减振系统及包括其的作业机械
技术领域
本实用新型涉及一种用在例如作业机械的发动机上的减振系统，尤其涉及对发动机的零部件进行减振的减振系统。
背景技术
随着对发动机功率的需求的提高，发动机缸体的振动也随之增大。发动机的零部件大多是通过紧固件安装在发动机的缸体上，因此这些零部件受到的振动相对以往有所增大。当经受的振动超过其允许极限时，这些零部件可能会失效，从而影响到发动机正常工作。
作为示例，发动机控制模块(ECM)作为发动机上关键的零部件，其电子元器件所能承受的振动是有限的。当经受的振动超过其允许极限时，ECM将会失效。
常采用的一种解决方式是将发动机的零部件通过减振器例如橡胶减振器安装于支架上，利用橡胶减振器的刚度和阻尼特性，来控制传递到零部件上的振动。但是单级的橡胶减振系统或称一次减振系统的减振能力目前已难以满足某些零部件例如ECM的长期可靠的工作要求。
进一步地，对于单级的橡胶减振系统而言，由于大多数零部件例如ECM的安装点是预先确定的或是有限的，而减振装置的安装数量和安装位置与该安装点相对应，是无法改变的，因此只能通过选择合适刚度的减振器来避开零部件例如ECM的共振频率。而调整刚度需要改变减振器的形状或者材料，很难找到现成的匹配各种应用工况的减振器，因此常出现无法选取到合适的刚度和阻尼的减振器来避开零部件(例如ECM)的共振频率并有效降低振动的情况。而开发新的刚度和阻尼的减振器难度大且开发周期长。因此，如何能够调整减振系统的固有频率以更广泛地适用于各种零部件是需要解决的问题。
此外，一方面随着发动机的不断开发，发动机本体上能利用的安装空间正越来越少；另一方面，发动机上需要安装的零部件(例如ECM)的数量却越来越多。因此，需要一种能够使得在发动机上有足够安装位置且装配简单的方案。
本实用新型旨在解决现有技术中存在的上述问题和/或其它问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种用于发动机的电子控制模块的减振系统，所述减振系统包括一级支架、二级支架、一级减振装置以及二级减振装置，所述一级支架连接到发动机上；所述一级减振装置连接所述一级支架和所述二级支架，以降低从发动机经所述一级支架传递到所述二级支架的振动；所述二级减振装置连接所述二级支架和所述零部件，以降低从所述二级支架传递到所述零部件的振动。
本实用新型还提供了一种作业机械，其包括发动机、如上所述的减振系统以及设置在所述减振系统上的至少一个零部件。
本实用新型的有益效果至少在于，显著地提高了减振效果，延长了零部件的使用寿命；便于调整整个减振系统的固有频率以避开零部件的共振频率，从而使减振系统能够更广泛地适用于于各种零部件的减振场合中，节约开发成本，同时在发动机上节省出更多的安装空间。
附图说明
图1是包括根据本实用新型的减振系统的发动机所应用的一种示例性作业机械的立体图。
图2示出根据本实用新型的一种示例性实施例的减振系统的立体示意图；
图3示出图2所示的减振系统的主视示意图；
图4示出图2中的减振系统中的一级减振装置的剖视示意图；
图5示出图2中的减振系统中的二级减振装置的剖视示意图；
图6示出图2中的减振系统中的一级支架的立体示意图；
图7示出图2中的减振系统中的二级支架的立体示意图；以及
图8示出图7的二级支架的另一角度的立体示意图。
具体实施方式
图1示出了一种示例性的作业机械100。作业机械100可以是执行与特定行业(例如建筑、采矿、农业、运输等)相关的操作并在各种作业环境(例如建筑工地、矿场、农场和道路等)中工作的任何类型的机器，例如轮式装载机、轮式推土机、履带式挖掘机等。
作业机械100可包括主机架30、操作人员容纳空间(如驾驶室)35、和工作机具36。在一个实施例中，工作机具36可以是应用于装载机的铲斗。在作业机械100的下部布置有行走装置40，用来支撑和移动作业机械100。在一个实施例中，行走装置40包括车轮41。图1所示的作业机械100可包括根据本实用新型的发动机以及设置在发动机上以对发动机上的零部件进行隔振或减振的减振系统。
在附图2-8中以ECM即发动机控制模块作为发动机的零部件的示例来描述了本实用新型的减振系统，然而，本领域技术人员应当理解，本实用新型的减振系统不仅仅适用于ECM，其也适用于发动机上的任何零部件。
如图2所示，示出了通过减振系统安装在发动机上的两个发动机零部件1，例如两个发动机控制模块。根据该示例性的实施例，该减振系统用于对安装在发动机上的零部件1进行减振，如图2、3所示，该减振系统包括一级支架2、二级支架3、一级减振装置4以及二级减振装置5，该一级支架2连接到发动机上，该一级减振装置4连接该一级支架2和该二级支架3，以降低从发动机经所述一级支架传递到所述二级支架3的振动；该二级减振装置5连接所述二级支架3和所述零部件1，以降低经由所述二级支架3传递到所述零部件1的振动。
在该方案中，通过设置二级支架3并在二级支架3与一级支架2之间设置一级减振装置4、在二级支架3和所要支撑的零部件1之间设置二级减振装置5，使得从发动机传递的振动先经过一级减振装置4减振之后传递到二级支架3上，再通过二级减振装置5减振之后传递到零部件1上，相对于只有单级减振装置的减振系统而言，显著地降低了从发动机传递到零部件1上的振动。
优选地，如图2、3、6所示，一级支架2和二级支架3上对应地设置有用于安装所述一级减振装置4的多个位置，使得所述一级减振装置4的数量能够被选择并且所述一级减振装置4在所述一级支架上的安装位置能够被调整。
在该方案中，由于一级支架2和二级支架3上设置有用于安装一级减振装置4的多个位置，具体地，可通过设置如图6所示的形成在一级支架2上的用于安装多个一级减振装置4的多个第一安装孔21以及如图7所示的形成在二级支架上的多个第一连接孔31来实现，因此使用者能够自由选择一级减振装置4的数量，从而调整整个减振系统的固有频率，也可以调整一级减振装置4在一级支架2上的安装位置以调整整个减振系统的固有频率，从而在调整整个减振系统的固有频率的操作上，相对于现有的方案(即减振装置的位置和数量应当与零部件上已形成的安装点的固有的位置和数量对应，因此无法调整减振装置的数量和位置)，有更大的调整空间。在根据本实用新型的该示例性的方案中，只需要通过调整减振系统中一级减振装置的数量、安装位置或刚度或者二级减振装置的刚度(二级减振装置的数量和安装点受限于所需要支撑的零部件上的安装点的固有的数量和位置而不易调整)，就能调整整个减振系统的固有频率，从而避开零部件的共振频率。因此该减振系统能够更广泛地应用于各种零部件，满足不同的频率要求。
为在一级支架2上形成用于安装所述一级减振装置4的多个位置，以使得使用者能够根据所需要的频率而调整一级减振装置的数量以及安装位置，如图6所示，作为示例，所述一级支架2上形成有用于安装多个所述一级减振装置4的多个第一安装孔21。一级支架2上还形成有多个第二安装孔22，以通过第三紧固件24将所述一级支架2连接到所述发动机的本体。
优选地，所述一级支架2在远离所述发动机的一侧上形成有凹部23，所述第二安装孔22位于所述凹部23中，使得所述第三紧固件24的头部被容纳在所述凹部23中。
对于不同的零部件1，由于需要调整减振系统的固有频率以避开零部件1的共振频率。因此，通过上述示例性的方案，在一级支架上设有多个用于安装一级减振装置4、即供一级减振装置4的第一紧固件42拧入或穿过的第一安装孔21，使得可以选择一级减振装置4的数量，例如选用四个一级减振装置4、或是调整一级减振装置4的安装位置，都可实现调整减振系统的固有频率的效果。当然，同时也可调整一级减振装置4的刚度以及二级减振装置5的刚度来调整该固有频率。
作为示例，所述二级支架3的尺寸被设定为使得在其上能设置至少两个所述零部件1。在附图2、3中作为示例示出了设置两个ECM。本领域技术人员可以理解，只需要调整二级支架3的大小和形状，便能够为多个零部件1提供安装位置，解决了发动机本体上布置空间紧张的问题。
示例性地，如图4所示，一级减振装置4包括减振块41以及第一紧固件42，减振块41与所述二级支架3结合以对所述二级支架3减振；第一紧固件42穿过所述减振块41并固定到所述一级支架3上。
通过减振块41与二级支架3结合并通过第一紧固件42穿过所述减振块41而固定到所述一级支架2上，将一级支架2和二级支架3连接到一起并降低从发动机经所述一级支架2传递到所述二级支架3的振动。
优选地，如图4所示，所述一级减振装置4还包括垫片43、导向件44和支撑件45，所述垫片43的两侧分别抵靠所述第一紧固件42的头部421和所述减振块41；所述导向件44在所述第一紧固件的径向方向上设置在所述减振块41和所述第一紧固件的主体部422之间；所述支撑件45的两侧分别抵靠所述一级支架2与所述导向件44和所述减振块41(如图4所示，支撑件45的下侧抵靠一级支架2，支撑件45的上侧抵靠导向件44以及减振块41)；所述第一紧固件的主体部422穿过所述垫片43、所述导向件44以及所述支撑件45而固定到所述一级支架2上。
在该方案中，导向件44和支撑件45一方面在第一紧固件42拧入过程中起到对第一紧固件的导向作用，另一方面又起到支撑和限位作用，即在第一紧固件拧入到垫片43抵靠导向件44的位置时，阻止第一紧固件42的继续拧入。
优选地，为了获得所述减振块41的期望的压缩量，以获得所需的期望的减振效果，也可以设定所述导向件44和所述支撑件45的尺寸使得：当所述第一紧固件42拧转到使所述垫片43与所述导向件44抵接时达到所述减振块41的期望的压缩量。
如图4所示，减振块41可包括分开的两个减振块，以分别被压靠在所述二级支架3的两侧上。即两个减振块分别在图4中的二级支架3的上下两侧压靠在二级支架3上，从而牢固地结合在二级支架3上。
示例性地，该减振块的形状如图4所示包括台阶部411，该台阶部411与二级支架3相结合，以将减振块41的更好的定位。
作为示例，该导向件44和支撑件45也可形成为一体件，以方便减振系统的安装。
示例性地，二级减振装置5的结构可以和一级减振装置4的结构完全相同，具体地，二级减振装置5可包括减振块51以及第二紧固件52，减振块51与所述零部件1的壳体结合以对所述零部件减振；第二紧固件52穿过所述减振块51而固定到所述二级支架3上。
所述二级减振装置5还包括垫片53、导向件54以及支撑件55，所述垫片53的两侧分别抵靠所述第二紧固件52的头部521和所述减振块51；导向件54在所述第二紧固件的径向方向上设置在所述减振块51和所述第二紧固件的主体部522之间；所述支撑件55的两侧分别抵靠所述二级支架3与所述导向件54、所述减振块51，所述第二紧固件穿过所述垫片53、所述导向件54以及所述支撑件55而连接到所述二级支架3上。在图5所示的实施例中，所述导向件54和所述支撑件55形成为一体。此时支撑件55的上侧抵靠减振块51。类似地，所述导向件54和所述支撑件55的尺寸被设定为使得：当所述第二紧固件52拧紧到使所述垫片53与所述导向件54抵接时达到所述减振块51的期望的压缩量。所述减振块51可包括分开的两个减振块51，以分别被压靠在所述零部件1的两侧上。
示例性地，为了方便安装，所述二级减振装置5还包括焊接螺母56，所述焊接螺母56在所述二级支架3的远离所述减振块51的一侧处焊接在所述二级支架3上。
本领域技术人员理解，以上描述了一级减振装置4和二级减振装置5的具体结构，两者的结构可以相同，也可以不同，并且也可以采用除上文描述的结构外的其余减振结构，只要能够实现相应的连接和减振功能即可。
示例性地，如图3、6所示，在该一级支架上还形成有机加工的凹进部25，以避免一级支架2与二级减振装置5的第二紧固件52的下端由于振动位移而可能产生的干涉问题。
如图7、8所示，在所述二级支架3上可形成有多个第一连接孔31，以用于安装所述一级减振装置4；以及多个第二连接孔32，以用于安装所述二级减振装置5。从而二级支架3通过一级减振装置4连接到一级支架2上，并通过二级减振装置5连接到所述零部件1上。如图8所示，在二级支架3上焊接有螺母56，该焊接螺母56焊接在所述二级支架3上。如图5所示，二级减振装置5的第二紧固件52穿过垫片53、导向件54、支撑件55拧入该焊接螺母56，从而连接到所述二级支架3上，并通过压缩减振块51而固定在零部件1上，实现对零部件1的减振。
作为一个示例性的实施例，本实用新型还提供一种作业机械，其包括发动机、根据前述任一示例的减振系统以及设置在减振系统上的至少一个零部件。由于上述减振系统实现了对零部件的更好的减振，并实现了更灵活地调整减振系统的固有频率从而应用范围更广的效果，同时节省了发动机上的安装空间，避免所有部件都安装在发动机上导致安装空间不足的问题，该作业机械由此具有了相应的优点，例如更长的使用寿命、发动机上可安装更多的部件等。
工业实用性
根据本实用新型的减振系统可用于发动机零部件的减振，尤其用于发动机上的发动机控制模块ECM的减振，从而使得ECM中的各种精密的电子元器件能够得到充分的隔振和保护。
具体说来，当作业机械100工作时，工作中的发动机存在着例如活塞、连杆等不平衡质量块的运动，会随着发动机的运行产生周期性的惯性力和力矩，引起发动机的振动。同时由于作业机械的作业工况较为复杂，造成作业机械本身振动较大。各种振动均会通过发动机传递到连接到发动机上的一级支架2上。而一级支架2的振动经过一级减振装置中的减振块41的作用而被削减，从而仅少部分地传递到二级支架3上，二级支架3上的振动再经过二级减振装置5中的减振块51的作用，最终被传递到零部件1上的振动被显著的减低。
在减振系统的选用过程中，使用者可以选择安装到一级支架上的一级减振装置4的数量，例如选用四个或六个一级减振装置4、或是调整一级减振装置4的安装位置，同时也可调整一级减振装置4的刚度以及二级减振装置5的刚度来调整该减振系统的固有频率，以避开零部件的共振频率。也可根据需要合理地设计二级支架的大小和形状，以安装多个所需的零部件。
对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可对上文所公开的实施例作出各种修改和变型。根据本说明书所公开的对本实用新型的实践，本实用新型的其它实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。本说明书及其公开的示例应被认为只是例示性的，本实用新型的真正范围由所附权利要求及其等同物指定。
