CN101796323A - 具有全位移阀组件的减振器 - Google Patents

Abstract

一种减振器包括安置于压力管内的活塞组件。所述活塞组件具有第一壳体、第二壳体以及邻近所述第一壳体安置的阀组件。所述阀组件具有：阀盘，该阀盘与第一壳体接合从而关闭延伸穿过第一和第二壳体的多个第一通道中的至少一个；以及用于对该阀盘施加载荷的偏置构件。

Description

具有全位移阀组件的减振器

发明领域

本公开内容总体涉及一种用在悬架系统——如用于汽车的悬架系统——的液压阻尼器或减振器。更具体来说，本公开内容涉及一种具有全位移阀组件(full displacement valve assembly)以控制流体流动的减振器。

背景技术

本部分的陈述仅提供与本公开内容相关的背景信息，并不构成现有技术。

减振器与汽车悬架系统结合使用，以吸收在行驶时产生的有害振动。减振器通常连接在汽车的簧上部分(车身)与簧下部分(车轮)之间。在单管式减振器中，活塞位于由减振器的压力管所界定的工作室内，该活塞通过活塞杆连接到汽车的簧上部分。压力管通过本领域已知的方法之一连接到汽车的簧下部分。因为活塞在减振器压缩或伸展时能够通过阀系来限制阻尼液在活塞的相对侧之间流动，所以减振器能够产生抑制有害振动的阻尼力，否则所述有害振动会在汽车的簧下部分与簧上部分之间传递。

在双管式减振器中，活塞位于由减振器的压力管所界定的工作室内，该活塞通过活塞杆连接到汽车的簧上部分。一个储存管(reservetube)包围所述压力管以限定一储存室，在工作室和储存室之间设置有底阀(base valve)组件。所述储存管通过本领域已知方法之一连接到汽车的簧下部分。当减振器伸展从而产生阻尼负载时，活塞中的阀系限制阻尼液在活塞上侧和下侧之间流动。当减振器压缩从而产生阻尼负载时，底阀组件中的阀系限制阻尼液在工作室和储存室之间流动。活塞还包括一个用于在压缩行程中补充活塞上侧的阻尼液的止回阀，底阀组件还包括一个用于在伸展行程中补充活塞下侧的阻尼液的止回阀。

发明内容

减振器活塞通常具有至少一个流体控制阀组件。所述流体控制阀组件包括一个相对于活塞轴向运动从而完全打开流体通道的阀盘(valve disc)。流体控制组件能够用作活塞组件和/或底阀组件的压缩阀组件和/或伸张阀组件。

通过本文提供的说明可以很明显发现本发明的更多适用领域。应当理解，所述说明和具体实施例只是为了举例说明而并非限定本发明的范围。

附图说明

在此描述的附图仅为了举例说明目的，并不意在以任何方式限定本发明的范围。

图1为具有减振器的汽车的示意图，所述减振器包含根据本发明的活塞设计；

图2为图1中的减振器的局剖侧视图，所述减振器包含根据本发明的活塞设计；

图3为图2中所示的减振器的活塞组件的放大局剖侧视图；

图4为图3中所示活塞的剖切立体图；

图5为图3中所示的活塞的分解立体图；

图6为图3-5中所示的调谐盘(tuning disc)的平面图；

图7A-7C为图2和3中所示的接口件盘(interface disc)的各种实施例的立体图；

图8为根据本发明另一个实施例的活塞组件的放大局剖侧视图；以及

图9为图2和图3中所示的接口件盘的各种实施例的立体图。

具体实施方式

接下来的说明在本质上仅为示例性的，并不限定本公开内容、应用或用途。图1中示出了包含悬架系统的车辆，该悬架系统具有减振器，每个减振器包含一个根据本发明的活塞组件，并且所述车辆总体被标示为参照数字10。车辆10包括后悬架装置12、前悬架装置14及车身16。后悬架装置12具有横向延伸的后车轴组件(未示出)，其适于操作性地支撑一对后车轮18。后车轴通过一对减振器20和一对弹簧22附接至车身16。类似地，前悬架装置14包括横向延伸的前车轴组件(未示出)，其适于操作性地支撑一对前车轮24。前车轴组件通过一对减振器26和一对弹簧28附接至车身16。减振器20和26起到将车辆10的簧下部分(即前后悬架装置12、14)相对于簧上部分(即车身16)的相对运动进行阻尼的作用。虽然车辆10被描述为具有前后车轴组件的乘用车，减振器20和26还可以应用于其他种类的车辆或其他类型的应用，包括但不限于具有非独立的前悬架和/或非独立的后悬架装置的车辆，具有独立的前悬架和/或独立的后悬架装置或其他本领域已知的悬架装置的车辆。而且，这里使用的术语“减振器”广义地指阻尼器，因此包括麦弗逊支柱(McPherson struts)和其他本领域已知的阻尼器。

现在参照图2，其更加详细地示出了减振器20。虽然图2仅示出了减振器20，但应当理解减振器26还包括根据本发明的多片式活塞(multi-piece piston)。减振器26与减振器20的唯一不同点在于其连接到车辆10的簧上部分和簧下部分的方式。减振器20包括压力管30、活塞组件32和活塞杆34。虽然具有活塞组件32的减振器20被示例为单管式减振器，但活塞组件32也能够应用于双管式或多管式减振器。

压力管30限定一工作室42。活塞32可滑动地安置于压力管30内并将工作室42分隔为上工作室44和下工作室46。在活塞组件32和压力管30之间安置有密封件48，以允许活塞组件32相对于压力管30进行滑动而不产生不适当的摩擦力，同时使上工作室44相对于下工作室46密封。活塞杆34附接至活塞组件32并且延伸穿过上工作室44，并穿过将压力管30的上端封闭的上端盖或杆导向器50。密封系统52将杆导向器50、压力管30和活塞杆34之间的界面进行密封。活塞杆34的与活塞组件32相反的端部适于固定至车辆10的簧上部分。压力管30的与杆导向器50相反的端部适于连接至车辆10的簧下部分。在活塞组件32于压力管30内做伸张运动的过程中，活塞组件32的伸张阀系控制在上工作室44和下工作室46之间的流体运动。在活塞组件32于压力管30内做压缩运动的过程中，活塞组件32的压缩阀系控制在下工作室46和上工作室44之间的流体运动。

参照图2-图6，更加详细地示出了活塞组件32。活塞组件32包括压缩阀组件60、多片式活塞体62以及伸张阀组件64。活塞杆34限定一个缩小直径部分66，压缩阀组件60、多片式活塞体62以及伸张阀组件64均位于该缩小直径部分上。螺帽68将活塞组件32固定至活塞杆34的部分66，同时压缩阀组件60紧靠位于活塞杆34的肩部，多片式活塞体62紧靠压缩阀组件60，伸张阀组件64紧靠多片式活塞体62并且螺帽68紧靠伸张阀组件64和多片式活塞体62。

压缩阀组件60包括阀盘72、环形壳体或接口件(interface)74、一个或多个偏置构件(bias member)76、一个或多个垫圈(spacer)78以及一个定位器(retainer)80。如图3所示，阀盘72、偏置构件76和垫圈78通过与定位器80相接合而被布置和/或导向。阀盘72覆盖多个延伸进入多片式活塞体62的压缩通道82。环形壳体74紧靠阀盘72的与多片式活塞体62相反的侧面。所述一个或多个偏置构件76与环形壳体74相接合，并使环形壳体74与阀盘72相接合，这使得阀盘72紧靠于多片式活塞体62。偏置构件76被套入一个由环形壳体74所界定的凹进部分84中，从而定心并保持环形壳体74相对于多片式活塞体62和活塞杆34的位置。所述一个或多个垫圈78位于一个或多个偏置构件76和定位器80之间。定位器80紧靠由活塞杆34形成的肩部。阀盘72阻止流体从上工作室44流至下工作室46，但是由于一个或多个偏置构件76的挠曲造成阀盘72移开原位，允许流体从下工作室46流至上工作室44。

伸张阀组件64包括阀盘92、环形壳体或接口件94、一个或多个偏置构件96、一个或多个垫圈98以及螺帽68。如图3所示，阀盘92、偏置构件96和垫圈98通过与螺帽68相接合而被布置和/或导向。阀盘92覆盖多个延伸进入多片式活塞体62的伸张通道102。环形壳体94紧靠阀盘92的与多片式活塞体62相反的一侧。所述一个或多个偏置构件96与环形壳体94接合并且促使该环形壳体94与阀盘92相接合，而这促使阀盘92紧靠于所述多片式活塞体62。偏置构件96被套入由环形壳体94所界定的一个凹进部分104，从而定心并保持该环形壳体94相对于多片式活塞体62和活塞杆34的位置。所述一个或多个垫圈98位于所述一个或多个偏置构件96和螺帽68之间。螺帽68的位置被多个垫片(shim)106控制并且这将决定由一个或多个偏置构件76和一个或多个偏置构件96所施加的偏置负载，从而决定在压缩行程和伸张行程中减振器20的阻尼特性。阀盘92阻止流体从下工作室46流至上工作室44，但是由于所述一个或多个偏置构件96的挠曲造成阀盘92移开原位，允许流体从上工作室44流至下工作室46。虽然垫片106如图所示被安置于定位器80与多片式活塞体62之间，但是在本发明范围内也可以将垫片106安置于多片式活塞体62与螺帽68之间。

参照图3-图6，多片式活塞体62包括回弹侧壳体(rebound sidehousing)110、压缩侧壳体112以及调谐盘114。回弹侧壳体110限定一个或多个伸张通道进口102a和一个或多个压缩通道出口82b。每个压缩通道出口82b被一个岛状槽岸(island land)82c包围。虽然图3-5示出了每个压缩通道出口82b都被一个单独岛状槽岸82c包围，在本发明范围内可以使一个单独岛状槽岸82c包围一个或多个压缩通道出口82b。压缩侧壳体112限定多个压缩通道进口82a和多个伸张通道出口102b。每个伸张通道出口102b被一个岛状槽岸102c包围。虽然图3-5示出了每个伸张通道出口102b都被一个单独岛状槽岸102c包围，但在本发明范围内可以使一个单独岛状槽岸102c包围一个或多个伸张通道出口102b。调谐盘114位于回弹侧壳体110和压缩侧壳体112之间并且调谐盘114的形状同样影响减振器20的阻尼特性。

现在参照图6，调谐盘114限定多个压缩孔82d和多个伸张孔102d。当正确装配后，多个压缩孔82d与多个压缩通道82对齐，多个伸张孔102d与多个伸张通道102对齐。为了使所述孔与其对应的通道保持对齐，可以使用各种定位方法。可以使用一特定装配工具(未示出)通过进行箍紧操作(诸如将密封件48装配)来将这些紧随零件进行定位。密封件48将作为定位装置，保证各部件在活塞组件32的操作和安装过程中以正确定位按照装配状态保持在一起。可在调谐盘114中形成一个或多个凹部120。凹部120可被设计为与回弹侧壳体110上的一个或多个孔(未示出)或压缩侧壳体112上的一个或多个孔(未示出)相啮合，从而提供正确定位。还可在凹部120和其对应孔之间采用轻微的干涉配合，从而可以对活塞组件32进行进一步的操作。此外，或者作为干涉配合的替代，可以采用密封件48来保持各组件的定位。

在减振器20的压缩行程过程中，下工作室46的液压增大，上工作室44的液压降低。这种液压差沿着使阀盘72试图从多片式活塞体62移开的方向作用于该阀盘72。这种液压差也作用于阀盘92从而使其与多片式活塞体62接合。当液压差增大时，由于一个或多个偏置构件76的挠曲，阀盘72会完全从多片式活塞体62的岛状槽岸82c移开，从而流体会从下工作室46穿过多个压缩孔82d、穿过多个压缩通道出口82b、经过阀盘72进入上工作室44。

减振器20在压缩行程过程中的阻尼特性由一个或多个偏置构件76、以及压缩孔82d的尺寸决定。

在减振器20的伸张或回弹行程过程中，上工作室44中的液压增大，下工作室46中的液压降低。这种液压差沿着试图使阀盘92从多片式活塞体62移开的方向作用于该阀盘92。这种液压差也作用于阀盘72使其与多片式活塞体62接合。当液压差增大时，阀盘92将由于一个或多个偏置构件96的挠曲完全从多片式活塞体62的岛状槽岸102c移开，从而流体将会从上工作室44穿过多个伸张孔102d、穿过多个伸张通道102b、经过阀盘92进入下工作室46。

减振器20在伸张行程过程中的阻尼特性由一个或多个偏置构件96、以及伸张孔102d的尺寸决定。

当调谐减振器20时，有利的是提供一个共用的排泄流动通道140，该通道在减振器20的压缩和伸张行程过程中总是保持打开状态。图6用虚线示出了在减振器的压缩和回弹行程过程中均允许上和下工作室的流体流动的排泄流动通道140。排泄流动量能够通过控制排泄流动通道140的尺寸和数量来控制。

因此，多片式活塞体62允许通过改变调谐盘114的设计来对压缩阻尼、回弹阻尼和排泄流动进行单独调谐。由于特定的调谐要求可通过调谐盘114的设计来选择，这使得允许实现使用相同的回弹侧壳体110和压缩侧壳体112的不同应用。此外，额外的调谐要求能够在仍然使用共用壳体110和112的情况下通过使用不同偏置构件76和/或96来解决。

图7A示出了偏置构件76和偏置构件96的一个实施例。偏置盘76、96包括环形中心部分150和多个腿部(legs)152。腿部152的数量和宽度可被选择从而为减振器20提供特定阻尼特性。如图7A所示，多个腿152均为相同宽度并且围绕中心部分150对称设置。图7B示出了偏置盘76′、96′，其中多个腿152宽度不相同且并非围绕中心部分150对称设置，从而形成非对称设计。该非对称设计能够用于调谐减振器20的阻尼曲线。图7C将偏置盘76″、96″示为没有腿部152的环形圆盘。

现在参照图8，示出了一活塞组件232。活塞组件232包括压缩阀组件260、多片式活塞体62和伸张阀组件264。活塞杆234限定缩小直径部分66，压缩阀组件260、多片式活塞体62及伸张阀组件264均位于该缩小直径部分上。通过使用活塞杆234的铆合端268，使活塞组件232固定于活塞杆234的部分66。压缩阀组件260紧靠活塞杆234上的肩部，多片式活塞体62紧靠压缩阀组件260，伸张阀组件264紧靠多片式活塞体62，铆合端268紧靠伸张阀组件264。

压缩阀组件260包括阀盘72、环形壳体或接口件274、一个或多个偏置构件76、一个或多个垫圈78以及定位器80。因此，除了压缩阀组件260包括环形壳体或接口件274之外，压缩阀组件260和压缩阀组件60相同。通过被导向在定位器80上，接口件274被引导以轴向运动。这就允许去除凹部84并且允许偏置构件76简单地紧靠环形壳体274。压缩阀组件260的功能和操作和以上讨论的压缩阀组件60相同。

伸张阀组件264包括阀盘92、环形壳体或接口件294、一个或多个偏置构件96、一个或多个垫圈98以及定位器80。因此，除了伸张阀组件264包括环形壳体或接口件294之外，伸张阀组件264和伸张阀组件64相同，并且由于活塞杆234的铆合端268使得定位器80取代了螺帽68。通过被导向在定位器80上，接口件294被引导以轴向运动。这就允许去除凹部104并且允许偏置构件96简单地紧靠环形壳体294。铆合端268保持活塞组件232的装配状态并且消除活塞杆34与螺帽68的螺纹连接。活塞组件232还利用垫片106来控制由偏置构件76和96施加的载荷。

现在参照图9，示出了活塞组件332。活塞组件332包括压缩阀组件260、多片式活塞体62和伸张阀组件364。活塞杆34限定缩小直径部分66，压缩阀组件260、多片式活塞体62和伸张阀组件364均位于该缩小直径部分上。通过使用螺帽368，活塞组件332固定于活塞杆34的部分66上。压缩阀组件260紧靠活塞杆34上的肩部，多片式活塞体62紧靠压缩阀组件260，伸张阀组件364紧靠多片式活塞体62并且螺帽368紧靠伸张阀组件364。

压缩阀组件260包括阀盘72、环形壳体或接口件274、一个或多个偏置构件76、一个或多个垫圈78以及定位器80。因此，除了压缩阀组件260包括环形壳体或接口件274之外，压缩阀组件260与压缩阀组件60相同。通过被导向在定位器80上，接口件274被引导以轴向运动。这就允许去除凹部84并且允许偏置构件76简单地紧靠环形壳体274。压缩阀组件260的功能和操作和以上讨论的压缩阀组件60相同。

伸张阀组件364包括多个阀盘392、一个或多个垫圈394以及一个定位器396。一个阀盘392覆盖多个伸入多片式活塞体62的伸张通道102。所述一个或多个垫圈394紧靠阀盘392的与多片式活塞体62相反的一侧。所述多个阀盘392、所述一个或多个垫圈394以及定位器396被固定或夹在多片式活塞体62与螺帽368之间。垫片106控制由压缩阀组件260的偏置构件76所施加的载荷。减振器20在压缩行程过程中的阻尼特性由阀盘392的弯曲或挠曲控制。阀盘392阻止流体从下工作室46流至上工作室44，但是通过阀盘92的弯曲或挠曲允许流体从上工作室流至下工作室。

在减振器20的伸张行程过程中，上工作室44的液压增大，下工作室46的液压降低。这种液压差沿着试图使阀盘392弯曲或挠曲的方向作用于该阀盘392。这种液压差同样作用于压缩阀组件260的阀盘72促使其与多片式活塞体62相接合。随着液压差增大，阀盘92会弯曲或挠曲并且流体会从上工作室44穿过多个压缩通道进口102a、穿过多个伸张孔102d、穿过多个伸张通道出口102b、经过阀盘392流入下工作室46。

Claims (15)

1.一种减振器，包括

一个压力管，其形成工作室，

一个活塞组件，其设置于所述压力管内并将所述工作室分隔成一个上工作室和一个下工作室，所述活塞组件包括：

一个第一壳体；

一个第二壳体，其附接至所述第一壳体；

多个第一通道，其延伸在所述上工作室和下工作室之间，所述多个第一通道延伸穿过所述第一和第二壳体；

第一阀组件，其邻近所述第一壳体安置，所述第一阀组件包括：第一阀盘，其与所述第一壳体接合从而关闭所述多个第一通道中的至少一个；以及第一偏置构件，其对所述第一阀盘施加载荷；以及

多个第一槽岸，其从所述第一壳体延伸，所述第一阀盘与所述多个第一槽岸相接合，所述多个第一槽岸中的每个环绕所述多个第一通道中的相应一个。

2.如权利要求1所述的减振器，其中所述第一阀组件还包括一个第一接口件，其安置于所述第一阀盘和所述偏置构件之间。

3.如权利要求2所述的减振器，其中所述第一接口件与所述偏置构件相接合从而使所述第一接口件居中。

4.如权利要求2所述的减振器，还包括一个附接至所述活塞组件的活塞杆，所述第一接口件与所述活塞杆接合从而使所述第一接口件居中。

5.如权利要求1所述的减振器，其中所述第一阀盘从第一位置轴向移动至第二位置，所述第一位置与所述第一壳体相接合从而关闭所述多个第一通道中的至少一个，所述第二位置完全与所述第一壳体隔开从而打开所述多个第一通道中的所述至少一个。

6.如权利要求1所述的减振器，其中所述活塞组件还包括一个位于所述第一和第二壳体之间的调谐盘，所述调谐盘限定与所述多个第一通道相连通的多个调谐通道。

7.如权利要求6所述的减振器，其中所述调谐盘限定一排泄通道，所述排泄通道限定一个在所述上工作室和下工作室之间永久打开的流动路径。

8.如权利要求1所述的减振器，其中所述活塞组件还包括：

多个第二通道，其延伸在所述上和下工作室之间，所述多个第二通道延伸穿过所述第一和第二壳体；以及

一个第二阀组件，其邻近所述第二壳体安置，所述第二阀组件包括第二阀盘，该第二阀盘与所述第二壳体接合从而关闭所述多个第二通道中的至少一个。

9.如权利要求8所述的减振器，其中所述活塞组件还包括一个位于所述第一壳体和第二壳体之间的调谐盘，所述调谐盘限定与所述多个第一通道连通的多个第一调谐通道，以及与所述多个第二通道连通的多个第二调谐通道。

10.如权利要求9所述的减振器，其中所述调谐盘在所述第一调谐通道之一和所述第二调谐通道之一之间限定一永久打开的排泄通道。

11.如权利要求8所述的减振器，还包括多个第二槽岸，其从所述第二壳体延伸，所述第二阀盘与所述多个第二槽岸接合，所述多个第二槽岸中的每个围绕所述多个第一通道中的相应之一。

12.如权利要求8所述的减振器，其中所述第二阀组件包括一个施加载荷到所述第二阀盘上的第二偏置构件。

13.如权利要求12所述的减振器，其中由所述第二偏置构件施加的所述载荷为非对称载荷。

14.如权利要求13所述的减振器，其中由所述第一偏置构件施加的所述载荷为非对称载荷。

15.如权利要求1所述的减振器，其中由所述第一偏置构件施加的所述载荷为非对称载荷。

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