CN101796322A - 接合式泄放装置 - Google Patents

Abstract

一种减振器包括具有至少一个压缩液体通道和至少一个回弹液体通道的活塞。一个压缩阀组件封闭所述至少一个压缩通道，且一个回弹阀组件封闭所述至少一个回弹通道。一个互连的通道连接所述至少一个压缩液体通道和所述至少一个回弹液体通道，以限定一个贯穿所述活塞的开放流道。

Description

接合式泄放装置

技术领域

本公开内容总体涉及接收和阻尼机械振动的汽车阻尼器或减振器。更具体地，本公开内容涉及用于减振器的液压阀组件，该液压阀组件包括两个分立的泄放限制通道，但仍使其能够在零速时消除补偿的阻尼力(offset damping force)。

背景技术

这部分的陈述仅提供涉及本公开内容的背景信息，并不构成现有技术。

减振器与汽车悬架系统一起使用，以吸收行驶期间产生的多余的振动。为了吸收这些多余的振动，减振器通常连接在汽车的簧载部分(车身)和非簧载部分(车轮)之间。活塞位于由减振器的压力管限定的工作腔内，且所述活塞通过活塞杆连接到汽车的簧载部分。所述压力管通过本领域内已知方法之一连接到汽车的非簧载部分。因为活塞能够通过阀门组来限制阻尼液在活塞相对侧之间的流动，所以当减振器被压缩或伸张时，减振器能够产生一阻尼力，该阻尼力阻尼原本将从汽车的非簧载部分传递到簧载部分的多余的振动。在双管式减振器中，储液室限定在压力管和储液管之间。当使用全排量活塞阀门组系统时，储液室与由压力管限定的工作腔的下部(活塞下方区域)直接连通。当使用全排量阀门组系统时，所有由减振器产生的阻尼力是活塞阀门组的结果。活塞对减振器内液体流动的限制程度越大，则由减振器产生的阻尼力越大。因此，高度受限的液体流动将产生硬式乘坐(firm ride)，而较少受限的液体流动将产生软式乘坐(soft ride)。

在选择减振器提供的阻尼量时，要考虑至少三个车辆性能特性。这三个特性是乘坐舒适性、车辆操纵性和路面附着能力。乘坐舒适性通常是车辆主弹簧的弹簧常数、以及座椅和轮胎的弹簧常数和减振器阻尼系数的函数。对于最佳的乘坐舒适性，优选为相对小的阻尼力或软式乘坐。

车辆操纵性与车辆姿态(也即侧倾、纵倾和横摆)的变化相关。对于最佳的车辆操纵性，需要相对大的阻尼力或硬式乘坐来避免在转弯、加速和减速期间车辆姿态过快的变化。

最后，路面附着能力通常是轮胎和地面之间接触量的函数。为了优化路面附着能力，当行驶在不规则表面上时，需要大阻尼力或硬式乘坐以防止过长时段内在车轮和地面之间失去接触。

已开发了各种类型的减振器以相对各种车辆性能特性产生期望的阻尼力。已开发了减振器以根据压力管内活塞的速度或加速度来提供不同的阻尼特性。由于压降和流速之间的指数关系，在相对低的活塞速度——特别地，在接近于零的速度——下获得阻尼力是一个很难的任务。低速阻尼力对于车辆操纵是很重要的，因为大多数车辆操纵事件是由低速的车身速度控制的。

在活塞低速运动期间用于调整减振器的各种现有技术系统建立固定的低速泄放阻尼孔(bleed orifice)，该泄放阻尼孔提供贯穿活塞的常开泄放通道。这个泄放阻尼孔可通过利用定位在邻近密封环槽岸(sealing land)的柔性盘上的阻尼孔槽或利用直接在密封环槽岸自身上的阻尼孔槽而产生。这些设计的局限性是，由于阻尼孔在横截面区域是恒定的，因此其产生的阻尼力不是减振器内部压力的函数。为了利用这些开放的阻尼孔槽获得低速控制，所述阻尼孔槽必须足够小，以在相对低速度时产生限制作用。当实现这种作用时，阀门组系统的低速液体回路将运行在很小的速度范围内。因此，二级阀门组或高速阶段的阀门组在较低速度时启动，这不是所期望的。由于固定阻尼孔泄放回路力-速度特性的形状在外形上完全不同于高速回路的形状，在相对低速度时启动所述二级阀门组会会产生刺耳声(harshness)。

尝试克服固定阻尼孔泄放阀门组的问题，并由此消除在活塞低速运行期间刺耳声的现有技术，包括纳入可变阻尼孔泄放阀门组回路。随着活塞速度的上升，可变阻尼孔的流通面积也将变大，以平稳转换到所述二级阀门组。这些现有技术的可变阻尼孔泄放阀门组回路典型地位于柔性阀盘的外围，因此其根据盘的直径而确定流通面积增大的速率。随着柔性盘直径的增大，控制阻尼孔流通面积增大的速率将变得很困难。因为该流通面积是通过可变阻尼孔泄放盘的偏转而增大的，所以大直径可变阻尼孔泄放盘的轻微偏转可使阻尼孔泄放的流通面积快速增大。这种流通面积的快速增大使得在低速阀门组回路和所述二级或高速阀门组回路之间的调整变得复杂。

还有其他现有技术系统开发的与中/高速阀门组系统集成的可变阻尼孔泄放阀门组回路。将低速回路与中/高速回路的集成产生这样一种系统：低速回路的调整影响中/高速回路，且中/高速回路的调整影响低速回路。

减振器继续的发展包括阀门组系统的发展，所述阀门组系统可提供在低速阀门组回路和二级阀门组回路或高速阀门组回路之间的平稳转换。这两个回路之间的平稳转换帮助降低和/或消除了在转换期间的任何刺耳声。除了平稳转换，这些系统的发展还针对使这两个回路的分立，从而能够独立地调整每个回路。

发明内容

本公开内容提供一种方法，该方法用于在活塞低速时独立地调整阻尼力，以改善减振器的低速阻尼特性。本公开内容包括一个分立的低速可变阻尼孔泄放回路，其与中/高速或二级阀门组系统分立。另外，本公开内容包括一个或多个液体通道，其与所述分立的低速可变阻尼孔泄放回路互连，以在零速时消除补偿的阻尼力，而仍然保持该分立的低速可变阻尼孔泄放回路。

根据在此提供的描述，其他的适用性领域将是明显的。应理解的是，所述描述和具体实施例仅旨在于说明的目的，且并不旨在限制本公开内容的范围。

附图说明

在此描述的附图仅出于说明的目的，并不旨在以任何方式限制本公开内容的范围。

图1是采用根据本公开内容的阀门组系统的汽车的示意图；

图2是采用根据本公开内容的阀门组系统的减振器局部横截面的侧视图；

图3是采用根据本公开内容的阀门组系统的活塞组件的放大侧视图；

图4是图3所示活塞的俯视平面图；以及

图5A-5C是示出了限定根据本公开内容的低速泄放回路的各种流动通道的横截面侧示图。

具体实施方式

以下描述在本质上仅是示例性的，且并不旨在限制本公开内容、应用或使用。

附图中相同的参考标号在所有这些附图中表示相同或相应的部分，现在参考附图，图1所示为采用具有根据本发明的独立可变泄放阻尼孔的悬架系统的车辆，该车辆总体用参考标号10表示。车辆10包括后悬架12、前悬架14和车身16。后悬架12具有适于可操作地支撑车辆后轮18的横向延伸的后桥总成(未示出)。该后桥总成通过一对减振器20和一对螺旋弹簧22可操作地连接到车身16。类似地，前悬架14包括横向延伸的前桥总成(未示出)以可操作地支撑车辆前轮24。该前桥总成通过第二对减振器26和一对螺旋弹簧28可操作地连接到车身16。减振器20和26用于阻尼车辆10的非簧载部分(也即，分别地，前悬架12和后悬架14)和簧载部分(也即，车身16)的相对运动。虽然车辆10被描述成具有前、后桥总成的乘用车时，但是减振器20和26可供其他类型的车辆或在其他类型的应用中使用，所述其他类型的车辆或其他类型的应用包括——但并不限于——采用独立前悬架系统和/或独立后悬架系统的车辆。此外，在此使用的术语“减振器”通常意味着是指阻尼器，且因此将包括麦弗逊式滑柱(McPhersonstruts)。

现在参考图2，更详细地示出了减振器26。虽然图2仅示出了减振器26，但应理解的是，减振器20也包括根据本发明的下述用于减振器26的可变泄放阻尼孔阀门组。减振器20与减振器26的不同之处在于其适于连接到车辆10的簧载和非簧载部分的方式。减振器26包括压力管30、活塞组件32、活塞杆34、储液管36和底座装配件(basefitting)40。

压力管30限定一个工作腔42。活塞组件32可滑动地布置在压力管30内，且将工作腔42分为上工作腔44和下工作腔46。密封件48布置在活塞组件32和压力管30之间，以允许活塞组件32相对于压力管30滑动而不会产生不适当的摩擦力，并使上工作腔44与下工作腔46密封。活塞杆34附接至活塞组件32，且延伸通过上工作腔44和上端盖50，所述上端盖50封闭压力管30和储液管36两者的上端。密封系统52密封上端盖50、压力管30、储液管36和活塞杆34之间的界面。在优选实施方案中，活塞杆34的与活塞组件32相对的端部适于被紧固至车辆10的簧载部分。在活塞组件32在压力管30内运动期间，活塞组件32中的阀门组控制在上工作腔44和下工作腔46之间的液体运动。因为活塞杆34仅延伸通过上工作腔44而不通过下工作腔46，活塞组件32相对压力管30的运动引起上工作腔44内转移的液体量和下工作腔46内转移的液体量的差异。这种转移的液体量的差异被认为是“杆体积(rod volume)”，且其流经底座装配件40。尽管减振器26被描述为具有底座装配件40的双管式减振器，但是如果需要，则利用单管设计的减振器中的活塞组件32的情况也落在本发明的范围内。

储液管36围绕压力管30以限定一个位于管之间的储液腔54。储液管36的下端由端盖56封闭，在优选实施方案中，所述端盖56适于连接到车辆10的非簧载部分。储液管36的上端被附接至上端盖50。底座装配件40布置在下工作腔46和储液腔54之间，以允许两个腔室之间的液体流动。当减振器26在长度上伸张时(回弹)，由于“杆体积”概念，在下工作腔46中需要额外体积的液体。因此，液体将通过底座装配件40从储液腔54流到下工作腔46中。当减振器26在长度上压缩时(压缩)，由于“杆体积”概念，多余体积的液体必须从下工作腔46中除去。因此，液体将通过底座装配件40从下工作腔46流到储液腔54中。

本公开内容针对的是全流(full-flow)活塞组件32，该活塞组件32包括用于回弹和压缩行程的、独立于中/高速阀门组的可变泄放阻尼孔阀门组。活塞组件32在减振器26的压缩运动和回弹运动中提供在低速阀门组和中/高速阀门组之间独立可调的平稳转换。用于减振器26回弹(伸张)和压缩的阻尼特性由活塞组件32确定，因此排除了对基座阀组件的需要。

参考图3-5C，活塞组件32包括活塞60、主压缩阀组件62、泄放压缩阀组件64、主回弹阀组件66和泄放回弹阀组件68。活塞60被紧固至活塞杆34，且其限定多个主压缩液体通道70、多个泄放压缩液体通道72、多个主回弹液体通道74、多个泄放回弹液体通道76和多个互连液体通道78。活塞60紧靠在活塞杆34上形成的凸缘(shoulder)，且固定螺母80将活塞60固紧到活塞杆34上。

主压缩阀组件62包括支撑垫圈84、弯曲预负载盘86、多个阀盘88、接口盘90、接口92和入口阀盘94。支撑垫圈84螺纹地或滑动地被容纳在活塞杆34上，且布置在活塞60的上方。支撑垫圈84被限位在活塞杆34上，使得由阀盘88和接口盘90提供指定量的预负载，且其然后被焊接至活塞杆34或通过本领域内已知的其他方式紧固至活塞杆34。接口92和入口阀盘94相对活塞杆34可自由地轴向移动，以打开和封闭主压缩液体通道70，同时使主回弹液体通道74和泄放回弹液体通道76保持打开。接口92和入口阀盘94的轴向移动排除了对弯曲这些部件以打开主压缩液体通道70的需要，且因此提供了用于组件的全排量阀盘。

泄放压缩阀组件64包括阀盘96和阀弹簧98。阀盘96紧靠活塞60且封闭泄放压缩液体通道72，同时使主回弹液体通道74和泄放回弹液体通道76保持打开。阀弹簧98布置在阀盘96和活塞杆34之间，以偏压阀盘96紧靠一对在活塞60上形成的环槽岸，从而限定一个与泄放压缩液体通道72连通的环形液体腔100。阀弹簧98通过被置于在活塞杆34上形成的槽内或通过本领域内已知的其他方式紧固至活塞杆34。

主回弹阀组件66包括支撑垫圈114、弯曲预负载盘116、多个阀盘118、接口盘120、接口122和入口阀盘124。支撑垫圈114螺纹地或滑动地容纳在固定螺母80上，且布置在活塞60的下方。支撑垫圈114被限位在固定螺母80上，使得阀盘118和接口盘120提供指定量的预负载，且其然后被焊接至固定螺母80或通过本领域内已知的其他方式紧固至固定螺母80。接口122和入口阀盘124相对活塞杆34可自由地轴向移动，以打开和关闭主回弹液体通道74，同时使主压缩液体通道70和泄放压缩液体通道72保持打开。接口122和入口阀盘124的轴向移动排除了对弯曲这些部件以打开主回弹液体通道74的需要，且因此提供了用于组件的全排量阀盘。

泄放回弹阀组件68包括阀盘126和阀弹簧128。阀盘126紧靠活塞60且封闭泄放回弹液体通道76，同时使主压缩液体通道70和泄放压缩液体通道72保持打开。阀弹簧128布置在阀盘126和固定螺母80之间，以偏压阀盘126紧靠一对在活塞60上形成的环槽岸，从而限定一个与泄放回弹液体通道76连通的环形液体腔130。阀弹簧128通过被置于在固定螺母80上形成的槽内或通过本领域内已知的其他方式紧固至固定螺母80。

互连的液体通道78轴向地延伸贯穿活塞60，以使液体腔100和液体腔130互连，使得液体腔100与液体腔130连通。

在压缩行程期间，在下工作腔46和上工作腔44之间有液体的三种流动。活塞组件32的压缩行程引起下工作腔46、多个主压缩液体通道70和多个泄放压缩液体通道72中液压的上升。初始地，液体流入泄放压缩液体通道72、流入液体腔100、流过互连的液体通道78、流入液体腔130、流过多个泄放回弹液体通道76并流入上工作腔44。这是液体的第一种流动，且在压缩行程期间其流过这样的连续打开液体流道，该流道允许液体在活塞组件32的零速或接近零速时流动。这使得可在零速时消除补偿的阻尼力。

当活塞组件32的速度上升时，多个泄放压缩液体通道72内的液压将上升，且施加在阀盘96上的液压力将克服阀弹簧98的偏压负载，阀盘96将轴向地移动以打开多个泄放压缩液体通道72来提供液体的第二种流动。

当活塞组件32的速度进一步上升时，多个主压缩液体通道70内的液压将上升，且施加在入口阀盘94上的液压力将克服阀盘88和接口盘90的偏压负载，入口阀盘94将轴向地移动以打开多个主压缩液体通道70来提供液体的第三种流动。

在回弹行程期间，在上工作腔44和下工作腔46之间也有液体的三种流动。活塞组件32的回弹行程引起上工作腔44、多个主回弹液体通道74和多个泄放回弹液体通道76中液压的上升。初始地，液体流入泄放回弹液体通道76、流入液体腔130，流过互连的液体通道78、流入液体腔100、流过多个泄放压缩液体通道72并流入下工作腔46。这是液体的第一种流动，且在回弹行程期间其流过这样的连续打开液体流道，该流道允许液体在活塞组件32的零速或接近零速时流动。这使得在零速时可消除补偿的阻尼力。

当活塞组件32的速度上升时，多个泄放回弹液体通道76内的液压将上升，且施加在阀盘126上的液压力将克服阀弹簧128的偏压负载，阀盘126将轴向地移动以打开多个泄放回弹液体通道76来提供液体的第二种流动。

当活塞组件32的速度进一步上升时，多个主回弹液体通道74内的液压将上升，且施加在入口阀盘124上的液压力将克服阀盘118和接口盘120的偏压负载，入口阀盘124将轴向地移动以打开多个主回弹液体通道74来提供液体的第三种流动。

各种液体流动的调整可通过以下方式控制：控制通道70、72、74、76和78的大小和数量，腔100和130的大小，阀弹簧98和128的偏压负载，阀盘88和118及接口盘90和120，以及用于减振器26的其他设计特征。

Claims (14)

1.一种减振器，包括：

压力管，其限定一个工作腔；

活塞，其布置在所述工作腔内，所述活塞将所述工作腔分成上工作腔和下工作腔；

第一压缩通道，其在所述上工作腔和所述下工作腔之间贯穿所述活塞延伸；

第一压缩阀组件，其与所述活塞接合，所述第一压缩阀组件封闭所述第一压缩通道；

第一回弹通道，其在所述上工作腔和所述下工作腔之间贯穿所述活塞延伸；

第一回弹阀组件，其与所述活塞接合，所述第一回弹阀组件封闭所述第一回弹通道；以及

互连的通道，其贯穿所述活塞延伸，所述互连的通道在所述第一回弹通道和所述第一压缩通道之间延伸。

2.根据权利要求1所述的减振器，其中所述第一压缩阀组件包括与所述活塞接合的第一阀盘，在所述第一阀盘和所述活塞之间形成第一液体腔，所述互连的通道与所述第一液体腔连通。

3.根据权利要求1所述的减振器，其中所述第一回弹阀组件包括与所述活塞接合的第一阀盘，在所述第一阀盘和所述活塞之间形成第一液体腔，所述互连的通道与所述第一液体腔连通。

4.根据权利要求3所述的减振器，其中所述第一压缩阀组件包括与所述活塞接合的第二阀盘，在所述第二阀盘和所述活塞之间形成第二液体腔，所述互连的通道与所述第二液体腔连通。

5.根据权利要求1所述的减振器，还包括在所述上工作腔和所述下工作腔之间贯穿所述活塞延伸的多个第一回弹通道，所述互连的通道与所述多个回弹通道连通。

6.根据权利要求1所述的减振器，还包括在所述上工作腔和所述下工作腔之间贯穿所述活塞延伸的多个第一压缩通道，所述互连的通道与所述多个压缩通道连通。

7.根据权利要求6所述的减振器，还包括在所述上工作腔和所述下工作腔之间贯穿所述活塞延伸的多个第一回弹通道，所述互连的通道与所述多个回弹通道连通。

8.根据权利要求1所述的减振器，还包括；

第二压缩通道，其在所述上工作腔和所述下工作腔之间贯穿所述活塞延伸；以及

第二压缩阀组件，其与所述活塞接合，所述第二压缩阀组件封闭所述第二压缩通道。

9.根据权利要求1所述的减振器，还包括：

第二回弹通道，其在所述上工作腔和所述下工作腔之间贯穿所述活塞延伸；以及

第二回弹阀组件，其与所述活塞接合，所述第二回弹阀组件封闭所述第二回弹通道。

10.根据权利要求9所述的减振器，还包括：

第二压缩通道，其在所述上工作腔和所述下工作腔之间贯穿所述活塞延伸；以及

第二压缩阀组件，其与所述活塞接合，所述第二压缩阀组件封闭所述第二压缩通道。

11.根据权利要求9所述的减振器，还包括多个第一压缩通道和多个第二压缩通道。

12.根据权利要求9所述的减振器，还包括多个第一回弹通道和多个第二回弹通道。

13.根据权利要求12所述的减振器，还包括多个第一压缩通道和多个第二压缩通道。

14.根据权利要求1所述的减振器，其中所述第一压缩通道、所述第一回弹通道和所述互连的通道在所述上工作腔和所述下工作腔之间限定一个常开的流道。

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