CN1012203B - 带有摩擦阻尼元件的独立悬架 - Google Patents

Abstract

悬架，包括在回弹和振动状况下提供摩擦阻尼的双向摩擦阻尼组件。一单独的回弹摩擦阻尼组件，或一单独的振动摩擦阻尼组件，或二者，在带有和没有双向摩擦阻尼情况下提供不同的回弹和振动阻尼。

Description

本发明涉及麦弗逊式独立悬架，特别是涉及摩擦减震的麦弗逊式独立悬架。虽然在此公开了本发明的一个用于（例如）支撑某种类型的重型货车上的驾驶室的麦弗逊式独立悬架的一个优选实施方案，但本发明不限于这种应用，它还可用于其它类型的悬架和车辆，包括（（而不限于）轻型客车的前/或后悬架以及其他应用。

摩擦减震的麦弗逊式独立悬架，例如公开在第4，475，722和4，473，216号美国专利中的那类，适于提供不同的振动和回弹阻尼力。即，悬架在振动状况下压缩时所获得的摩擦阻尼力的值不同于悬架在回弹状况下伸长时所获得的摩擦阻尼力。确实，这些悬架在回弹状况下所提供的摩擦阻尼力一般大于在振动状况下。在上述美国专利中所公开的悬架中，这是通过减震楔及与其关联的上下楔环上的不同楔角实现的。但是，在一些实际应用中，在振动和回弹状况下所获得的摩擦阻尼力之间的差不足以提供满意的行驶特性。

本发明试图提供一种带有可选择控制的回弹和振动阻尼差的摩擦减震的麦弗逊式独立悬架。

本发明还试图提供一种摩擦减震的麦弗逊式独立悬架，在这种悬架中，在回弹或振动状况下或在这两种状况下提供的摩擦阻尼力来自一个或几个方面，这几个方面一起提供在回弹或减震状况下所需要的摩擦阻尼力。

根据本发明的原理，本发明提供一种摩擦减震的麦弗逊式独立悬 架，其特征在于：

第一承载件;

可在所述第一承载件中伸缩移动的第二承载件;

一回弹阻尼组件，包括由所述承载件之一支承的一个阻尼装置，用于基本上仅在回弹状况下随所述第一和第二承载件的伸长对另一所述承载件施加摩擦阻尼力。

在此公开的是一种摩擦减震的麦弗逊式独立悬架，包括由两个可伸缩移动的承载件组成的一可伸缩承载组件。一个双向摩擦阻尼组件由第一承载件或外承载件支承，用于在振动状况下随第一和第二承载件的收缩而对第二承载件或内承载件施加摩擦阻尼力。此外，这一阻尼组件提供第二摩擦阻尼力，这个力在回弹状况下随第一和第二承载件的伸长施于第二承载件。一回弹阻尼组件由第二承载件或内承载件支承，并基本上仅在回弹状况下随第一和第二承载件的伸长对第一承载件施加一附加摩擦阻尼力。因此，在回弹状况下由双向摩擦阻尼组件和上述回弹组件施加的摩擦阻尼力是累加的。因此在回弹状况下所获得的总的摩擦阻尼力相当于这些力之和。

根据本发明的进一步的原理，一振动阻尼组件可用于基本上仅在振动状况下随第一和第二承载件的收缩对第二承载件施加一附加摩擦阻尼力。因此，在振动状况下由双向摩擦阻尼组件和上述振动阻尼组件所施加的摩擦阻尼力是累加的。这样在振动状况下所获得的总的摩擦阻尼力相当于这些力之和。根据具体应用的需要，除上述回弹组件以外可再提供震动阻尼组件，或用该振动阻尼组件代替上述回弹组件。

因此，如上所述，本发明提供带有或不带有从一般用于先有技术中的摩擦减震麦弗逊式独立悬架中的双向摩擦阻尼组件所获得的摩擦阻尼的、由回弹和/或振动阻尼组件的累加作用所造成的回弹和振动 阻尼差。因此，根据达到满意的行驶特性所需要的回弹和振动阻尼之差，本发明可基本上仅提供回弹阻尼或提供回弹和振动阻尼。通过适当选择双向的回弹和振动阻尼组件之一或其组合第一次可控制这个差值。

本发明的这些和其它特征、目的和优点从下文结合附图的详细说明可更清楚地看出，附图中同样的部件带有同样的标号。

图1是本发明的麦弗逊式独立悬架的一个优选实施方案的纵向剖视图;

图2是取自图1中2-2线的截面;

图3是做为图1中的悬架的回弹阻尼组件的一部分的减震环的立体图。

图1至图3中表示了适于用作驾驶室座悬架的本发明的一个优选实施方案。参见图1，这个悬架包括由两个可伸缩移动的承载件构成的可伸缩承载组件、一外管状承载件10和可在件10中伸缩移动的一内管状承载件12。在图示的例子中，件10和12的横载面为圆形、一双向阻尼组件（由标数14概括表示）由件10的内端支承。组件14在振动状况下随件10和12的收缩而对件12的外表面施加第一摩擦阻尼力。此外，组件12在回弹状况下随件10和12的伸长对件12的相同表面施加第二摩擦阻尼力。在本例中，在回弹状况下施加的摩擦阻尼力大于在振动状况下所施加的。以下将说明实现这一点的结构和方式。

一回弹阻尼组件（由标数16概括表示）由件12的内端（图1中为件12的下端）支承。组件16在回弹状况下随件10和12的伸长对件10的内表面施加一摩擦阻尼力。除了一个很少的残余力（其性质将加以说明）之外，组件16不在振动状况下随件10和 12的收缩对件10施加摩擦阻尼力。因此，图1中所示的悬架在回弹状况下产生一个累加的摩擦阻尼力，在本例中，这个力相当于由组件14和组件16所施加的摩擦阻尼力之和。

参照图1中所示的双向阻尼组件14，该组件由一上楔环18、一下楔环20和减震和承载件22的一组合构成。件22通常用作轴套，以便于件10和12的低摩擦伸长和收缩。但是当一轴向载荷施于该悬架时，一轴向力通过一管状弹簧架24的锥形内端施于上楔环18，使上楔环18将件22压紧在件12的外表面上。因此，一摩擦阻尼力被施于件12，分别在回弹和振动状况下阻止承载组件的伸长和收缩。所施加的摩擦阻尼力的值可通过适当选择环18和20相对于悬架的纵向轴线的楔角控制。虽然在上楔环18的上下楔面和相对的弹簧架24和下楔环20的面之间最好分别插入两层弹性材料26和28，但这些交界面也可由这些元件直接接触。据信，这种弹性层结构可增加悬架对某些高频力的输入的敏感性，因为这种结构提供了上楔环18相对于件22的基本无摩擦的运动。

在本例中，上楔环18是开口的并可包括外槽（未示出），以提高相对于元件20的径向柔性并使其与元件20的接触均匀。这在元件20被压紧在件12上时会增大元件20与件12的接触面积，从而增大所获得的摩擦阻尼力。但下楔环20不开口，它被压入在件12内端形成的一个圆柱形间隙中。在这个位置它由一保持环30固定，环30伸进接近件12内端的一个环形槽并可与该环形槽弹性配合。下楔环20的外端按前述的楔角倾斜并如前所述压紧在上楔环18上。下楔环20的内端形成一锥形面31，该面相对于悬架的纵向轴线倾斜。

参照图1，一回弹架32位于组件14和组件16之间。架32 的外形大致为锥形，并有与件12的外形配合的一内阶梯孔。该孔形成一个定位台肩，该台肩与架32内端的距离对应于由件12的外端所形成的高低表面的终端而形成的相应台肩的距离。当把回弹架32装在件12的外端上时，这两个台肩相互配合并将回弹架32定位。轴套35由回弹架的外端支承并紧靠件10的内表面。与元件22相同，轴套35也由适当的低摩擦材料构成，这将便于件10和12的低摩擦伸缩运动。

一弹性环34围绕件12张紧，它通常定位在架32内端附近，朝向其锥形内端36。当承载组件接近其完全伸长的回弹状况时，环34接触内端36并被挤压在内端36和表面31之间。因此，环34围绕内端36张紧并围绕内端36朝外滚动，直至达到其被夹在表面31和回弹架32之间的位置，如图1中的点画线所示。这样，就可能通过提供环34的这种可选择的张紧和滚动而形成一个逐渐增加的回弹缓冲回弹力，这个力在件10和12接近和最后到达其回弹位置时阻止和最终停止件10和12伸长。此外，在这种状况下，施于悬架的轴向载荷呈作用于回弹架32上的径向载荷。

参见图1至3，回弹阻尼组件16由一内楔环38构成，该内楔环38有一从件12的外端相对于悬架纵向轴线倾斜的外楔面。环38的内表面与件12的外形配合。环38的内缘支撑在回弹架32的外端并由其轴向定位。一减震环40由楔环38支承并支承一环形摩擦垫42，垫42通常紧靠承载件10的内表面。环40有一倾斜的内楔面，它与环38的外楔面相对并围绕环38的外楔面。这两个相对的楔面之间可插入一弹性材料层44，以便于基本无摩擦地运动，并以与构成组件14的一部分的弹性材料层相同的方式提高回弹减震的灵敏度。如图1中所示，弹性材料层44包括一朝外的台肩45， 该台肩45伸入在环40的内楔面中所形成的槽47并被压缩在其中。由于这一压缩，台肩45始终顶住环40以及外侧的垫42，因此垫42通常总是保持与件10滑动接触，如图所示。

环38的外缘支撑在一环形推力轴承46上并由其保持，推力轴承46由止动垫圈48定位。垫圈48与邻近件12外端的一槽配合并从中向外伸出，如图1所示。在图1中所示的例子中，弹性材料层44以及环38和40的边缘与轴承46和回弹架32的外端相隔一定距离。此外，弹性材料层44的边缘相对于轴承46和回弹架32是倾斜的。这个空间为弹性材料层44在剪应力下的伸展提供了间隙，因此环40在件10和12伸长时可相对于环38沿轴向向外移动。

参见图2和图3，减震环40应有足够的柔性，以便它能均匀地伸展并在垫42和件10之间形成连续的接触。在本例中，这是通过在带有开口50的环40的外表面上所形成的11个等距排列的槽52、54、56、58、60、62、64、68、70和72实现的，如图3所示。当然，这些槽的数目和距离可根据所需要的回弹力改变。环40还包括两个相隔一定距离的平行的环形台肩74和76（图3），垫42定位并保持在其间。为了提高可伸展性，环40可由两个、三个、四个或多个弧形段组成，而不是图示的单一的开口环结构。在这种分段结构中，环38和弹性材料层44可由相应的段组成。但垫42的结构应保持不变。

当件10和12在回弹状况下伸长时，此时件12沿图1中所示的向上的方向运动，环38推动环40并使环40沿径向向外扩张。环40再将垫42压紧在件10的内表面上。但是，当件12在振动状况下沿相反方向运动时，由于环38和40的相互作用的楔面的倾斜而不产生这种情况。可是在大多数实际情况中，垫42往往与件 10保持滑动接触，因此即使在振动状况下也有一小的摩擦阻尼力施于件10。但是，由于在回弹状况下件10和12伸长时施于件10的摩擦阻尼力比这个残余力要大得多，回弹阻尼组件16基本上是单方向的。即，它基本上仅在回弹状况下对件10施以摩擦阻尼力。双向阻尼组件在这种状况下对件12同步施加一摩擦阻尼力。这样获得的回弹阻尼力相当于组件14和组件16在这种状况下施加的摩擦阻尼力之和。

参照图1，本发明的悬架除这种仅回弹单向阻尼之外还提供不同的仅振动单向阻尼或用其代替仅回弹单向阻尼。为此目的，可提供一振动阻尼组件（由标数79概括表示）。组件79支撑在由下楔环20形成的一环形槽78中。槽78有一槽内的楔面，其倾斜方向与环38相反。一楔环80定位在槽78中并有一与槽78的楔面对面接触并支撑槽78的楔面的倾斜楔面。环80的另一面支承紧靠件12外表面的一环形摩擦垫80。大致与弹性材料层44类似的一弹性材料层（未示出）可夹在环80和槽78的楔面之间。这样这个弹性材料层就如同弹性材料层44那样对环80以及垫82向内加力，以便垫82通常保持与件12滑动接触，如图1所示。

件10和12在振动状况下收缩时，环80沿径向压缩垫82。这样，环80将垫82压紧在件12的外表面上，对件12施加一摩擦阻尼力。当件12在回弹状况下沿相反方向运动时，由于环20和80的相互作用的楔面的倾斜而不会出现这种情况。但是，如同回弹阻尼组件那样，垫82往往仍与件12接触，因此即使在回弹状况下也会有一个很小的摩擦阻尼力施于件12。可是由于在振动状况下件和12压缩时施于件12的摩擦阻尼力比这个残余力大得多，振动阻尼组件基本上是单方向的。即，它仅在振动状况下对件12施以摩擦 阻尼力。双向阻尼组件在这种状况下对件12同步施以一摩擦阻尼力。这样获得的振动阻尼相当于在这种状况下组件12和组件79所施加的摩擦阻尼力之和。

本发明的悬架的一个优选实施方案还包括一合成弹簧（由标数84概括表示），该弹簧压缩在两个相对的弹簧座即一固定弹簧座86和一可移动弹簧座88之间。可移动弹簧座88由横向环形凸缘形成，该横向环形凸缘从弹簧架24的外端向外突出。弹簧架24的内表面和件10的外表面滑动接触配合。为使这些表面之间能够转动和纵向移动，这两个表面或其中之一可涂以适当的低摩擦材料。弹簧84由一管状弹簧性体90和嵌入其中的螺旋弹簧92构成。弹性体90的端部和座86和88最好分别形成适当的压力密封，以便弹簧的内部可按下文所述压缩。此外，这些密封应形成适当的水密封，以防止水气进入悬架内部。

座86大致为圆平面形状，其中部突出，座86的外缘形成一凸缘，该凸缘覆盖并加持弹簧84的上缘。上驾驶室座连接器88可与件12外端中的内螺纹螺合。连接器88包括一环形台肩90，台肩90面向阳螺纹部分92的内端。当把连接器88向下拧紧在件12中时，这个台肩支承在座86的内缘上并固定之，如图1所示。第二驾驶室座连接器94固定在件10的外端上。连接器88和94可分别固定在载重汽车驾驶室和载重汽车底盘上，反过来也是一样。

图1中的悬架内部可以是加压的，以使其在某种程度上起空气弹簧的作用。为此目的，座86包括带有适当螺纹以与配件98配合的孔96。配件98与气管100连通，气管100又与压缩空气源（未示出）相连。内承载件同样包括一个或多个空气通道102，通过配件98导入的空气可流过通道102，以在整个悬架的内部保持 相等的压力。由弹簧84和承载件10所限定的悬架内部形成了一个可变化的容腔。当然这个空腔的容积可相对于件10和12的伸长和收缩变化。这样就可通过对这个空腔的加压控制空腔中的空气压力，从而为承载组件在振动状况下的压缩增加阻力。此外，通过对这个空腔的选择加压同样可改变悬架的长度，以便悬架在预定的轴向载荷下呈所需要的伸长或收缩状态。例如，这样可以根据上述的内压选择设定驾驶室的高度。

虽然在此图示和说明了本发明的一个优选实施方案，但是熟悉本领域技术的普通人明显地会懂得各种改型。例如，在不需要双向阻尼的应用场合，可仅使用回弹阻尼组件或仅使用振动阻尼组件。因此，本发明不限于在此所图示和说明的具体实施方案。本发明的真正范围和主旨由权利要求书所确定。

Claims (15)

1、一种摩擦减震的麦弗逊式独立悬架，包括第一承载件，和可在所述第一承载件中伸缩移动的第二承载件，以及由所述第一承载件支承的双向阻尼组件，所述双向阻尼组件包括第一阻尼装置。用于在振动状况下随所述第一和第二承载件的收缩对所述第二承载件施加第一摩擦阻尼力、并用于在回弹状况下随所述第一和第二承载件的伸长对所述第二承载件施加第二摩擦阻尼力，其特征在于，它还包括：

由所述第二承载件支承并与所述双向阻尼组件相隔一定距离的一回弹阻尼组件，所述回弹阻尼组件包括基本上仅在回弹状况下随所述第一和第二承载件的伸长对所述第一承载件施加第三摩擦阻尼力的第二阻尼装置，因此在回弹状况下所获得的摩擦阻尼力包括所述第二摩擦阻尼力和所述第三摩擦阻尼力。

2、根据权利要求1的悬架，其特征还在于：所述第一和第二承载件各自包括一内端和一外端，其中所述双向阻尼组件支承在所述第一承载件内端附近，所述回弹阻尼组件支承在所述第二承载件内端附近。

3、根据权利要求2的悬架，其特征还在于：所述第二阻尼装置包括由所述第二承载件的内端固定的楔环装置和与所述第一承载件摩擦配合的可扩张阻尼装置，所述楔环装置相对于所述第一和第二承载件的伸缩运动方向的倾斜使其可扩张所述可扩张阻尼装置，从而在回弹状况下所述第一和第二承载件伸长时将所述可扩张的阻尼装置压紧在所述第一承载件上。

4、根据权利要求3的悬架，其特征还在于：所述可扩张的阻尼装置包括外表面带有数个槽的开口环、两个从所述外表面向外突出的并相隔一定距离的平行的环形台肩以及由在所述环形台肩之间由所述开口环支承的一环形摩擦垫。

5、根据权利要求3的悬架，其特征还在于：所述第二阻尼装置还包括夹在所述楔环和所述开口环之间的一弹性材料层。

6、根据权利要求5的悬架，其特征还在于：

所述楔环装置是带有与所述第二承载件的内端的外形相配合的一内孔的一楔环;

停止装置从所述第二承载件的内端向外突出，以在回弹状况下所述第一和第二承载件伸长时使所述楔环保持在其上的一固定位置。

7、根据权利要求6的悬架，其特征还在于：所述停止装置包括由所述第二支承件的内端可拆卸地固定的一止动垫圈。

8、根据权利要求7的悬架，其特征还在于：带有与所述第二承载件的内端的外形相配合的一孔的一回弹架，所述回弹架的一端与所述楔环配合，其中所述止动装置还用于使所述回弹架和所述楔环保持固定的首尾相连的关系。

9、根据权利要求8的悬架，其特征还在于：所述回弹架还包括一锥形端，并包括围绕邻近所述锥形端的所述第二承载件张紧的一弹性回弹止动环，以及由所述第一承载件支承的装置，用于使所述回弹止动环在所述第一和第二承载件接近其完全伸长的回弹位置时沿着所述锥形端滚动并围绕其张紧。

10、根据权利要求1所述的悬架，其特征还在于：由所述第一承载件支承并与所述双向阻尼组件和所述回弹组件相隔一定距离的一振动阻尼组件，所述振动阻尼组件包括用于在振动状况下随所述第一和第二承载件的收缩而对所述第二承载件施加第四摩擦阻尼力的第三阻尼装置，因而在振动状况下所获得的摩擦阻尼力包括所述第一摩擦阻尼力和所述第四摩擦阻尼力之和。

11、根据权利要求10的悬架，其中所述第三阻尼装置包括由所述第一阻尼装置支承的可收缩的阻尼装置。

12、根据权利要求1的悬架，其特征还在于：两端带有与所述第一和第二承载件相联、用于支承和密封所述弹簧的端部以形成一空腔的座装置，并带有用于对所述空腔加压的装置的一管状弹性材料弹簧。

13、一种摩擦减震的麦弗逊式独立悬架，包括可沿两个方向运动的一可伸缩承载件，和一双向阻尼组件，包括与所述承载组件相联、用于所述承载组件沿两个所述方向的摩擦阻尼运动的阻尼装置，其特征在于它还包括：

与所述双向阻尼组件相隔一定距离的一单向阻尼组件，所述单向阻尼组件包括与所述双向阻尼装置累加作用的阻尼装置，用于所述承载件基本上仅沿一个所述方向的摩擦阻尼运动。

14、根据权利要求13的悬架，其特征还在于：所述悬架是可在所述载重汽车的驾驶室和底盘之间运动的载重汽车悬架，所述单向阻尼装置是单向回弹阻尼装置。

15、根据权利要求13或14的悬架，其特征还在于：与所述双向阻尼组件和首先提到的单向阻尼组件相隔一定距离的第二单向阻尼组件，所述第二单向阻尼组件包括与所述双向阻尼装置累加作用的阻尼装置，用于所述承载件基本上仅在另一所述方向的摩擦阻尼运动。

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