CN102297227B - 具有无级半主动阀的减振器 - Google Patents

Abstract

一种减振器包括外部阀，该外部阀控制该减振器的阻尼特性。外部阀控制减振器的下工作室和储蓄室之间的以及减振器的上工作室之间的流体流动。阻尼特性取决于提供给控制柱塞运动的电磁阀的电流量。

Description

具有无级半主动阀的减振器

本申请是中国发明专利申请200780038088.4的分案申请，该中国发明专利申请的申请日为2007年10月10日，发明名称为“具有无极半主动阀的减振器”。

技术领域

本公开内容涉及一种适于用于悬架系统的液压阻尼器或减振器，所述悬架系统诸如用于机动车辆的悬架系统。更具体而言，本公开内容涉及一种具有外部安装的电磁控制阀的液压阻尼器或减振器，该电磁控制阀产生不同的压力-流率特性，该压力-流率特性为提供给该电磁控制阀的电流的函数。

背景技术

此部分的陈述仅提供与本公开内容相关的背景信息，可能不构成现有技术。

常规的液压阻尼器或减振器包括在一端适于连接到车辆的簧载质量或非簧载质量的缸筒。活塞可滑动地布置在缸筒内，使得活塞将缸筒的内部分隔成两个流体室。活塞杆连接到活塞并延伸出缸筒的一端，缸筒在该端适于连接到车辆的簧载或非簧载质量中的另一个。第一阀控系统可选地被包含在活塞内作为在减振器的、活塞相对于缸筒的伸展行程期间起作用的安全液压保险阀，第二阀控系统被包含在活塞内，以允许在减振器的、活塞相对于缸筒的压缩行程期间在活塞上方补充流体。

已开发了各种类型的调节机构来产生与簧载或非簧载质量的移动速度和/或幅度有关的阻尼力。通常，阻尼特性由外部安装的控制阀控制。外部安装的控制阀是有利的，因为它可被容易地拆卸以便维修或更换。

发明内容

根据本公开内容的减振器包括一限定工作室的压力管。活塞可滑动地布置压力管上且在工作室内，并且该活塞将工作室分成上工作室和下工作室。一储备管围绕压力管以限定一储备室。一中间管布置在储备管和压力管之间以限定以中间室。一外部控制阀固定到储备管和中间管。控制阀的入口与中间室连通，控制阀的出口与储备室连通。控制阀产生阻尼器或减振器的不同的压力流率特性，其控制该阻尼器或减振器的阻尼特性。该压力流率特性是提供给控制阀的电流的函数。

根据在此提供的描述，其它应用领域将变得明显。应该理解，该描述和实施例仅用于说明的目的，意不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，意不在以任何方式限制本公开内容的范围。

图1图解了包含根据本公开内容的减振器的机动车辆；

图2是图1中图解的减振器之一的侧视截面图；

图3是图2中图解的外部安装的控制阀的放大侧视截面图；

图4是根据本公开内容另一实施方案的外部安装的控制阀的放大侧视截面图；和

图5是图4中图解的下阀座的平面图。

具体实施方式

以下描述本质上只是示例性的，意不在限制本公开内容、应用或用途。现在参照附图，其中在所有几个视图中相同的参考数字表示相同的部件，图1中示出了包含具有根据本公开内容的减振器的悬架系统的车辆，该车辆用参考数字10表示。

车辆10包括后悬架12、前悬架14和车身16。后悬架12具有横向延伸的后桥总成(未示出)，该后桥总成适于有效地支持一对后轮18。后桥通过一对减振器20和一对弹簧22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)，以有效地支持一对前轮24。前桥总成通过一对减振器26和一对弹簧28连接到车身16。减振器20和26用来抑制车辆10的非簧载部分(即，前、后悬架12、14)相对于簧载部分(即，车身16)的相对运动。尽管车辆10被描述为具有前、后桥总成的乘用车，但减振器20和26可用于其它类型的车辆或其它类型的应用，包括但不限于：包括非独立的前悬架和/或非独立的后悬架的车辆、包括独立前悬架和/或独立后悬架的车辆或本领域已知的其它悬架系统。另外，在此使用的术语“减振器”一般是指阻尼器，因而将包括麦弗逊立柱(Mcpherson strut)和本领域已知的其它阻尼器设计。

现在参照图2，更详细地示出了减振器20。尽管图2仅图解了减振器20，但应理解的是，减振器26也包括以下针对减振器20描述的阀设计。减振器26与减振器20不同，仅在于它适于连接到车辆10的簧载和非簧载质量。减振器20包括压力管30、活塞总成32、活塞杆34、储备管36、底阀总成38、中间管40和外部安装的控制阀42。

压力管30限定工作室44。活塞总成32可滑动地布置在压力管30内，并将工作室44分成上工作室46和下工作室48。一密封件布置在活塞总成32和压力管30之间以允许活塞总成32相对于压力管30作滑动运动而不产生过度的摩擦力，并允许将上工作室46密封隔离于下工作室48。活塞杆34连接到活塞总成32并延伸贯穿上工作室46及上杆引导总成50，该上杆引导总成50封闭压力管30的上端。密封系统密封上杆引导总成50、储备管36和活塞杆34之间的界面。活塞杆34的、与活塞总成32相对的端适于固定到车辆10的簧载质量。因为活塞杆34仅延伸贯穿上工作室46而不贯穿下工作室48，所以活塞总成32相对于压力管30的伸展和压缩运动导致在上工作室46中排出的流体的量与在下工作室48中排出的流体的量不同。所排出流体量的差已知为“杆体积”，并且在伸展运动期间它流过底阀总成38。在活塞总成32相对于压力管30的压缩运动期间，活塞总成32内的阀系允许流体从下工作室48流向上工作室46，并且如下所述，“杆体积”的流体流流过控制阀42。

储备管36围绕压力管30以限定流体储蓄室52，该储蓄室52位于管30和36之间。储备管36的底端由底杯54封闭，该底杯适于连接到车辆10的非簧载质量。储备管36的上端连接到上杆引导总成50。底阀总成38置于下工作室46和储蓄室52之间，以控制从储备室52到下工作室48的流体流动。当减振器20在长度上伸展时，由于“杆体积”原理，在下工作室46中需要附加量的流体。因此，如下所详述的，流体将通过底阀总成38从储蓄室52流到下工作室48。当减振器20在长度上压缩时，由于“杆体积”原理，必须从下工作室46移走过量的流体。因此，如下面所详述的，流体将从下工作室46通过控制阀42流到储蓄室52。

活塞总成32包括活塞体60、压缩阀总成62和伸展阀总成64。螺母66被装配到活塞杆34以将压缩阀总成、活塞体60和伸展阀总成64固定到活塞杆34。活塞体60限定多个压缩通道68和多个伸展通道70。

在压缩行程期间，下工作室48中的流体被加压，导致流体压力反抗压缩阀总成62。压缩阀总成62充当下工作室48和上工作室46之间的止回阀。减振器20在压缩行程期间的阻尼特性由控制阀42控制。在压缩行程期间，控制阀42控制由于“杆体积”原理而从下工作室48到储备室52的流体流动，如下面将讨论的。在伸展行程期间，压缩通道68由压缩阀总成62封闭。

在伸展行程期间，上工作室46中的流体被加压，导致流体压力反抗伸展阀总成64。伸展阀总成64被设计为安全液压保险阀，当上工作室46内的流体压力超过预定极限时，该保险阀将打开。减振器20在伸展行程期间的阻尼特性由控制阀42控制，如下面将讨论的。控制阀42控制从上工作室46到储备室52的流体流动。在伸展行程期间进入下工作室48中的补充流体流流过底阀总成38。

底阀总成38包括阀体70和伸展阀总成72。阀体70限定多个伸展通道74。在伸展行程期间，下工作室48中的流体压力降低，导致储备室52中的流体压力将伸展阀总成72打开，并允许流体从储备室52流到下工作室48。伸展阀总成72充当储备室52和下工作室48之间的止回阀。减振器20在伸展行程期间的阻尼特性由控制阀42控制，如下面将描述的。

中间管40在上端接合上杆引导总成50，并在下端接合底阀总成38。中间室80被限定于中间管40和压力管30之间。通道82形成于上端盖50中，用以流体连接上工作室46和中间室80。

在回弹或伸展行程期间，压缩阀总成62封闭多个压缩通道68，并且上工作室46内的流体压力增加。迫使流体从上工作室46通过通道82进入中间室80及控制阀42。伸展阀总成64被设计为安全阀，它将仅在上工作室46内的流体压力超过预定最大压力时打开。底阀总成38的伸展阀总成72将打开，以允许流体从储备室52流到下工作室48。

在压缩行程期间，压缩阀62将打开，以允许流体从下工作室48流到上工作室46。由于“杆体积”原理，上工作室中的流体将被从上工作室48经通道82推动进入中间室80及控制阀42。在压缩行程期间，底阀总成38的伸展阀总成72将关闭伸展通道74，从而防止流体经底阀总成38流动。

参照图3，图解了控制阀42。控制阀42包括下组合阀座(stackvalve seat)90、上组合支承环(stack support ring)92、导阀板94、双盘组(double disc stack)96、碟簧98、外管100、继动器簧装置(pilot spring set)102、继动器簧座104、阀体106、调节柱塞108、电枢(anker)110、非磁性环112、调节柱塞轴承114、阀顶板116、电枢壳(anker housing)118和安装壳120。

控制阀42安装到减振器20，使得下组合阀座90中的入口122与中间室80连通，下组合阀座90中的出口124与储蓄室52连通，并且阀体106中的出口126与储蓄室52连通。

双盘组96包括下阀组130、上阀组132和阀销134。阀销134将下阀组130和上阀组132装配起来。双盘组96位于控制阀42内，使得下阀组130与位于下组合阀座90上的密封棱(sealing land)136接合，上阀组132与位于上组合支承环92上的密封棱138接合，并且碟簧98接合导阀板94，该导阀板94引导双盘组96的运动。外管100相对于阀体106确定上组合支承环92和下组合阀板90的位置，导阀板94被固定到阀体106中。碟簧98布置在导阀板94与双盘组96之间，以推动上阀组132使其与密封棱138接合并推动下阀组130使其与密封棱136接合。

导阀板94限定校准孔140，由调节柱塞108限定的阀针142置于该校准孔140内。调节柱塞108相对于校准孔140的位置——并且因而阀针142相对于校准孔140的位置——由提供给线圈144和继动器簧装置102的电流的量控制。继动器簧装置102包括功能弹簧146和故障保护弹簧148。继动器簧装置102布置在导阀板94与继动器簧座104之间，该继动器簧座104连接到调节柱塞108。继动器簧装置102推动调节柱塞108远离导阀板94。当存在由线圈144产生的磁力时功能弹簧146工作在正常条件下，故障保护弹簧148在失去磁力的期间工作以将调节柱塞108完全推动到其端止点。当调节柱塞108位于其端止点时，由于在继动器簧座104和阀体106之间产生限制作用，通向出口126的控制流(pilot flow)被限制。

阀顶板116接合阀体106和安装壳120。密封件150密封控制阀42的内部。非磁性环112将电枢壳118安装到阀顶板116。电枢壳118围绕电枢110。电枢110压配合到调节柱塞108上。调节柱塞108和电枢110的总成由调节柱塞轴承114和导阀板94引导而轴向移动。

当在压缩行程或伸展行程中将流体从中间室80提供至入口122时，流体经第二路径穿过阀销134、校准孔140、出口126流到储蓄室52。调节柱塞108的阀针142布置在校准孔140内以充当流体流动的阻尼装置。因此，在双盘组96上方流体压力将增加，从而推动上阀组132使其与密封棱138接合并推动下阀组130使其与密封棱136接合。当调节柱塞108缩回时，电流越低，允许通过校准孔140的流体流量越大，这导致双盘组96上方的压力较低。整个双盘组96将向上抬升，导致较低或软的阻尼，因为在较低的压力下下阀组130将容易与密封棱136分开，从而经由其第一或主路径提供流体流。当调节柱塞108伸展时，电流越高，允许通过校准孔140的流体流量越小，这导致双盘组96上方的压力较高。将出现较高或硬的阻尼，因为下阀组130将保持固定在密封棱136上，直到入口122处产生较高的压力(卸荷压力)。通过将调节柱塞108置于介于其端位置之间的位置，流体流的量可被调节为介于最大量和最小量之间的任何量。

现在参照图4和5，图解了根据本公开内容的另一实施方案中的控制阀242。控制阀242包括下组合阀座290、上组合支承环292、调节盘(pilot disc)294、双盘组296、外管300、阀体306、调节柱塞308、电枢310、非金属环312、一对调节柱塞轴承314、电枢壳318和安装壳320。

控制阀242安装到减振器20，使得下组合阀座290中的入口322与中间室80连通，外管300中的出口324与储蓄室52连通，并且外管300中的出口326与储蓄室52连通。

双盘组296包括下阀组330、上阀组332和阀销334。阀销334将下阀组330和上阀组332装配起来。双盘组296位于控制阀242内，使得下阀组330与位于下组合阀座290上的密封棱336接合，并且上阀组332接合上组合支承环292。外管300相对于阀体306确定上组合支承环292和下组合阀板290的位置。调节盘294布置在上组合支承环292和阀体306之间。调节盘294限定一入口孔340和一个或多个出口孔342。调节柱塞308接合调节盘294以封闭入口孔340。从调节柱塞308施加到调节盘294的载荷将由提供给线圈344的电流的量确定。

线圈344布置在阀体306内，非金属环312将电枢壳318安装到阀体306。安装壳320将控制阀242安装到减振器20。调节柱塞308在电枢壳318内轴向移动并由调节柱塞轴承314引导进行该轴向运动，该调节柱塞轴承314安装在电枢壳318和阀体306中。

当在压缩行程或伸展行程中将流体从中间室80提供给入口322时，流体流过阀销334、流过形成于上组合支承环292中的孔352，进入与调节盘294的入口孔340连通的室354中。盘356使入口322与孔352之间的流体流改变方向，以获得湍流并因此限制由于层状射油而引起的定向流动压力。

如图4和5所示，密封棱336不平坦，但其弯曲形状使得产生一限定的漏流路径。从压力为零到压力增大，该漏流路径存在。另外，密封棱336不是圆形的，但其形状使得下阀组332的卸荷区域是不对称的，这为下阀组332提供更平稳的打开。

随着室354内流体压力增加，调节柱塞308将最终被推动远离调节盘294，以允许流体流过入口孔340，流过出口孔342，流过出口326，进入储备室52。当将低的电流提供给线圈344时，调节柱塞308将施加一轻的载荷到调节盘294，这导致在较低的压力下调节柱塞308与调节盘294分开。这将在双盘组396上方产生低压。这将提供较低或软的阻尼，因为在较低的压力下下阀组330将与密封棱336分开。当将高的电流提供给线圈344时，调节柱塞308将施加一重的载荷到调节盘294，这导致调节柱塞308在较高的压力下与调节盘294分开。这将在双盘组396上方产生高压。这将提供较高或硬的阻尼，因为在较高的压力下下阀组330将与密封棱336分开。通过将调节柱塞308置于介于其端位置之间的位置，流体流的量可被调节为介于最大量和最小量之间的任何量。

Claims (11)

1.一种减振器，包括：

形成工作室的压力管；

可滑动地布置在所述压力管内的活塞总成，所述活塞总成将所述工作室分成上工作室和下工作室；

绕所述压力管布置的储备管；

布置在所述压力管与所述储备管之间的中间管，一中间室被限定于所述中间管和所述压力管之间，一储蓄室被限定于所述中间管和所述储备管之间；以及

安装到所述储备管的阀总成，所述阀总成具有与所述中间室连通的入口和与所述储蓄室连通的出口，所述阀总成包括：

封闭在所述入口和所述出口之间延伸的第一通道的第一阀，所述第一阀包括阀座、下阀组、以及装配所述下阀组的阀销；

在所述入口和所述出口之间延伸的第二通道，所述第二通道贯穿所述第一阀的所述阀销延伸到一在所述第一阀上方限定的室；以及

在所述室和所述出口之间布置在所述第二通道内的第二阀，

所述第二阀包括第一阀组件和第二阀组件，所述第一阀组件包括校准孔和阀针，所述校准孔由导阀板限定，所述第一阀组件还包括线圈和柱塞，所述柱塞限定所述阀针；所述第二阀组件包括具有功能弹簧和故障保护弹簧的继动器簧装置，所述继动器簧装置布置在所述导阀板与继动器簧座之间，该继动器簧座连接到所述柱塞，所述继动器簧装置推动所述柱塞远离所述导阀板，使得当存在由所述线圈产生的磁力时，所述功能弹簧工作在正常条件下，并且所述故障保护弹簧在失去磁力的期间工作以将所述柱塞完全推动到其端止点，其中当所述柱塞位于其端止点时，由于在所述继动器簧座和阀体之间产生限制作用，通向所述出口的控制流被限制。

2.根据权利要求1所述的减振器，还包括用于改变将所述第一阀和所述第二阀推到关闭位置的载荷的装置。

3.根据权利要求2所述的减振器，其中所述改变装置包括具有柱塞的线圈。

4.根据权利要求2所述的减振器，其中所述改变装置包括具有柱塞的线圈，所述柱塞封闭形成所述第二通道的一部分的孔。

5.根据权利要求1所述的减振器，其中所述第一阀包括所述下阀组和上阀组，所述阀销装配所述下阀组和所述上阀组。

6.根据权利要求5所述的减振器，其中所述上阀组形成所述室。

7.根据权利要求1所述的减振器，其中所述第二阀包括调节盘，该调节盘限定第一孔。

8.根据权利要求7所述的减振器，还包括用于改变将所述第一阀和所述第二阀推到关闭位置的载荷的装置。

9.根据权利要求8所述的减振器，其中所述改变装置包括具有柱塞的线圈，所述柱塞封闭所述第一孔。

10.根据权利要求7所述的减振器，其中所述调节盘限定位于所述第一孔和所述出口之间的第二孔。

11.根据权利要求1所述的减振器，其中下阀座限定一个弯曲形状的密封棱，由于所述弯曲形状的密封棱，一个漏流路径形成在所述下阀座之间。

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