PT94763B

PT94763B - Sistema de apoios para controlar o movimento e a vibracao de um motor

Info

Publication number: PT94763B
Application number: PT9476390A
Authority: PT
Inventors: Patrick Baudrit; Jean-Pierre Blais; Patrice Fort
Original assignee: Draftex Ind Ltd
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1990-07-19
Publication date: 1997-12-31
Also published as: GB8916619D0; ES2052178T3; PT94763A; EP0409579A3; DE69007195T2; EP0409579B1; GB2234317A; GB2234317B; DE69007195D1; EP0409579A2

Description

DESCRIÇÃO

A presente invenção refere-se a meios para controlar o movimento relativo entre dois corpos. As formas de realização particulares da invenção descritas com mais pormenor adiante são utilizadas para limitar a amplitude do movimento de um motor de veículo automóvel e da carroçaria do veículo. Normalmente, um tal motor ê sustentado elasticamente por suportes flexíveis tais como os feitos de borracha. Estes suportes permitem o movimento do motor relativamente â carroçaria do veículo sob a influência de várias tensões, e, em particular, sob a influência das variações súbitas do torque do motor. Para controlar um tal movimento relativo, ê conhecida a utilização de um sistema de apoios limitadores do movimento tais como os apresentados em 5 nas Figuras 1 e 2. Nestas Figuras, o motor do veículo ê representado em 6 e é sustentado por suportes flexíveis 8, que incorporam borracha, no chassis ou componentes do corpo 10. Como representado na Figura 2, o sistema de apoios 5 inclui pinos 12 e 14 ligados em conjunto por uma extensão rígida 16. Cada pino é montado dentro de uma extremidade correspondente do sistema de apoios por meio de uma junta de borracha correspondente ou estrutura semelhante. Nessas formas conhecidas, as -juntas. ou estruturas de borracha são feitas de borra-

cha celular o que assegura flexibilidade relativamente elevada e proporciona assim boa filtração de vibrações de elevada frequência e baixa amplitude do motor. Contudo, quando otórque do motor varia essencialmente (quando se aplica uma carga súbita a ou pelo motor, por exemplo), as células da borracha tornaram-se deformadas e fechadas. Isto leva ao aumento da rigidez global do sistema de apoios, evitando assim ou limitando gravemente o movimento do motor. A filtração das vibrações do motor torna-se muito deficiente e elas são transmitidas à carroçaria. Se os pinos 12 e 14 estão montados de forma demasiado flexível, o movimento do motor ê controlado de forma insuficiente.

Se eles estão montados de forma demasiado rígida, a filtração da vibração ê deficiente. Ê assim necessário um compromisso entre estes dois extremos e a concepção ê compli cada pelo efeito de distorção do torque do motor que existe con tinuamente (permanente) quando o motor estã em funcionamento. Alem disso, o tirante proporciona apenas o amortecimento limitado, e isto é produzido apenas pela histerese das juntas de borracha.

A invenção pretende resolver estes problemas.

De acordo com a invenção, proporciona-se um sistema de apoios entre dois corpos para controlar o movimento entre eles, quando em funcionamento, constituidos por um primei ro suporte flexível sustentado pelo sistema de apoios para receber um primeiro componente ligado a um dos dois corpos, um segundo suporte sustentado flexivelmente pelo sistema de apoios para receber um segundo componente ligado ao outro corpo, câmaras que contêm fluido hidráulico e associadas com o primeiro e segundo suportes de tal modo que o movimento do suporte relativamente ao sistema de apoios modifica os volumes eficazes das câmaras, e um dispositivo de comunicação de fluxo de fluido que coloca em comunicação entre si as câmaras associadas com o primeiro e segundo suportes, de tal forma que o movimento de cada um dos suportes em relação ao sistema de apoios provoca uma pressão correspondente que ê transmitida pelo dispositivo de comunicação do fluxo de fluido, para se opôr a qualquer movimento consequente do outro suporte em relação ao sistema de a-

poios, caracterizado pelo facto do dispositivo de comunicação da pressão do fluido apresentar um percurso de configuração helicoidal para o fluido hidráulico.

De acordo com a invenção, proporciona-se também o -sistema de apoio existente entre dois corpos para controlar o movimento entre eles, possuindo um primeiro suporte sustentado flexivelmente pelo sistema de apoios, para receber um primeiro componente ligado a um dos corpos, possuindo um segundo suporte sustentado flexivelmente pelo sistema de apoios, para receber um segundo componente ligado ao outro corpo, e possuindo um dispositivo de canais de comunicação da pressão de fluido hidráulico ligado de modo a transmitir hidraulicamente a cada suporte o movimento do outro suporte em relação ao sistema de apoios, para se opor a qualquer movimento correspondente do outro suporte em relação ao sistema de apoios caracterizado pelo facto de possuir um mecanismo de controlo associado com o dispositivo de canais de comunicação da pressão de fluido, para colocar e retirar de funcionamento o dispositivo de canais.

Descreve-se em seguida, o sistema de apoios de controlo de movimento desta invenção, para movimento de um motor de um veículo automóvel em relação à carroçaria que o suporta, a título apenas de exemplo, com referência aos desenhos que o acompanham em que, as Figuras representam:

A Figura 1 e uma vista em perspectiva mostrando um motor susten tado numa carroçaria de veiculo de motor e ilustra uma forma co nhecida de sistemas de apoios limitadores de movimento;

A Figura 2 ê um alçado de uma parte da Figura 1, que mostra o sistema de apoios limitador do movimento conhecido;

A Figura 3 ê uma vista de secção transversal na linhalIIA-IIIA da Figura 3B e representa um dos sistemas de apoios limitador do movimento incluído nesta invenção;

A Figura 3B ê uma vista de secção parcial na linha IIIB-IIIB da Figura 3A;

. As Figuras 4a e 4b são curvas que ilustram a capacidade dos ti-

rantes das Figuras 3A e 3B que limitam o movimento;

A Figura 5 ê uma vista de secção parcial correspondente a parte de uma forma modificada do sistema de apoios limitador do movimento das Figuras 3A e 3B;

A Figura 6A ê uma vista de secção transversal na linha VIA-VIA da Figura 6B de uma outra forma modificada do tirante das Figuras 3A e 3B;

A Figura 6B ê uma vista de secção transversal parcial na linha VIB-VIB da Figura 7A; e

As Figuras 7A e 7B correspondem às Figuras 6A e 6B respectivamente mas mostram uma outra modificação.

sistema de apoios limitadores do movimento apresentado nas Figuras 3 e 4 que ilustram o sistema de apoios com uma rotação de um ângulo recto relativamente à Figura 2) possui um dispositivo de braço rígido central 54,56 (a descrever adiante) que esta ligado a dois cilindros rígidos de extremidade aberta 50, 52 na forma de peça fundida. Montada em cada um dos cilindros 50, 52 estã uma estrutura de borracha 24 na forma de uma membra na de borracha cilíndrica fechada com uma parede divisória de borracha 24B. Esta ultima suporta centralmente uma junta metálica 26. As membranas de borracha definem assim duas câmaras ocas separadas e fechadas 28 e 30 numa das extremidades do tirante e duas câmaras separadas e fechadas semelhantes 32 e 34 na outra extremidade.

Em funcionamento os pinos correspondentes às reivindicações 12 e 14 (ver Figura 2) passam através de duas juntas 26 e são presos ao motor e ao corpo respectivamente.

As câmaras 28, 30, 32, 34 estão cheias com fluido hidráulico.

A câmara 28 estã em comunicação de fluido com a câmara 34 por intermédio de um canal de ligação 58, enquanto que a câmara 30 estã em comunicação de fluido com a câmara 32 por intermédio de um canal 60. Os canais 58 e 60 são moldados com passagens helicoidais em componentes rígidos 54 e 56 que estão presos às • peças fundidas 50 e 52 por meios não representados.

Em funcionamento, a vibração do motor em relação à carroçaria leva as paredes de ligação 24B entre os pares de câmaras em cada uma das extremidades do sistema de apoios 20 a flectirem numa direcção geralmente vertical como se pode ver nas Figuras. Quando talcbrormação tem lugar, o fluido circula entre a câmara 28 e a câmara 34 através do canal 58, e entre a câmara 30 e a câmara 32 através do canal 60. Por controlo apropriado dos comprimentos dos canais 58 e 60 e dos seus diâmetros, podem obter-se as características de amortecimento e as características de filtração de vibração necessárias. 0 torque permanente do motor provoca uma deformação correspondente das paredes 24B e assim uma diferença contínua entre os volumes eficazes das duas câmaras em cada uma das extremidades do sistema de apoios quando o motor estã em movimento. Isto ê compensado pela transferên cia resultante de fluido hidráulico através dos canais 58 e 60.

As passagens 58, 60 podem formar-se por canais de forma helicoi dal e por uma barreira central à volta da qual o fluido circula.

A configuração helicoidal das passagens 58 e 60 permite ajustar os seus comprimentos para proporcionar as características adequadas. 0 fluxo de fluido hidráulico nos canais produz uma mudança de fase de baixa frequência.

A Figura 4A mostra duas curvas da relação entre o amortecimento, colocado no eixo vertical, e a frequência de vibração colocada no eixo horizontal. Na curva superior, o amortecimento ê representado pelo factor de perda L enquanto que na curva inferior ê representado pela mudança dinâmica D. As curvas mostradas na Figura 4a obtiveram-se por medições baseadas numa amplitude de vibração de mais ou menos um milímetro e considerou-se que não havia qualquer prê-carregamento no sistema de apoios. Como apresentado, o amortecimento é muito eficaz, atingindo um máximo a uma frequência de vibração muito baixa (aproximadamente 3 Hz).

A Figura 4b mostra as curvas correspondentes, (de novo para amplitudes de vibração de mais ou menos lmm) quando se aplica um prê-carregamento significativo ao sistema de apoios, como pelo torque permanente do motor em movimento. Uma comparação das Figuras 4a e 4b mostra que o efeito deste prê-carregamento ê re-

quência significamente mais elevada (aproximadamente 34Hz). Obviamente, quando ocorre um prê-carregamento, ê desejável iliimitar a quantidade à qual o amortecimento mãximo é reduzido, e a frequência a que o amortecimento mãximo ocorre ê aumentada.

Como apresentado na Figura 3A em 62, movimentos excessivos das paredes flexíveis 24B são evitados por tampões de borracha. A Figura 5 mostra um dispositivo alternativo em que travões 64 sustentando travões elásticos 66 realizam o mesmo objectivo (e são utilizados em conjunção com os tampões 62).

A determinadas frequências, ocorre o fecho hidráulico nos canais de comunicação 58 e 60 (Figuras 3A, 3B). Este efeito produz o amortecimento elevado a fcaixas frequências e ê aceitável. Contudo, para frequências mais elevadas a rigidez que produz no sistema de apoios ê prejudicial e origina uma degradação da fil tração das vibrações. O sistema de apoios modificado apresentado nas Figuras 6A,6B,7Ae 7B estã relacionado com a resolução deste problema, e partes destas figuras correspondentes a partes nas outras Figuras são referenciadas de forma semelhante.

Como o apresentado na Figura 6A, forma-se um cilindro oco entre os dois componentes 54 e 56 por meio de uma membrana cilindrica flexível 70. Numa extremidade este cilindro estã em ligação de fluido com a câmara 30 e na outra extremidade estã em comunicação de fluido com a câmara 34. Um êmbolo 72 ê colocado de forma deslizãvel dentro da membrana cilíndrica 70. Quando os volumes relativos das câmaras 30 e 34 variam, quando a vibração tem lugar, ocorre uma transferência de pressão de fluido entre elas quando o êmbolo 72 desliza dentro da membrana cilíndrica 70. Esta transferência de pressão de fluido tem lugar ao mesmo tempo que a transferência jã apresentada de fluido nos canais 36 e 38. Contudo, o êmbolo 72 pode ser bloqueado contra este movimento. Isto obtêm-se por colocação da membrana 70 como uma ponte sobre uma câmara 74 formada por uma abertura de canal pouco profunda nos componentes de ligação 54 e 56. Por meios não apre sentados, a pressão dentro da câmara 74 pode variar por transferência de um gaz ou líquido para e partir desta câmara. Quan-

do a pressão na câmara 74 aumenta, a membrana 70 flecte e fecha o êmbolo 72 contra o movimento posterior. A transferência de pressão de fluido entre as câmaras 30 e 34 ê então bloqueada. Deste modo, pode-se exercer um controlo mais complexo sobre as características de amortecimento de sistema de apoios.

As figuras 7A e 7B mostram um dispositivo que corresponde em ge ral ao mostrado nas Figuras 6A e 6B. Contudo, neste caso existem duas membranas cilíndricas 70A e 70B e cada uma possui o seu próprio êmbolo que pode deslizar separadamente 72A e 72B.

A câmara formada pela membrana cilíndrica 70A estã em comunicação de fluido pelas extremidades correspondentes com as câmaras 28 e 34, ao mesmo tempo que a câmara formada pela membrana cilíndrica 70B estã em comuniação de fluido pelas suas extremidades correspondentes com as câmaras 30 e 32. Os êmbolos 72A e 72B podem ser independentemente fechados contra o movimento por aumento da pressão dentro dos canais correspondentes 74A e 74B. O dispositivo nas Figuras 7A e 7B proporciona assim um controlo adicional relativamente ao das Figuras 6Ά e βΒ.

Claims

REIVINDICAÇÕES

- I^a Sistema de apoios existente entre dois corpos para controlar o movimento relativo entre eles, quando em funcionamento, constituido por um primeiro suporte flexível susten tado pelo sistema de apoios, para receber um primeiro componente ligado a um desses corpos,, e por um segundo suporte sustentado flexivelmente pelo sistema de apoios, para receber um segundo componente ligado ao outro corpo, e por câmaras que contêm um fluido hidráulico e em associação com o primeiro e segun do suportes, de tal modo que o movimento do suporte relativamente ao sistema de apoios modifica os volumes eficazes das câmaras, e por um dispositivo de comunicação do fluxo de fluido que coloca em comunicação entre si as câmaras associadas ao pri

SES* meiro e segundo suportes, de tal modo que o movimento de cada suporte relativamente ao sistema de apoios provoca uma pressão correspondente que ê transmitida pelo dispositivo de comunicação do fluxo do fluido, para se opôr a qualquer movimento consequente do outro suporte relativamente ao sistema de apoios, caracterizado pelo facto de o dispositivo de comunicação da pres são do fluido apresentar um percurso de configuração helicoidal para o fluido hidráulico.

- 2^a Sistema de apoios de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de possuir um par de câmaras em associação com cada suporte, de tal modo que o movimento de cada suporte relativamente ao sistema de apoios aumenta o volume de um dos pares de câmaras em associação com o suporte e diminui o volume do outro par de câmaras, e pelo facto de o dispositivo de comunicação da pressão do fluido possuir um primeiro tubo helicoidal ligando uma das câmaras de um par com a câmara correspondente do outro par de câmaras, e possuir um segun do tubo helicoidal ligando a outra câmara de um par com a câmara correspondente do outro par de câmaras.

- 3^a Sistema de apoios de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de as câmaras de cada par serem separadas por correspondentes paredes flexíveis que sustentam os respectivos suportes, de tal modo que cada parede flexível flecte relativamente ao sistema de apoios â medida que o suporte correspondente se move em relação ao sistema de apoios.

Sistema de apoios de acordo com qualquer das

Sistema de apoios de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de possuir esperas limitadoras do movimento das paredes flexíveis em relação ao sistema de apoios.

reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o dispositivo de comunicação da pressão do fluido possuir um canal de comunicação do fluxo de fluido incorporando um mecanismo de con trolo para colocar e retirar de funcionamento o outro canal.

Sistema de apoios de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de o canal de comunicação do fluxo de fluido possuir pelo menos um êmbolo que pode deslizar no interior de um cilindro de paredes flexíveis para transmitir a pressão do fluido pelo outro canal, e pelo facto de o mecanis mo de controlo possuir um dispositivo para distorcer controladamente a parede flexível de modo a bloquear o movimento do êm bolo.

- 7^a Sistema de apoios existente entre dois corpos para controlar o movimento entre eles, possuindo um primeiro suporte sustentado flexivelmente pelo sistema de apoios, para receber um primeiro componente ligado a um dos corpos, possuindo um segundo suporte sustentado flexivelmente pelo sistema de apoios, para receber um segundo componente ligado ao outro corpo, e possuindo um dispositivo de canais de comunicação da pres_ são do fluido hidráulico ligado de modo a transmitir hidraulicamente a cada suporte o movimento do outro suporte relativamente ao sistema de apoios, para se opôr a qualquer movimento consequente do outro suporte relativamente ao sistema de apoiçs, caracterizado pelo facto de possuir um mecanismo de controlo associado com o dispositivo de canais de comunicação da pres sao do fluido, para colocar e retirar de funcionamento o dispositivo de canais.

Sistema de aapoios de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de o dispositivo de canais de comunicação da pressão do fluido possuir um cilindro de paredes flexíveis e com uma extremidade aberta para transmitir a referida pressão do fluido, e pelo facto de o mecanismo de con- trolo possuir um êmbolo que pode deslizar no interior do cilindro de paredes flexíveis e um dispositivo para distorcer controladamente a parede flexível para bloquear o movimento do êm bolo.

Sistema de apoios de acordo com as reivindicações 7 ou 8, caracterizado pelo facto de possuir câmaras que contêm fluido hidráulico associadas com o primeiro e com o segundo suportes, de tal modo que o movimento dos suportes relativamente ao.sistema de apoios modifica os volumes eficazes das câmaras, e pelo facto de o dispositivo de canais de comunicação da pressão do fluido estabelecer, entre as câmaras associadas aos dois suportes, uma comunicação daquela pressão do fluido.

- 10^a Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de possuir um par de câmaras em associação com cada suporte, de tal modo que o movimento de cada suporte relativamente ao sistema de apoios aumenta o volume de um dos pares de câmaras em associação com o suporte e diminui o volume do outro par de câmaras, e pelo facto de o dispositivo de canais de comunicação da pressão do fluido possuir um primeiro canal de comunicação da pressão do fluido ligando uma das câmaras de um par com a câmara correspondente do outro par de câmaras, e possuir um segundo canal de comunicação da pressão do fluido ligando a outra câmara de um par com a correspondente câmara do outro par de câmaras.

- 11^a Sistema de apoios de acordo com a reivindica ção 10, caracterizado pelo facto de cada canal de comunicação da pressão do fluido ser constituido por um correspondente cilindro de paredes flexíveis e de extremidade aberta para trans mitir a referida pressão do fluido, e pelo facto de o mecanismo de controlo possuir um êmbolo que pode deslizar no interior de cada cilindro de paredes flexíveis e possuir um dispositivo ϊ ι para distorcer controladamente a parede flexível para bloquear o movimento do êmbolo.

Sistema de apoios de acordo com qualquer das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo facto de a parede de cada câmara possuir uma parte flexível que sustenta o correspon dente suporte, de tal modo que cada parede flexível flecte rela tivamente ao sistema de apoios a medida que o correspondente suporte se move em relação ao sistema de apoios.

A requerente reivindica do britânico apresentado em 20 de Julho de a prioridade do pedi1989, sob ο N9 891661

9.3.

Lisboa, 19 de Julho de 1990