的轻量化外壳，将汽车发动机悬置外壳的金属材料替换成复合材料，通过对复合材料进行强度强化，从而保证产品轻量化的问题，所述汽车发动机悬置外壳设置减重结构，以减轻产品的重量。本发明提供一种适用于发动机悬置外壳用的复合材料，并通过实验得出其符合使用要求的性能要求，给该领域轻量化在复合材料使用方面填补了空白。同时，本发明中还在复合材料的结构上设计了强度强化，得到轻质和使用可靠的产品。本汽车发动机悬置外壳可实现悬置降重40%以上，解决悬置产品大且重的问题；同时可提高橡胶的承载性能，提高悬置的可靠性。提高悬置的可靠性。提高悬置的可靠性。


技术研发人员：钟海兵 郭春杰 唐飞宇 袁健 张俊荣 曾华娟
受保护的技术使用者：博戈橡胶塑料(株洲)有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/7/12