CN101451585B - 减震器 - Google Patents

Abstract

公开了一种减震器，用于根据路况缓冲传递给车辆的震动。减震器包括缸和活塞阀，活塞阀设置在缸内，并连接到活塞杆，以将所述缸分成第一腔和第二腔。活塞杆包括：中空腔，形成在活塞杆内；第一和第二孔，形成在中空腔的上端和下端中，并分别连接到第一和第二腔；浮动活塞，设置在中空腔内，以上下移动，并且将中空腔分成上部腔和下部腔；和移动机构，形成在中空腔中，以将工作流体移动到浮动活塞上部和下部。减震器还根据活塞杆的移动改变缓冲力，从而改善驾驶舒适感和车辆稳定性。

Description

减震器

技术领域

本发明涉及一种减震器，用于缓冲根据路况传递给车辆的振动，更特别的，涉及一种减震器，能够根据活塞杆的移动改变缓冲力。

背景技术

通常，车辆设置有悬挂系统，在驾驶过程中，通过缓冲从道路传递到车桥(axle)的冲击或振动来增强驾驶舒适感。构成悬挂系统的其中一个部件是减震器。减震器设置在车桥和车身之间。减震器包括缸和在缸内往复运动的活塞杆。缸填充有工作流体，例如气体或者油，从而工作流体被活塞阀移动从而产生缓冲力，所述活塞阀固定到活塞杆的一端。

普通的减震器具有这样的限制，即相对于路况或者车辆的行驶姿态的变化具有恒定的缓冲力特性。因此，低的缓冲力特性可以提高驾驶舒适感，但是不能确保车辆稳定性。相反，高的缓冲力特性可以保持车辆的稳定的姿态，但是导致驾驶舒适感下降。这样，普通的减震器不能响应于路况或者车辆姿态的变化而控制缓冲力特性。

因此，为了解决这种普通减震器的问题，已经开发出一种减震器，能够根据活塞杆的移动而提供可变的缓冲力特性。

图1是普通的减震器的部分剖视图。

参考图1，减震器10包括连接到车身的活塞杆14、以及缸12，缸12固定到与车轮相连的车桥。活塞杆14在缸12内往复运动。

活塞杆14包括活塞阀16，活塞阀16设置在活塞杆14的下端处，从而将缸12的内部分成拉伸(tensile)腔RC和压缩腔CC。活塞阀16形成有拉伸孔16a和压缩孔16b，拉伸腔RC和压缩腔CC通过所述孔彼此连通。减震器10还包括阀形18a和18b，设置在拉伸孔16a和压缩孔16b的上侧和下侧上，从而根据工作流体的运动弹性变形并产生缓冲力。

活塞杆14具有形成在其中的中空腔20。中空腔20设置有浮动活塞22，活塞22可以上下移动，并将中空腔20分为上部腔20a和下部腔20b。中空腔20具有由通孔24限定的第一孔和由轴孔26限定的第二孔，上部腔20a的上部与拉伸腔RC通过通孔24连通，并且下部腔20b的下部通过轴孔26与压缩腔CC连通。

当活塞杆14被略微移动时，浮动活塞22被提升或者降低，并且工作流体通过通孔24或轴孔26流入或流出第一或第二孔。结果，减震器10的缓冲力被降低。

普通的减震器10可以仅以小的移动和低的速度降低缓冲力。然而，中空腔20具有受限的尺寸，从而，浮动活塞22的运动范围受限，从而在降低缓冲力方面提供了较低的效果。另外，当增加中空腔20的尺寸以改善缓冲力降低的作用时，存在活塞杆14制造成本增加和耐用性下降等问题。另外，浮动活塞在中空腔内上下运动时，普通的减震器在浮动活塞的外表面和中空腔的内表面之间经历摩擦，从而在浮动活塞和中空腔之间造成无效的初始运动和粘滑(stick slip)现象，从而，降低驾驶舒适感。另外，当浮动活塞接触上部腔或者下部腔的上端或下端时，普通减震器产生噪音，因此降低了质量满意度。

发明内容

本发明目的是解决上述普通技术中的问题，并且本发明的一个方面是提供一种减震器，其包括浮动活塞，该活塞设置在活塞杆的中空腔内，以降低缓冲力，并且可以在活塞杆反复(repetitiously)运动的段中显著降低缓冲力。

本发明的另一个方面提供一种减震器，其可以根据活塞杆的移动逐渐降低缓冲力。

本发明的另一个方面是提供一种可防止粘滑现象的减震器。

根据本发明，本发明的上述和其它方面可以通过提供一种减震器实现，其包括：缸和活塞阀，活塞阀连接到缸内的活塞杆，以将所述缸分成第一腔和第二腔。减震器还包括：形成在活塞杆内的中空腔；第一和第二孔，形成在中空腔的上端和下端中，并分别连接到第一和第二腔；浮动活塞，设置在中空腔内，以上下移动，并将中空腔分成上部和下部腔；和移动机构，形成在中空腔中，以将工作流体移动到浮动活塞上方或者下方。

根据本发明的一个方面，设置在中空腔内的移动机构可以是旁路通道，该通道纵向形成在中空腔中，以允许上部腔和下部腔通过旁路通道彼此连通。减震器还可包括设置到上部腔和下部腔的上部弹簧和下部弹簧，以分别弹性地支撑浮动活塞的上表面和下表面。上部弹簧和下部弹簧可以是螺旋弹簧。上部和下部弹簧可以是锥形螺旋弹簧，均朝着浮动活塞具有逐渐减小的半径。浮动活塞的上表面和下表面可以形成有安装突起，上部和下部弹簧分别配合到所述突起中。旁路通道可以是槽，形成为在中空腔中具有预定的长度。旁路通道可以是内部通道，形成为在活塞杆中具有预定的长度，从而连接中空腔内的上部腔和下部腔。

根据本发明另一个方面，设置在中空腔内的移动机构可以是柔性移动板，设置在浮动活塞内，从而朝着上部或下部腔变形。浮动活塞可包括一环，所述环具有内表面和外表面，柔性移动板的外周设置在所述内表面上，所述外表面与中空腔的内表面接触，并且柔性移动板包括弯曲部分，所述弯曲部分具有设置在环的内表面上的外周，弯曲部分相对于弯曲部分的中心对称地形成，并且可以交替向上和向下弯曲。弯曲部分可以在环的附近较薄，并且在弯曲部分的中心处较厚。

附图说明

通过下面接合附图给出的对典型实施例的详细描述，本发明的上述和其它特征和优点将显而易见，附图中：

图1是普通减震器的部分剖视图；

图2是根据本发明第一实施例的减震器的一部分的放大剖视图；

图3是根据第一实施例的减震器在产生非常低的缓冲力时的工作图形；

图4是当产生低的缓冲力时根据第一实施例的减震器的工作图形；

图5是当产生高的缓冲力时根据第一实施例的减震器的工作图形；

图6是根据本发明第二实施例的减震器的一部分的放大剖视图；

图7是当产生非常低的缓冲力时根据第二实施例的减震器的工作图形；

图8是当产生低的缓冲力时根据第二实施例的减震器的工作图形；和

图9是当产生高的缓冲力时根据第二实施例的减震器的工作图形；

具体实施方式

下面参考附图详细描述本发明的典型实施例。

图2是根据本发明第一实施例的减震器的一部分的放大剖视图。

图2中，根据本发明第一实施例的减震器50包括连接到车辆的车桥的缸52和连接到车身侧的活塞杆54。活塞杆54设置在缸52内，从而在其中往复运动，并包括设置在活塞杆54一端处的活塞阀56，从而将缸52的内部分成压缩腔CC和拉伸(tensile)腔RC。活塞阀56形成有拉伸孔56a和压缩孔56b，拉伸腔RC与压缩腔CC通过所述孔连通。另外，多个盘形阀58a和58b位于活塞阀56的上表面和下表面上，从而根据工作流体的运动弹性变形并产生缓冲力。

活塞杆54在其中具有圆柱形的伸长中空腔60。中空腔60设置有浮动活塞160，活塞160可以在其中上下运动。中空腔60的上端和下端形成有第一和第二孔，所述孔分别与拉伸腔RC和压缩腔CC连通。

这里，浮动活塞160将中空腔60分成上部腔和下部腔60a、60b，当通过工作流体上下移动时，浮动活塞160减小缓冲力，所述工作流体流动穿过第一和第二孔。

浮动活塞160的主体161在它的外周上设置有减磨元件163，该元件接触中空腔60的内表面以降低当浮动活塞160在中空腔60中移动时浮动活塞160和中空腔60之间的摩擦。减磨元件163可包括Teflon树脂。

另外，中空腔60具有纵向形成的旁路通道，以允许上部和下部腔60a和60b通过旁路通道彼此连通。因此，当活塞杆54在中空腔60内在微小移动段内移动时，因为中空腔60的上部和下部腔60a和60b通过旁路通道彼此连通，拉伸腔RC和压缩腔CC其中一个中的工作流体移动到另一个腔中，从而产生低的缓冲力。

为此，活塞杆54包括主杆542和杆延伸部544，杆延伸部544设置到主杆542的一端，并具有中空的内部，其一端开口以形成杆延伸部544的开口。

主杆542具有阶梯状的端部，从而，杆延伸部544的开口被固定到主杆542的阶梯状端部。另外，杆延伸部544的另一端形成有颈部546，颈部546纵向延伸，并且以小的外部直径成阶梯状，从而将活塞阀56连接到其处。

中空腔60在它的上端处形成有第一孔，该孔与拉伸腔RC连通，并且由通孔64限定到中空腔60的上部，通孔64穿过活塞杆54。

另外，中空腔60在它的下端处形成有第二孔，第二孔与压缩腔CC连通。这里，第二孔由轴孔66限定到中空腔60的下部，该轴孔穿透杆延伸部544的颈部546，从而，中空腔60的下部通过轴孔66与压缩腔CC连通。

另一方面，中空腔60的旁路通道由槽68限定，槽68纵向以预定长度形成在中空腔60中。槽68提供了一通道，该通道连接由浮动活塞160分开的上部腔60a和下部腔60b，从而，工作流体在上部腔60a和下部腔60b之间通过该通道流动。

因此，减震器50可通过穿过槽68的流体来提供减小的缓冲力。另外，通过调节槽68的横截面积或者长度，减震器50可以调节缓冲力的特性。

在中空腔中，上部腔60a和下部腔60b设置有上部和下部弹簧69a和69b，所述弹簧分别弹性地支撑着浮动活塞160的上表面和下表面。上部和下部弹簧69a和69b分别弹性支撑浮动活塞160的上表面和下表面。

这里，上部和下部弹簧69a和69b可具有不同的绕数或者弹簧常数，从而使得可以控制压缩或者拉伸中的缓冲力变化特性。

另外，上部和下部弹簧69a和69b由螺旋弹簧构成。这里，上部和下部弹簧可以由锥形螺旋弹簧构成，每个朝着浮动活塞160具有逐渐减小的半径。

另外，浮动活塞160的主体161的上表面和下表面形成有安装突起161a和161b，上部和下部弹簧69a和69b分别配合到所述突起中。

接下来描述根据本发明第一实施例的减震器50的工作。首先参考图3，示出了根据第一实施例的减震器50工作以产生非常低的缓冲力，活塞杆54的略微移动使得浮动活塞160在段L1内移动，在段L1中，旁路通道由槽68限定。这时，活塞杆54的移动使得上部腔60a和下部腔60b其中一个中的工作流体通过槽68朝着另一个腔流动。结果，拉伸腔RC或者压缩腔CC中的工作流体被供应到上部腔60a或者下部腔60b中，或者从中排出。

在减震器50的活塞杆54的拉伸行程中，也就是当活塞杆54升高时，拉伸腔RC中的工作流体通过通孔64流入上部腔60a中，并且然后通过槽68移动到下部腔60b中。另外，下部腔60b中的工作流体通过轴孔66排出到压缩腔CC中。

相反，在减震器50的活塞杆54的压缩行程中，也就是当活塞杆54被降低时，压缩腔CC中的工作流体通过轴孔流入下部腔60b中。另外，下部腔60b中的工作流体通过槽68流入上部腔60a中，并且上部腔60a中的工作流体通过通孔64移动到拉伸腔RC中。

这样，当工作流体通过槽68从一个腔旁路到另一个腔时，根据第一实施例的减震器50产生了非常低的缓冲力。

参考图4，其中示出了根据第一实施例的减震器工作以产生低的缓冲力，活塞杆54的相对大的移动使得浮动活塞160在段L1的外部区域和浮动活塞160的最大运动范围L2之间运动，段L1具有由槽68限定的旁路通道。

这种情况中，上部和下部弹簧69a和69b产生弹性力，以迅速地移动浮动活塞160。

也就是说，当减震器50的活塞杆54被程度相对大地移动时，浮动活塞160在L1和L2之间移动。另外，在活塞杆54的拉伸行程中，也就是当活塞杆54抬高时，浮动活塞160被上部弹簧69a的恢复力迅速向下移动。另一方面，在活塞杆54的压缩行程中，也就是当活塞杆54被降低时，浮动活塞160被下部弹簧69b的恢复力迅速向上移动。

另外，在浮动活塞160在L1和L2之间的运动范围中，虽然由槽68限定的旁路通道被浮动活塞160闭合，但是，中空腔60中的工作流体通过通孔64或轴孔66流入或流出另一个腔，从而在这个工作过程中产生低的缓冲力。这时，减震器50产生的缓冲力高于当浮动活塞仅在段L1内运动时的缓冲力，但是低于普通减震器的缓冲力。

另外，参考图5，示出了根据第一实施例的减震器工作以产生高的缓冲力，活塞杆54的大的移动使得浮动活塞160位于中空腔60的上端或下端上，从而，浮动活塞160不向上或向下移动。这时，上部和下部弹簧69a、69b中的一个处于最小压缩状态。

因此，槽68位于浮动活塞160的上方或者下方，从而没有形成旁路通道。另外，因为浮动活塞160不向上或向下移动，因此工作流体没有通过通孔64或者轴孔66流入或者流出中空腔60。

因此，减震器50通过活塞阀56产生了高的缓冲力。

这样，根据第一实施例的减震器50构造成允许浮动活塞160根据活塞阀56的移动程度而被移动，其中，中空腔60中的旁路通道被浮动活塞160选择性地开启，从而产生多级的缓冲力特性。另外，因为浮动活塞160的初始运动通过上部或下部弹簧69a或69b而平滑地进行，因此减震器50不会经历粘滑现象，该现象会使得浮动活塞反复地粘到中空腔或从中空腔分离。

图6是根据本发明第二实施例的减震器的一部分的放大剖视图。根据第二实施例的减震器50’的与第一实施例减震器50相同的部件将用与第一实施例相同的附图标记表示，并省略详细描述。

如图6所示，根据第二实施例的减震器50’包括浮动活塞260，该活塞在浮动腔60内上下往复运动。

浮动活塞260包括环262，该环在中空腔60内移动，环262的外周面与中空腔60的内表面接触。另外，环262的外周面可以利用材料光制(finished)，例如Teflon树脂，能够降低该环和中空腔之间的摩擦。

环262在其中设置有柔性移动板264，该移动板可以弹性变形。柔性移动板264将中空腔60分成上部腔60a和下部腔60b，并且可以通过工作流体而朝着上部或下部腔60a、60b变形，所述工作流体流入或者流出上部或下部腔60a、60b。

柔性移动板264的外周设置在环262的内表面上，并优选通过模制集成到环262中。

另外，柔性移动板264由弹性材料形成，例如橡胶，并具有弯曲形状，从而，柔性移动板264可以通过流入或流出上部或下部腔60a、60b的工作流体而方便地变形。换句话说，柔性移动板264包括弯曲部分，所述弯曲部分相对于其中心对称地形成，并且交替地向上和向下弯曲。

柔性移动板264通过工作流体向上或向下变形，所述工作流体通过第一孔或第二孔流入或流出上部或下部腔60a、60b，从而减震器50’产生低的缓冲力。

这里，柔性移动板264根据弯曲部分的位置具有薄的部分，从而增大恢复特性。为此，柔性移动板264的弯曲部分在环262附近向上弯曲，并且在其中心附近向下弯曲。另外，柔性移动板264的弯曲部分在环附近较薄，并且在其中心附近较厚。

因此，通过弯曲部分的各部分上的恢复力之间的差异，柔性移动板264可以被方便地恢复到初始形状。

接下来将描述根据本发明第二实施例的减震器50’的工作。

首先，参考图7，示出了根据第二实施例的减震器50’工作以产生非常低的缓冲力，活塞杆54的略微移动使得浮动活塞260在段L1内略微移动。在这种情况中，活塞杆54的移动使得工作流体通过第一孔和第二孔中的一个流入中空腔60中，并且通过另一个孔从其处排出。

换句话说，在减震器50’的活塞杆54的拉伸行程中，也就是当活塞杆54抬高时，拉伸腔RC中的工作流体通过通孔64限定的第一孔流入上部腔60a中。这时，浮动活塞260的柔性移动板264朝着下部腔60b变形，并且下部腔60b中的工作流体通过轴孔66限定的第二孔排出到压缩腔CC中。

同时，在减震器50’的活塞杆54的压缩行程中，也就是当活塞杆54被降低时，压缩腔CC中的工作流体通过轴孔66流入下部腔60b中。这时，浮动活塞260的柔性移动板264朝着上部腔60a变形。另外，上部腔60a中的工作流体通过通孔64被排出到拉伸腔RC中。

这样，当活塞杆54被略微移动时，根据第二实施例的减震器50’产生非常低的缓冲力，同时通过柔性移动板264的变形使得工作流体在中空腔60内移动。

参考图8，示出了根据第二实施例的减震器50’工作以产生低的缓冲力，活塞杆54的相对大的移动使得浮动活塞260在段L1的外部区域和浮动活塞260的最大运动范围L2之间移动，同时柔性移动板264变形。

另外，在活塞杆54的拉伸行程中，也就是当活塞杆54抬高时，浮动活塞260降低，并且同时柔性移动板264同时向下变形。因此，拉伸腔RC中的工作流体被供应到上部腔60a中，而下部腔60b中的工作流体排出到压缩腔CC中。

另一方面，在活塞杆54的压缩行程中，也就是当活塞杆54降低时，浮动活塞260抬高，同时柔性移动板264同时向上变形。结果，压缩腔CC中的工作流体供应到下部腔60b中，而上部腔60a中的工作流体排出到拉伸腔RC。

这样，通过柔性移动板264的变形以及浮动活塞260的移动，减震器50’产生了低的缓冲力。这时，减震器50’产生的缓冲力高于当浮动活塞260仅在段L1内运动时的缓冲力，但是低于普通减震器的缓冲力。

另外，参考图9，示出了根据第二实施例的减震器工作以产生高的缓冲力，活塞杆54的大的移动使得浮动活塞260位于中空腔60的上端或下端上，从而，浮动活塞260不向上或向下移动。另外，柔性移动板264与中空腔60的上端或下端紧密接触。

这时，通孔64和轴孔66被浮动活塞260闭合，从而工作流体不能流动到中空腔60中或从中排出。

因此，减震器50’通过活塞阀56产生了高的缓冲力。

这样，根据第二实施例的减震器50’构造成允许根据活塞阀56的移动程度来移动浮动活塞260，或者允许柔性移动板264变形，以降低缓冲力。另外，根据活塞阀56的移动程度，浮动活塞260被移动，或者柔性移动板264变形，从而产生多级的缓冲力特性。这样，在活塞杆54的移动中，通过柔性移动板的变形，减震器50’提供了可变的缓冲力。这里，柔性移动板在浮动活塞260移动之前变形，以允许浮动活塞260的初始平滑的运动，从而减震器50’不会经历粘滑现象，该现象会使得浮动活塞反复地粘到中空腔或者从中空腔分离。

根据上述说明，显然，根据本发明的一个方面，减震器构造成通过活塞杆的略微移动来允许中空腔的一部分中的工作流体通过旁路通道流动到中空腔的另一部分中，从而产生非常低的缓冲力，从而改善驾驶舒适感。另外，通过改变槽的宽度、长度和深度等，根据本发明的减震器可以控制缓冲力的变化程度。另外，在压缩或者拉伸行程中，浮动活塞的初始运动可以通过弹簧平滑地进行，从而防止粘滑现象以及噪声，噪声是由于浮动活塞和中空腔之间的接触造成的。

另外，根据本发明的另一个方面，减震器构造成通过活塞杆的略微移动允许工作流体随着柔性移动板在中空腔中的变形移动，从而产生非常低的缓冲力，并改善驾驶舒适感。另外，通过改变柔性移动板的厚度或者弯曲形状，根据本发明的减震器可以控制缓冲力的变化程度。另外，因为柔性移动板在活塞杆运动过程中连续变形，因此浮动活塞的初始运动可以平滑地进行，从而防止粘滑现象以及噪声，噪声是由于浮动活塞和中空腔之间的接触造成的。

另外，通过取决于活塞杆的移动逐渐改变缓冲力，根据本发明的减震器可以根据车辆的驾驶状态产生适合的缓冲力，以改善驾驶舒适感，并且当车辆上坡或者通过拐角时，还可以产生高的缓冲力，从而保持车辆驾驶稳定性。

虽然已经参考实施例和附图描述了本发明，但是应当注意，本发明不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种变化和等同的实施例，本发明的范围仅由权利要求限定。

Claims (11)

1.一种减震器，包括缸和活塞阀，活塞阀连接到所述缸内的活塞杆，以将所述缸分成第一腔和第二腔，所述减震器还包括：

中空腔，形成在所述活塞杆内；

第一和第二孔，形成在中空腔的上端和下端中，并分别连接到第一和第二腔，

浮动活塞，设置在中空腔内，以上下移动，并将中空腔分成上部腔和下部腔；和

移动机构，形成在中空腔中，以将工作流体移动到浮动活塞上方或者下方。

2.如权利要求1所述的减震器，其特征在于，设置在中空腔内的移动机构是旁路通道，所述旁路通道纵向地形成在中空腔中，以允许上部腔和下部腔通过旁路通道彼此连通。

3.如权利要求1所述的减震器，其特征在于，还包括：

上部弹簧和下部弹簧，设置到上部腔和下部腔，以分别弹性支撑浮动活塞的上表面和下表面。

4.如权利要求3所述的减震器，其特征在于，上部弹簧和下部弹簧是螺旋弹簧。

5.如权利要求3所述的减震器，其特征在于，上部弹簧和下部弹簧是锥形螺旋弹簧，每个锥形螺旋弹簧朝着浮动活塞具有逐渐减小的半径。

6.如权利要求3所述的减震器，其特征在于，浮动活塞的上表面和下表面形成有安装突起，上部和下部弹簧分别配合到所述安装突起。

7.如权利要求2所述的减震器，其特征在于，旁路通道是中空腔中形成为具有预定长度的槽。

8.如权利要求2所述的减震器，其特征在于，旁路通道是活塞杆中形成为具有预定长度的内部通道，以连接中空腔内的上部腔和下部腔。

9.如权利要求1所述的减震器，其特征在于，设置在中空腔内的移动机构是柔性移动板，所述柔性移动板设置在浮动活塞内，以朝着上部腔或下部腔变形。

10.如权利要求9所述的减震器，其特征在于，浮动活塞包括环，所述环具有内表面和外表面，柔性移动板的外周设置在所述内表面上，所述外表面接触中空腔的内表面，并且柔性移动板包括弯曲部分，所述弯曲部分具有设置在环的内表面上的外周，所述弯曲部分相对于弯曲部分的中心对称地形成，并且交替地向上和向下弯曲。

11.如权利要求10所述的减震器，其特征在于，弯曲部分在环的附近是薄的，并且在弯曲部分的中心处是厚的。

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