CN101725658A - 静载和动脉冲及伸张速度自适应变阻法及减震器 - Google Patents

Abstract

一种静载和动脉冲及伸张速度自适应变阻法及减震器，是针对现有的可调阻尼减震器成本太高、结构复杂和控制系统繁杂、等难题研发的。它在控制方式上创建了静载和动压脉冲及伸张速度自适应变阻的控制方式，其控制方式简单、直接，无中间信号转换和执行机构；控制信号直接输入，作用可靠简便。这种新型可调阻尼减震器结构简单，成本比现有的可调阻尼减震器大大降低。且本发明的阻尼力与伸张速度反向调节的调阻特性和阻尼缸活塞上下腔压差控制的动态调阻特性，可极大地提高阻尼连续可调式减震器的阻尼特性。本发明无论结构上还是在性能上都大步超越了现有的可调阻尼技术。

Description

静载和动脉冲及伸张速度自适应变阻法及减震器

一、技术领域：

本发明涉及一种汽车用可调阻尼液力减震器及其阻尼调整的控制方法。这种可调阻尼液力减震器及其阻尼调整的控制方法也适用其它车辆和机械设备。

二、技术现状：

为了改善汽车的行驶平顺性，提高乘坐的舒适性，现代汽车在其悬架系统中广泛地采用了液力减震器。但是那种具有较理想的阻尼特性、能依据汽车载荷变化和道路状况而改变阻尼力的可调阻尼减震器，却因成本昂贵和结构复杂不能为大量的普通车型采用。在传统的液力减震器中，由其通道上的节流口开度来调节其阻尼是最简便的方法。所以，目前在少量高级车辆上采用的这种可调阻尼减震器的阻尼调节都是通过设在其活塞杆中的可调节流阀来调节连通阻尼缸活塞上下腔通道上的节流口的开度来实现的。不同的是它们的控制方式和控制信号的采集处理方式不同：一种是由装置在活塞杆中的高速步进电机驱动节流阀芯，调节节流口的大小，改变因阻尼缸活塞上下运动时带动缸内流体流经该节流口时的阻尼力大小。其控制信号由多组传感器采集，经电脑综合处理后给出；第二种是由压缩空气的压力经一气缸活塞杆直接推动节流阀芯来调节节流口的阻尼力大小，其控制信号直接来源于空气悬架中空气弹簧的压缩气体。综上可见：第一种可调阻尼减震器因其节流阀芯由高速步进电机驱动，且控制信号采集和处理的环节多，方式复杂，加上汽车的使用条件较恶劣，对这些元件及系统的要求较高，其成本难以大幅降低；第二种可调阻尼减震器虽说其节流口的控制方式比较简单可靠，但其控制信号直接来源于空气悬架中空气弹簧的压缩气体，只能与空气悬架配用。难以在采用普通悬架的轿车上推广应用。所以，只有研发出新的可调阻尼控制方式和控制信号的采集处理方式，才能改变这种状态。

三、发明目的和解决方案：

本发明的目的就是要研发一种低成本的新型可调阻尼减振器及一种简单可靠的可调阻尼控制方法。

本发明的解决方法是：将现有技术中的由高速步进电机直接机械调整可调阻尼阀芯的位移控制方式改为由流体压力信号和路面上的脉冲信号及悬架的伸张速度信号直接控制可调阻尼阀芯的位移的控制方式。这样一来，就使得本发明的控制信号的采集处理方式更加直接、简便、可靠，无须任何转换环节；控制方式反应迅捷、稳定。相对现有的二种可调阻尼减振器的控制方式和控制信号的采集处理方式大大地减少成本和简化了结构，使得本发明的可调阻尼的调节更迅捷、准确和可靠。使这种新型可调阻尼技术大大地迈向了一般暜通汽车。

本发明的可调阻尼阀芯由内外套装的压缩阀芯和伸张阀芯组成，两端由弹簧支撑定位，在压差的控制下处于弹性支撑的浮动状态。压缩阀芯的下端面和中部的径向凹槽及通孔分别与设置在其外套(活塞杆)上的径向小孔组成了压缩阀；伸张阀由串联的前置阻尼环节、可变阻尼环节和最低伸张力控制环节叠加组成：设置在活塞杆上，高于压缩阀芯上端面的两处径向小孔是伸张阀的前置阻尼环节；设置在压缩阀芯上部套筒壁上的径向小孔与伸张阀芯组成了伸张阀的可变阻尼环节；而设置在压缩阀芯内部的单向阀则是伸张阀的最低伸张力控制环节。在压缩工况，靠压缩阀芯下端的第一处径向小孔在低幅振动时处于关闭状态，而由第二处径向小孔与压缩阀芯的径向凹槽及通孔来调节阻尼：车辆增加的静载在其运动时会使得减震器活塞底部的压力升高，该压力作用于压缩阀芯下端面推动压缩阀芯克服弹簧力上移关闭了部分径向小孔，提高了减震器的阻尼，使之与新载荷适应，达到变阻的目的。当车轮碰到凸起块状物，减震器活塞下腔随即产生一压力脉冲，该压力脉冲迅猛推动了压缩阀芯上移，使第一处径向小孔迅速开大，阻尼力减小，有利于减震器的迅速缩回，减少了其对车身的冲击。在伸张工况，低幅轻载振动时，由于伸张阀的可变阻尼环节在设计上予留了空行程，主要由伸张阀的前置阻尼环节和压缩阀芯内部的单向阀来控制阻尼的大小，可变阻尼环节相当于常通节流孔参与工作；而在大幅重载振动时，则伸张阀的可变阻尼环节参与工作，伸张阀芯在随减震器不断加快的伸张速度而增高的压力作用下下移逐步关闭部分节流孔来调节阻尼，使之由小变大，有利于悬架和车轮迅速下移接近地面，防止车身下撞，保持车身平衡，并在车轮迅速下移接近地面的过程中加大阻尼力来衰减弹簧的伸张力。压缩阀芯内部的单向阀提供了部分近乎于定值的伸张阻尼力，有利于提高车辆在低幅高频振动时的乘坐的舒适性；另外，本发明的压力控制调节阻尼方式，使得本发明具备了在车辆急刹或急转弯时因惯性负荷增大而自适应提高减震器的阻尼的性能，有利于防止车辆急刹点头和急转弯时的车身倾斜，这使得本发明具有保持车身运行姿势的技术优势。

本发明的解决方案是：减振器主要由缸筒1，螺盖2，小弹簧3、6，锥阀芯5，小阀芯4，内缸盖7，活塞杆13，弹簧10、17，压缩阀芯14，伸张阀芯23，弹簧座15，小弹簧8，钢球16，螺塞9，导向套19，大螺帽21，油封22等组合构成，压缩阀芯14装在活塞杆13的下端孔内，其下端由弹簧10和螺帽9弹性支撑定位，伸张阀芯23装在压缩阀芯14的上部孔内，弹簧17装于压缩阀芯14与伸张阀芯23之间，形成上部的弹性轴向支撑，弹簧座15，小弹簧8，钢球16装于压缩阀芯14内部；在车辆空载时，压缩阀芯14和伸张阀芯23由弹簧10、17弹性轴向支撑平衡。

四、附图说明：

附图1是本发明的结构图。

五、实施方式：

本发明的具体实施方式是：当车辆负载增加后运动时会使得减震器活塞12底部的压力升高，该压力作用于压缩阀芯14的下端面推动压缩阀芯14克服弹簧17的弹簧力上移，压缩阀芯14的径向凹槽关闭了活塞杆13上的第二处部分径向小孔，提高了减震器的阻尼，使之与新载荷适应；当车轮碰到凸起块状物，会在减振器活塞12的下腔产生一压力脉冲，该压力脉冲迅猛推动了压缩阀芯14上移，第一处径向小孔开大，阻尼力减小，利于减振器的迅速缩回，减少了其对车身的冲击。伸张阻尼在低幅轻载振动时，由设置在活塞杆13上部的径向小孔和压缩阀芯内部的单向阀来控制阻尼的大小；而在大幅重载振动时，则伸张阀的可变阻尼环节参与工作，伸张阀芯23在随减震器不断加快的伸张速度而增高的压力作用下，压缩弹簧17下移，并逐步关闭设置在压缩阀芯14上部套筒壁上的部分节流孔来调节阻尼，使之由小变大，有利于悬架和车轮迅速下移接近地面，并在车轮迅速下移接近地面的过程中加大阻尼力来衰减弹簧的弹性伸张力，防止车身下撞路面，保持车身平衡。压缩阀芯14内部的单向阀提供了部分近乎于定值的伸张阻尼力，有利于提高车辆在低幅高频振动时的乘坐的舒适性；另外，本发明的压力控制调节阻尼方式，在车辆急刹或急转弯时因惯性负荷增大而自适应提高减震器的阻尼，防止车辆急刹点头和急转弯时的车身倾斜，有利于保持车身运行姿势。

Claims (5)

1.静载和动脉冲及伸张速度自适应变阻法及减振器，减振器主要由缸筒1、螺盖2、小弹簧3、6、锥阀芯5、小阀芯4、内缸盖7、活塞12，活塞杆13、弹簧10、17、压缩阀芯14、伸张阀芯23、弹簧座15、小弹簧8、钢球16、螺塞9、导向套19、大螺帽21、油封22等组合构成，压缩阀芯14装在活塞杆13的下端孔内，其下端由弹簧10和螺帽9弹性支撑定位，伸张阀芯23装在压缩阀芯14的上部孔内，弹簧17装于压缩阀芯14与伸张阀芯23之间，形成上部的弹性轴向支撑，弹簧座15，小弹簧8，钢球16装于压缩阀芯14内部；当车辆负载增加后运动时会使得减震器活塞12底部的压力升高，该压力作用于压缩阀芯14的下端面推动压缩阀芯14克服弹簧17的弹簧力上移，压缩阀芯14的径向凹槽关闭了活塞杆13上的第二处部分径向小孔，提高了减震器的阻尼，使之与新载荷适应；当车轮碰到凸起块状物，会在减震器活塞12的下腔产生一压力脉冲，该压力脉冲迅猛推动了压缩阀芯14上移，第一处径向小孔开大，阻尼力减小，利于减振器的迅速缩回，减少了其对车身的冲击；伸张阻尼在低幅轻载振动时，由设置在活塞杆13上部的径向小孔和压缩阀芯14内部的单向阀来控制阻尼的大小；而在大幅重载振动时，则伸张阀的可变阻尼环节参与工作，伸张阀芯23在随减震器不断加快的伸张速度而增高的压力作用下，压缩弹簧17下移，并逐步关闭设置在压缩阀芯14上部套筒壁上的部分节流孔来调节阻尼，使之由小变大，有利于悬架和车轮迅速下移接近地面，并在车轮迅速下移接近地面的过程中加大阻尼力来衰减弹簧的弹性伸张力，保持车身平衡；压缩阀芯14内部的单向阀提供了部分近乎于定值的伸张阻尼力，有利于提高车辆在低幅高频振动时的乘坐的舒适性；另外，本发明的压力控制调节阻尼方式，在车辆急刹或急转弯时因惯性负荷增大而自适应提高减震器的阻尼，防止车辆急刹点头和急转弯时的车身倾斜，有利于保持车身运行姿势。

2.根据权利要求1所述的静载和动脉冲及伸张速度自适应变阻法及减震器，其特征是：节流阀的节流口可以是径向节流小孔，也可是轴向节流槽。

3.根据权利要求1所述的静载和动脉冲及伸张速度自适应变阻法及减震器，其特征是：伸张阀芯23可以改成盲孔套，套装在压缩阀芯14的上部；其节流孔也可以设置在伸张阀芯23上；弹簧17也可改为安装于压缩阀芯的孔内。

4.根据权要求1所述的静载和动脉冲及伸张速度自适应变阻法及减震器，其特征是：设置在压缩阀芯14内的最低伸张阻尼力单向阀可以改成其它结构型式，或改成可调阻尼节流阀。

5.根据权利要求1所述的静载和动脉冲及伸张速度自适应变阻法及减震器，其特征是：内缸盖7上的压缩分流阀及其小阀芯4和补尝阀及其锥阀芯5可以是各种结构型式。

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