CN102374251A - 用于运输工具的减震器 - Google Patents

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CN102374251A CN2010105696961A CN201010569696A CN102374251A CN 102374251 A CN102374251 A CN 102374251A CN 2010105696961 A CN2010105696961 A CN 2010105696961A CN 201010569696 A CN201010569696 A CN 201010569696A CN 102374251 A CN102374251 A CN 102374251A
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奥列格·奥列格维奇·吉洪年科
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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    • F16F9/32—Details
    • F16F9/48—Arrangements for providing different damping effects at different parts of the stroke
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Abstract

本发明涉及一种减震器，其包括套筒、具有密封件的圆柱形活塞、与所述活塞联接的杆、将所述套筒封闭在活塞侧上的活塞盖和将套筒封闭在杆的侧面上的杆盖，所述密封件通过两个侧表面附接到所述活塞的圆柱表面上。活塞和杆在套筒内部移动，克服油/气体从一个套筒的腔室交叉流动到另一个中的的阻力、密封件与套筒的壁之间的摩擦力以及杆与安装在杆盖中的密封件之间的摩擦力。所提出的减震器允许增大向活塞的运动所提供的阻力，从而提高了衰减效率，并且抑制/避免了自振荡和共振状态。这通过提供多个布置在套筒的壁上在靠近所述盖的部位内的变窄/变宽的颈部来实现。不同的实施例结合了以用于颈部的各种直径差值等为条件的特征。

Description

用于运输工具的减震器
技术领域
本发明涉及机器构造领域，更具体地说，涉及设计主要用于运输工具的阻尼器(减震器)或者支柱的领域。其可能特别是被用来制造例如适用于支承运输工具的框架元件的液压式、气动-液压式和气动式减震器。
背景技术
虽然存在许多种已知的阻尼器或者减震器，但是其大多数通常包括公共的元件：具有纵向轴线并且填充有合适的油的套筒(汽缸)、阻尼器活塞(在本文中也称为“活塞”)和与所述活塞固定地联接的活塞杆(本文中也称为“杆”)。杆和活塞能够在套筒内沿其纵向轴线实现往复运动。除了前述元件之外，减震器可以包括通常包围套筒的外壳和附加的外部汽缸。活塞将套筒分成具有可变容积的两个腔室。通常，活塞包括多个用于油从一个腔室交叉流动到另一个腔室中的准确地校准过的孔口(例如，参见俄罗斯的实用新型74602)。一些阻尼器可以在外壳和套筒之间包括空腔，而套筒可以包括用于使油从套筒的腔室交叉流动到所述空腔中的孔口。
目前，具有高压气体腔室的单管式气-油减震器和具有低压气体支持的两管式油减震器是使用最广的阻尼器装置之一。在所涉及的技术领域中，已知的减震器包括弹性元件(弹簧)、汽缸、活塞和杆(1974年12月31日授权的美国专利US 3,857,307)。其可以实施为用于改进运输工具的阻尼器系统，其中施加在悬挂单元上的负载在一很宽的范围内变化，这可能相对于减震器的纵向轴线上的中点引起活塞振荡的振幅的最大值。所述装置的缺点是抵消活塞在汽缸中接近减震器盖(一个或多个)的部位(一个或多个)内的运动的作用力增加得不够。在所涉及的技术领域中最类似的装置(也被称为“原型机”)被认为是根据俄罗斯的实用新型74602所设计的阻尼器，其包括套筒、活塞、活塞盖、杆和杆盖，其中所述杆和活塞能够在套筒内沿套筒的纵向集体移动。前述的原型机与本发明共用某些共同的特征，但是实际上在其设计原理上基本上是不同的。原型机具有以下缺点：
-抵消活塞在套筒中接近盖的部位中的运动的作用力的增加不够；
-在活塞前进和反向行进期间未充分利用两个密封侧表面，其中活塞位于套筒中接近于活塞盖的附近部位内；以及
-在活塞前进和反向行进期间未充分利用两个密封侧表面，其中活塞位于套筒中接近活塞杆盖的附近部位内。
发明内容
本发明的主要目的是阻尼振荡的改善，由于更强烈地吸收振荡的能量，该阻尼振荡通常出现在运输工具运动的过程中。本发明的另一目的是提供如下附加的特点，即允许显著地抑制或者避免减震器操作的自振荡和共振状态。在获悉本公开内容时，所要求保护的本发明的其它目的和特殊应用对本领域的技术人员将变得显而易见。
已经通过提供一种本发明的减震器来实现前述目的，所述减震器通常包括套筒、圆柱形的活塞、与活塞联接的杆、将套筒封闭在活塞侧面上的活塞盖和将套筒封闭在杆的侧面上的活塞杆盖，所述活塞具有通过两个侧表面附接到活塞的圆柱形表面上的密封件。活塞和杆克服油/气体从一个套筒腔室交叉流动到另一个中的阻力、密封件与套筒的壁之间的摩擦力和杆与安装在杆盖中的密封件之间的摩擦力而在套筒内运动。所提出的减震器允许增大向活塞的运动提供的阻力，从而提高阻尼的效率。这通过在靠近盖的部位内的套筒内壁上布置许多变窄/变宽的颈部来实现。不同实施例的结合了以用于颈部的各种直径差异等为条件的特征。几个实施例在减震器的设计中采用了不对称性，从而确保抑制/避免自振荡和共振状态。
附图说明
图1示出了本发明的减震器的纵向剖视图，其包括：套筒、杆、活塞、杆盖和活塞盖。
图2示出了套筒的内表面的部位I的详图；部位I接近活塞盖；图2中示出了三条虚线，所述虚线代表了部位I的两个套筒的表面分段之间的边界。
图3示出了套筒的内表面的部位II的详图；部位II接近活塞盖；图3中示出了三条虚线，所述虚线代表了部位II的两个套筒的表面分段之间的边界。
图4示出了套筒的内表面的中间部位III的详图；图4中示出了四条虚线，所述虚线代表了部位III中三个套筒的表面分段之间的边界。
图5、6和7示出了套筒的纵向横截面的细节的元件；图5、6和7示出了许多条虚线，所述虚线代表了相应的套筒的表面分段之间的边界。
图8示出了杆的纵向剖视图；杆被分成三个杆分段IV、V和VI。
图9、10和11示出了图8中所示的三个相应的分段IV、V和VI的细节的元件；虚线代表了相应的杆分段之间的边界。
图12示出了作用力‘P’(抵消套筒中的活塞的运动)相关于用于活塞的密封件48的右侧表面111的坐标‘l’而变化的图表，其中套筒46代表原型机的套筒。
图13示出了作用力‘P’(抵消套筒中的活塞的运动)相关于用于活塞的密封件的右侧表面的坐标‘l’而变化的图表；套筒具有两个内径减小的分段，所述分段被一边界分开；该边界被形成为具有半圆形横截面形状的元件。
图14示出了作用力‘P’(抵消套筒中的活塞的运动)相关于用于活塞的密封件的右侧表面的坐标‘l’而变化的图表；套筒具有两个内径减小的分段，所述分段被一边界分开；该边界被形成为具有至少一梯形部分的横截面形状的元件。
图15示出了作用力‘P’(抵消套筒中的活塞的运动)相关于用于活塞的密封件的右侧表面的坐标‘l’而变化的图表；套筒具有内径减小的分段，所述分段具有一边界；该边界被形成为具有至少矩形部分的横截面形状的元件。
具体实施方式
本发明的主要实施例的基本原理
虽然本发明可能易于实现不同形式的实施例，但是在理解本公开内容被认为是本发明原理的实例并且不用于将本发明限制于本文中所示出和描述的内容的条件下，本文详细描述了本发明的具体实施例。
限定和结构特点及关系
在2010年6月17的互联网：http://newtechnolog.narod.ru/articles/35article.html上公开了本发明的减震器的结构。用于运输工具的本发明的减震器(阻尼器)被用于通常在运动过程中的运输工具中出现的由于有效吸收了振荡的能量的阻尼振荡。根据图1所示的优选实施例，本发明的减震器包括具有纵向轴线112的套筒1；套筒1围住圆柱形的活塞2(在可选择的实施例中，减震器可以具有多于一个的活塞)，杆3固定地与活塞2联接；杆3具有与轴线112重合的纵向轴线；杆3与活塞2能够在套筒1内沿纵向轴线112实现往复运动。活塞2安装有沿圆周附接到活塞的外侧圆柱形表面上的密封件9。因此，活塞2密封地将套筒1的内部划分成两个腔室，这两个腔室的体积根据活塞2的位置而变化。
套筒1具有限定为在减震器的工作期间能够与密封件9接触的套筒的内表面的工作表面13。套筒1由第一(左)端上的活塞盖4封闭，并且由套筒的第二(右)端上的杆盖3封闭，如图1中所示。
工作表面13位于盖4和盖3之间；工作表面13分成三个部位：
-靠近活塞盖4的部位6，该部位6具有一预定长度10；
-中间部位7，其具有一预定长度11；以及
-靠近杆盖5的部位8，该部位6具有一预定长度12。
优选是，长度10、11和12是相等的。工作表面的这些部位可以被进一步分成许多分段。
因此，为了确定前述部位的特征，必须限定出工作表面13、活塞盖4和杆盖5。如图1中所示，杆盖5是减震器的盘形盖子，所述盘形盖子在套筒1的右侧与套筒1刚性地联接在一起；杆盖5具有基本上位于杆盖的中心的孔口78，一适当的套筒密封件安装在孔口78中，以使杆3能够穿过孔口滑动且密封地移动。选择性地，可能存在几个所述杆盖，但是该实施例仅限定了一个杆盖5。
如图1中所示，活塞盖4是减震器的实心的盘形盖子，其在套筒1左侧与套筒1刚性地联接在一起。
套筒1是活塞在其中移动的元件。套筒1的工作(内)表面与密封件9接触或者相互作用。套筒1的特点在于为各个横截面限定出一内径，即，各个横截面的面积(由此，直径)沿套筒1的长度变化。如上所述，套筒的工作表面由靠近活塞盖的部位(在本文中，也称为‘活塞盖邻近’部位)、靠近杆盖的部位(在本文中也称为‘杆盖邻近’部位)和位于所述两个部位之间的中间部位构成。而所述各部位又可以包括许多分段。
套筒1具有与杆3的纵向轴线重合的前述纵向轴线112。在本公开中，按这样的方式为套筒1设置直角坐标系，以使其具有位于活塞盖4的横截面和套筒的轴线112处的起点。在从起点朝杆盖5的方向上沿轴线112来测量套筒1的分段的任何长度。
密封件9具有基本上圆柱形的密封工作表面，所述密封工作表面在活塞2的运动期间(即，在减震器的工作期间)紧贴配合到套筒1的上述工作表面中并且与上述工作表面滑动地及密封地配合。如图1中所描述的，密封件9还具有垂直于密封工作表面设置的两个侧表面：第一(左)垂直的侧密封表面108和第二(右)侧密封表面109。通常，如果套筒具有沿纵向轴线成锥形的一圆锥形内腔(例如，如在俄罗斯的实用新型74602中所描述的)，第一和第二垂直侧密封表面(此外，还被称为‘密封侧表面’)可能与套筒1的工作表面接触并且相互作用。
杆3具有能够与安装在孔口78的中心中的上述套筒密封件密封地接触并且在杆3的运动期间与上述套筒密封件滑动地协作的工作部分。杆3的工作部分由联接到活塞2上的预定的‘靠近活塞’的杆分段、终止于杆与活塞相对的自由端的预定的‘自由’杆分段以及位于杆3的靠近活塞的分段和自由分段之间的中间杆分段构成。在该优选实施例中，所述三个分段被选择成相等的。
按这样的方式为杆3设置另一个直角坐标系，以使其具有位于活塞2的横截面和轴线112处的起点。杆3的中点位于杆3的工作部分的上述中间分段的中心点处。
问题和解决方案
如上所述，减震器主要用作衰减运输工具的悬挂系统的振荡。众所周知，典型的减震器是双作用机构。其衰减在活塞2的前进行程(压缩冲程)和反向行程时悬挂系统的振荡。通常获得该衰减是由于：压缩气体的阻力；由从套筒的一个腔室溢出到另一个腔室的工作流体所经受的阻力；活塞的密封件相对于套筒的工作表面的摩擦力；以及杆和套筒的密封件(在该实施例中，安装在孔口78中)之间的摩擦力。通常，减震器的工作液体是适当类型的油。替代地，对于特定目的可以应用水、酒精饮料、其它碳氢化合物。
减震器衰减振荡的能力对于减震器的实际操作经常是不够的，而这又限制了悬挂系统和整个运输工具的功能。由于增大了靠近盖处的套筒部位中的摩擦力，已经通过本发明解决了该问题。
已经通过一个以下主要的设计结构(和本发明相应的主要实施例)来获得该解决方案：
(a)第一种变型。用于运输工具的减震器包括：套筒、活塞盖、杆盖、杆、带有密封件的活塞。在该变型中，减震器在以下方面不同，即套筒是选自于以下特征构成的组：套筒被如此制成，使得在靠近活塞盖的区域内套筒的内部空间沿套筒包括至少两个分段；在这些分段的每一分段上，沿从活塞盖到杆盖的方向所测得套筒的内径减小到套筒在相应的分段上的最小内径值，然后增大到套筒在相应的分段上的最大内径值。
换句话说，套筒的每一分段均具有预定的最大和最小内径；在靠近活塞盖的部位(本文中也称为‘活塞盖邻近部位’)内，其中套筒的工作表面包括至少两个分段：第一(从活塞盖到杆盖来算)活塞盖邻近分段变窄成第一分段的最小直径，然后变宽成第一分段的最大直径，而第二(从活塞盖到杆盖来算)活塞盖邻近分段变窄成第二分段的最小直径并变宽成第二分段的最大直径，等等。
b)第二变型。用于运输工具的减震器包括：套筒、活塞盖、杆盖、杆、带有密封件的活塞。在该变型中，减震器在以下方面不同：套筒被如此制成，使得在靠近杆盖的区域内，套筒的内部空间沿套筒包括至少两个分段；在这些分段的每一分段上，沿从活塞盖到杆盖的方向所测得的套筒的内径减小到套筒在相应的分段上的最小内径值，然后增大到套筒在相应的分段上的最大内径值。
换句话说，套筒的每一分段均具有预定的最大和最小内径；在靠近杆盖的部位(本文中也称为‘杆盖邻近部位’)内，其中套筒的工作表面包括至少两个分段：第一(从活塞盖到杆盖来算)杆盖邻近分段变窄到第一分段的最小直径，然后变宽到第一分段的最大直径，并且第二(从活塞盖到杆盖来算)杆盖邻近分段变窄到第二分段的最小直径并变宽到第二分段的最大直径，等等。
c)第三变型。用于运输工具的减震器包括：套筒、活塞盖、杆盖、杆、带有密封件的活塞。在该变型中，减震器在以下方面不同，即套筒选自于由以下特征构成的组：套筒被如此制造，使得在靠近活塞盖的区域内，套筒的内部空间沿套筒包括至少两个分段；在这些分段的每一分段上，沿从活塞盖到杆盖的方向所测得的套筒内径减小为套筒在相应的分段上的最小内径值，然后增大为套筒在相应的分段上的最大内径值；并且在靠近杆盖的区域内部，套筒的内部空间沿套筒包括至少两个分段；在每一分段上，沿从活塞盖到杆盖的方向上测得的套筒的内径在相应分段上减小为套筒的最小内径值，然后在相应的分段上增大为套筒的最大内径值。
换句话说，套筒的每一分段具有预定的最大和最小内径；在靠近活塞盖的部位(本文中也称为‘活塞盖邻近’部位)内，其中套筒的工作表面包括至少两个活塞盖邻近分段：第一(从活塞盖到杆盖来算)活塞盖邻近分段变窄到第一活塞盖邻近分段的最小直径，然后变宽到其最大直径，而第二(从活塞盖到杆盖来算)活塞盖邻近分段变窄到第二活塞盖邻近分段的最小直径并变宽到其最大直径，等等；并且在靠近杆盖的部位(也称为‘杆盖邻近’部位)内，其中套筒的工作表面包括至少两个分段：第一(从活塞盖到杆盖来算)杆盖邻近分段变窄到第一杆盖邻近分段的最小直径，然后变宽到其最大直径，并且第二(从活塞盖到杆盖来算)杆盖邻近分段变窄到第二杆盖邻近分段的最小直径，然后变宽到其最大直径，等等。
前述的主要实施例(a)、(b)和(c)达到以下效果：
-显著地增大了抵消活塞在靠近所述盖的部位中的运动的作用力；
-在活塞在靠近活塞盖的部位内的前进行程和反向行程期间利用密封件的侧表面；
-在活塞在靠近杆盖的部位内的前进行程和反向行程期间利用密封件的侧表面。
在三个前述主要实施例中，第一和第二分段(活塞盖邻近部位的第一和第二分段或者杆盖邻近部位的第一和第二分段)通常可以相邻地(即，相互挨着)或者分离地(即，由相同部位的一个或多个中间分段分开)设置。因此，存在许多如下所述的本发明的更具体的实施例。每个具体实施例均允许增强振荡的衰减并且将不对称性引入到减震器的结构中，这又允许避免在运输工具的运动期间振荡的自振荡或者共振状态(两者都不利地影响衰减过程)。
自振荡状态是这样的，其中振荡不会衰减，因为由一外部能量源(例如，振荡的运输工具)所维持。假如没有外部交变力施加到系统上，则自振荡可能存在于任何系统中，并且仅通过系统的特性来确定所述振荡的振幅。通过减震器的设计特性来确定自振荡的类型和性能(频率、振幅、形状等)。减震器的不对称的或者不均匀的结构通常允许避免自振荡。
共振的特点在于急剧地增大了系统(在该情况下，包括减震器和运输工具)的受激励的振荡的振幅，其发生在激励频率(即，外部能量源的频率)接近由系统的特性所确定的某些频率值(称为‘共振频率’)的情况下。众所周知，当激励频率与振荡系统的固有(内在)频率一致时发生共振，并且由于共振，可以观察到振荡的振幅的急剧增大。减震器的不对称的或者不均匀的结构也基本上允许避免共振状态。
以下是包括23个具体实施例的组的说明，所述实施例引入了根据本发明的套筒的工作表面的特殊的不对称设计的结构。
(1i)套筒的工作表面包括前述的活塞盖邻近部位，所述活塞盖邻近部位包括：最接近活塞盖的、具有第一分段的最小直径的第一活塞盖邻近分段，以及远离活塞盖的、具有第二分段的最小直径的第二活塞盖邻近分段；其中第二分段的最小直径大于第一分段的最小直径。第一和第二活塞盖邻近分段可以相邻地或者分离地设置。
(2i)活塞盖邻近部位包括：邻近活塞盖的、具有第一分段的最小直径的第一活塞盖邻近分段，以及远离活塞盖的、具有第二分段的最小直径的第二活塞邻近分段；其中第二分段的最小直径大于第一分段的最小直径。第一和第二活塞盖邻近分段可以相邻地或者分离地设置。
(3i)杆盖邻近部位包括：最接近杆盖的、具有第一分段的最小直径的第一杆盖邻近分段，以及远离杆盖的、具有第二分段的最小直径的第二杆盖邻近分段；其中第二分段的最小直径大于第一分段的最小直径。第一和第二杆盖邻近分段可以相邻地或者分离地设置。
(4i)杆盖邻近部位包括：邻近杆盖的、具有第一分段的最小直径的第一杆盖邻近分段，以及远离杆盖的、具有第二分段的最小直径的第二杆盖邻近分段；其中第二分段的最小直径大于第一分段的最小直径。第一和第二杆盖邻近分段可以相邻地或者分离地设置。
(5i)活塞盖邻近部位包括：最接近活塞盖的、具有第一分段的最小直径的第一活塞盖邻近分段，以及远离活塞盖的、具有第二分段的最小直径的第二活塞盖邻近分段；其中第二分段的最小直径小于第一分段的最小直径。第一和第二活塞盖邻近分段可以相邻地或者分离地设置。
(6i)活塞盖邻近部位包括：邻近活塞盖的、具有第一分段的最小直径的第一活塞盖邻近分段，以及远离活塞盖的、具有第二分段的最小直径的第二活塞盖邻近分段；其中第二分段的最小直径小于第一分段的最小直径。第一和第二活塞盖邻近分段可以相邻地或者分离地设置。
(7i)杆盖邻近部位包括：最接近杆盖的、具有第一分段的最小直径的第一杆盖邻近分段，以及远离杆盖的、具有第二分段的最小直径的第二杆盖邻近分段；其中第一分段的最小直径大于第二分段的最小直径。第一和第二杆盖邻近分段可以相邻地或者分离地设置。
(8i)杆盖邻近部位包括：邻近杆盖的、具有第一分段的最小直径的第一杆盖邻近分段，以及远离杆盖的、具有第二分段的最小直径的第二杆盖邻近分段；其中第一分段的最小直径大于第二分段的最小直径。第一和第二杆盖邻近分段可以相邻地或者分离地设置。
(9i)活塞盖邻近部位包括：最接近活塞盖的、具有可变直径的第一活塞盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第一分段的最小直径，并且在第一预定点之后增大到第一分段的最大直径；最远离活塞盖的、具有可变直径的第二活塞盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第二分段的最小直径，并且在第二预定点之后增大到第二分段的最大直径；以及第三活塞盖邻近分段，所述第三活塞盖邻近分段基本上位于第一和第二分段之间并且具有可变直径，所述可变直径从活塞盖沿套筒轴线方向减小到第三分段的最小直径，并且在第三预定点之后增大到第三分段的最大直径；其中所述第三分段的最小直径小于第一或者第二分段的最小直径。第三活塞盖邻近分段可以相对于第一和/或第二活塞盖邻近分段相邻地或者分离地设置。
(10i)杆盖邻近部位包括：最接近杆盖的、具有可变直径的第一杆盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第一分段的最小直径，并且在第一预定点之后增大到第一分段的最大直径；最远离杆盖的、具有可变直径的第二杆盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第二分段的最小直径，并且在第二预定点之后增大到第二分段的最大直径；以及第三杆盖邻近分段，所述第三杆盖邻近分段基本上位于第一和第二分段之间并且具有可变直径，所述可变直径从活塞盖沿套筒轴线方向减小到第三分段的最小直径，并且在第三预定点之后增大到第三分段的最大直径；其中所述第三分段的最小直径小于第一或者第二分段的最小直径。第三杆盖邻近分段可以相对于第一和/或第二杆盖邻近分段相邻地或者分离地设置。
(11i)套筒的工作表面的中间部位包括：最接近活塞盖的、具有可变直径的第一中间分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第一分段的最小直径，并且在第一预定点之后增大到第一分段的最大直径；最远离活塞盖的、具有可变直径的第二中间分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第二分段的最小直径，并且在第二预定点之后增大到第二分段的最大直径；以及第三中间分段，所述第三中间分段基本上位于第一和第二分段之间并具有可变直径，所述可变直径从活塞盖沿套筒轴线方向减小到第三分段的最小直径，并且在第三预定点之后增大到第三分段的最大直径；其中所述第三分段的最小直径小于第一或者第二分段的最小直径。第三中间分段可相对于第一和/或第二中间分段相邻地或者分离地设置。
(12i)活塞盖邻近部位包括：最接近活塞盖的、具有可变直径的第一活塞盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第一分段的最小直径，并且在第一预定点之后增大到第一分段的最大直径；最远离活塞盖的、具有可变直径的第二活塞盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第二分段的最小直径，并且在第二预定点之后增大到第二分段的最大直径；以及第三活塞盖邻近分段，所述第三活塞盖邻近分段基本上位于第一和第二分段之间并具有可变直径，所述可变直径从活塞盖沿套筒轴线方向减小到第三分段的最小直径，并且在第三预定点之后增大到第三分段的最大直径；其中所述第三分段的最小直径大于第一或者第二分段的最小直径。第三活塞盖邻近分段可以相对于第一和/或第二活塞盖邻近分段相邻地或者分离地设置。
(13i)杆盖邻近部位包括：最接近杆盖的、具有可变直径的第一杆盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第一分段的最小直径，并且在第一预定点之后增大到第一分段的最大直径；最远离杆盖的、具有可变直径的第二杆盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第二分段的最小直径，并且在第二预定点之后增大到第二分段的最大直径；以及第三杆盖邻近分段，所述第三杆盖邻近分段基本上位于第一和第二分段之间并具有可变直径，所述可变直径从活塞盖沿套筒轴线方向减小到第三分段的最小直径，并且在第三预定点之后增大到第三分段的最大直径；其中所述第三分段的最小直径小于第一或者第二分段的最小直径。第三杆盖邻近分段可以相对于第一和/或第二杆盖邻近分段相邻地或者分离地设置。
(14i)套筒的工作表面的中间部位包括：最接近活塞盖的、具有可变直径的第一中间分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第一分段的最小直径，并且在第一预定点之后增大到第一分段的最大直径；最远离活塞盖的、具有可变直径的第二中间分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第二分段的最小直径，并且在第二预定点之后增大到第二分段的最大直径；以及第三中间分段，所述第三中间分段基本上位于第一和第二分段之间并且具有可变直径，所述可变直径从活塞盖沿套筒轴线方向减小到第三分段的最小直径，并且在第三预定点之后增大到第三分段的最大直径；其中所述第三分段的最小直径大于第一或者第二分段的最小直径。第三中间分段可相对于第一和/或第二中间分段相邻地或者分离地设置。
(15i)活塞盖邻近部位包括：最接近活塞盖的、具有可变直径的第一活塞盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第一分段的最小直径，并且在第一预定点之后增大到第一分段的最大直径；最远离活塞盖的、具有可变直径的第二活塞盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第二分段的最小直径，并且在第二预定点之后增大到第二分段的最大直径；以及第三活塞盖邻近分段，所述第三活塞盖邻近分段基本上位于第一和第二分段之间并具有可变直径，所述可变直径从活塞盖沿套筒轴线方向减小到第三分段的最小直径，并且在第三预定点之后增大到第三分段的最大直径；其中所述第三分段的最小直径小于第一分段的最小直径并且大于第二分段的最小直径。第三活塞盖邻近分段可以相对于第一和/或第二活塞盖邻近分段相邻地或者分离地设置。
(16i)杆盖邻近部位包括：最接近杆盖的、具有可变直径的第一杆盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第一分段的最小直径，并且在第一预定点之后增大到第一分段的最大直径；最远离杆盖的、具有可变直径的第二杆盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第二分段的最小直径，并且在第二预定点之后增大到第二分段的最大直径；以及第三杆盖邻近分段，所述第三杆盖邻近分段基本上位于第一和第二分段之间并且具有可变直径，所述可变直径从活塞盖沿套筒轴线方向减小到第三分段的最小直径，并且在第三预定点之后增大到第三分段的最大直径；其中所述第三分段的最小直径大于第一分段的最小直径并且小于第二分段的最小直径。第三杆盖邻近分段可以相对于第一和/或第二杆盖邻近分段相邻地或者分离地设置。
(17i)套筒的工作表面的中间部位包括：最接近活塞盖的、具有可变直径的第一中间分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第一分段的最小直径，并且在第一预定点之后增大到第一分段的最大直径；最远离活塞盖的、具有可变直径的第二中间分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第二分段的最小直径，并且在第二预定点之后增大到第二分段的最大直径；以及第三中间分段，所述第三中间分段基本上位于第一和第二分段之间并具有可变直径，所述可变直径从活塞盖沿套筒轴线方向减小到第三分段的最小直径，并且在第三预定点之后增大到第三分段的最大直径；其中所述第三分段的最小直径小于第一分段的最小直径并且大于第二分段的最小直径。第三中间分段可相对于第一和/或第二中间分段相邻地或者分离地设置。
(18i)活塞盖邻近部位包括：最接近活塞盖的、具有可变直径的第一活塞盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第一分段的最小直径，并且在第一预定点之后增大到第一分段的最大直径；最远离活塞盖的、具有可变直径的第二活塞盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第二分段的最小直径，并且在第二预定点之后增大到第二分段的最大直径；以及第三活塞盖邻近分段，所述第三活塞盖邻近分段基本上位于第一和第二分段之间并具有可变直径，所述可变直径从活塞盖沿套筒轴线方向减小到第三分段的最小直径，并且在第三预定点之后增大到第三分段的最大直径；其中所述第三分段的最小直径大于第一分段的最小直径并且小于第二分段的最小直径。第三活塞盖邻近分段可以相对于第一和/或第二活塞盖邻近分段相邻地或者分离地设置。
(19i)杆盖邻近部位包括：最接近杆盖的、具有可变直径的第一杆盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第一分段的最小直径，并且在第一预定点之后增大到第一分段的最大直径；最远离杆盖的、具有可变直径的第二杆盖邻近分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第二分段的最小直径，并且在第二预定点之后增大到第二分段的最大直径；以及第三杆盖邻近分段，所述第三杆盖邻近分段基本上位于第一和第二分段之间并具有可变直径，所述可变直径从杆盖沿套筒轴线方向减小到第三分段的最小直径，并且在第三预定点之后增大到第三分段的最大直径；其中所述第三分段的最小直径小于第一分段的最小直径并且大于第二分段的最小直径。第三杆盖邻近分段可以相对于第一和/或第二杆盖邻近分段相邻地或者分离地设置。
(20i)套筒的工作表面的中间部位包括：最接近活塞盖的、具有可变直径的第一中间分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第一分段的最小直径，并且在第一预定点之后增大到第一分段的最大直径；最远离活塞盖的、具有可变直径的第二中间分段，所述可变直径从活塞盖沿套筒的轴线方向减小到第二分段的最小直径，并且在第二预定点之后增大到第二分段的最大直径；以及第三中间分段，所述第三中间分段基本上位于第一和第二分段之间并具有可变直径，所述可变直径从活塞盖沿套筒轴线方向减小到第三分段的最小直径，并且在第三预定点之后增大到第三分段的最大直径；其中所述第三分段的最小直径大于第一分段的最小直径并且小于第二分段的最小直径。第三中间分段可相对于第一和/或第二中间分段相邻地或者分离地设置。
(21i)对液压缸和水力减震器进行的机械学研究已经显示出，被压缩的活塞的弹性变形的范围可达100微米。根据实验结果，套筒1的活塞盖邻近部位包括：最接近活塞盖的、具有第一分段的最小直径的第一活塞盖邻近分段，以及远离活塞盖的、具有第二分段的最小直径的第二活塞盖邻近分段；其中第一分段的最小直径小于第二分段的最小直径。两个直径之间的差值应该在3到100微米的范围内。
(22i)套筒1的杆盖邻近部位包括：最接近活塞盖的、具有第一分段的最小直径的第一杆盖邻近分段，以及远离活塞盖的、具有第二分段的最小直径的第二杆盖邻近分段；其中第一分段的最小直径小于第二分段的最小直径。根据实验结果，两个直径之间的差值应该在3到100微米的范围内。
(23i)套筒1的活塞盖邻近部位包括：接近活塞盖的、具有第一分段的最小直径(Dp)的第一活塞盖邻近分段，以及远离活塞盖的、具有第二分段的最小直径的第二活塞盖邻近分段；套筒1的杆盖邻近部位包括：接近活塞盖的、具有第三分段的最小直径(Dch)的第三杆盖邻近分段，以及远离活塞盖的、具有第四分段的最小直径的第四杆盖邻近分段；第一分段的最小直径小于第二分段的最小直径；第三分段的最小直径小于第四分段的最小直径。根据实验结果，Dp和Dch之间的绝对差值应当在5到50微米的范围内，即：
|Dp-Dch|＝k，
其中k在5到50微米的范围内。
以下是包括8个具体实施例的组的说明，所述实施例引入了本发明的减震器的杆的特殊设计的结构，所述结构表示本发明的进一步的改进并且拓宽了其范围。由于新颖的特征，这些设计结构产生了抑制或者避免自振荡和共振状态的附加的新效果和意外的效果，所述新颖的特征增加了相对于杆的中间分段的中心点的非对称性，这些特征被增加到本发明的减震器的结构中。
图8示出了活塞2、杆3和杆的工作部分38(通过位于活塞2的最左边的位置处的杆盖3来限制)。工作部分38是由具有长度35的部位32(‘活塞邻近’部位)、具有长度36的部位33(‘中间’部位)和具有长度37的部位34(‘自由端连接’部位，即，靠近杆3的自由端)构成的。在该实施例中，长度35、36和37是相等的。
(1j)减震器包括杆，其中：-活塞邻近部位包括两个分段，每个分段具有沿杆的纵向轴线增大到该分段的预定的最大直径然后减小到该分段的预定的最小直径的杆的外径；并且-自由端连接部位包括两个分段，每个分段具有增大到该分段的预定的最大直径然后沿杆的纵向轴线减小到该分段的预定的最小直径的杆的外径。所述杆可以被这样布置，以使每个所提到部位的两个分段可以相对于彼此相邻地或者分离地设置。
(2j)减震器包括杆，其中：-活塞邻近部位包括两个分段：第一分段具有沿杆的纵向轴线增大到该分段的预定的第一最大直径然后沿纵向轴线减小到该分段的预定的最小直径的杆的外径；-第二分段具有增大到该分段的预定的第二最大直径然后减小到该分段的预定的最小直径的杆的外径；并且，第一最大直径大于第二最大直径。所述杆可以被这样布置，以使第一和第二分段可以相对于彼此相邻地或者分离地设置。
(3j)减震器包括杆，其中：-所述自由端连接部位包括两个分段：接近自由端的第一分段，该第一分段具有沿杆的纵向轴线增大到该分段的预定的第一最大直径然后沿杆的纵向轴线减小到该分段的预定的最小直径的杆的外径；-远离自由端的第二分段，该第二分段具有沿杆的纵向轴线增大到该分段的预定的第二最大直径然后减小到该分段的预定的最小直径的杆的外径；并且，第一最大直径大于第二最大直径。所述杆可以被这样布置，以使第一和第二分段可以相对于彼此相邻地或者分离地设置。
(4j)减震器包括杆，其中：-活塞邻近部位包括三个分段：接近活塞的第一分段、远离活塞的第二分段以及位于第一与第二分段之间的中间分段；这些分段的每个分段均具有杆的外径，该外径沿杆的纵向轴线增大到该分段的预定的最大(分别为：第一、第二和第三)直径，然后沿杆的纵向轴线减小到该分段的预定的最小直径；并且，第三最大直径大于第一或者第二最大直径。所述杆可以被这样布置，以使第一、第二和第三分段可以相对于彼此相邻地或者分离地设置。
(5j)减震器包括杆，其中：-自由端连接部位包括三个分段：接近自由端的第一分段、远离自由端的第二分段以及位于第一与第二分段之间的中间分段；这些分段的每个分段均具有杆的外径，该外径沿杆的纵向轴线增大到该分段的预定的最大(分别为：第一、第二和第三)直径，然后沿杆的纵向轴线减小到该分段的预定的最小直径；并且，第三最大直径大于第一或者第二最大直径。所述杆可以被这样布置，以使第一、第二和第三分段可以相对于彼此相邻地或者分离地设置。
(6j)减震器包括杆，其中：-所述中间部位包括三个分段：接近活塞的第一分段、远离活塞的第二分段以及位于第一与第二分段之间的中间分段；这些分段的每个分段均具有杆的外径，该外径沿杆的纵向轴线增大到该分段的预定的最大(分别为：第一、第二和第三)直径，然后沿杆的纵向轴线减小到该分段的预定的最小直径；并且，第三最大直径大于第一或者第二最大直径。所述杆可以被这样布置，以使第一、第二和第三分段可以相对于彼此相邻地或者分离地设置。
(7j)对于安装在液压缸和水压减震器的孔口78(图1中所示)中的密封件的机械学上的研究已经显示出了密封件的弹性变形可能总计达10微米。鉴于此，减震器可以包括杆，其中：-活塞邻近部位包括两个分段：接近活塞的第一分段，该第一分段具有沿杆的纵向轴线增大到该分段的预定的第一最大直径然后沿杆的纵向轴线减小到该分段的预定的最小直径的杆的外径；远离活塞的第二分段，该第二分段具有沿杆的纵向轴线增大到该分段的预定的第二最大直径然后沿杆的纵向轴线减小到该分段的预定的最小直径的杆的外径；并且，第一最大直径大于第二最大直径。第一和第二直径之间的差值应当优选在3到100微米之间的范围内。
(8j)减震器可以包括杆，其中：-自由端连接部位包括两个分段：接近自由端的第一分段，该第一分段具有沿杆的纵向轴线增大到该分段的预定的第一最大直径然后沿杆的纵向轴线减小到该分段的预定的最小直径的杆的外径；远离活塞的第二分段，该第二分段具有沿杆的纵向轴线增大到该分段的预定的第二最大直径然后沿杆的纵向轴线减小到该分段的预定的最小直径的杆的外径；并且，第一最大直径大于第二最大直径。第一和第二直径之间的差值应当优选在3到100微米之间的范围内。
本发明的示例性实施例的详细说明
在图1所示的示例性实施例中，本发明的减震器包括：套筒1；具有纵向轴线112的活塞2；杆3，该杆3与活塞2联接以使活塞和杆能够连接在一起在套筒中沿轴线112行进；活塞盖4，其将套筒从活塞侧封闭；杆盖5，其将套筒从与活塞相对的侧面封闭，杆盖5包括基本上形成在其中心处的孔口78；其中活塞包括沿周向围绕其圆柱表面并且密封地紧贴配合到套筒1中的密封件9，并且杆盖5包括安装在孔口78中以使杆3能够在套筒1中密封地滑动的密封件。
套筒的部位6(邻近活塞盖4的一部分工作区域)具有长度10(图1)。图2中描绘了部位6的横截面部分。部位6包括两个分段：位于点86和87之间的第一分段，和位于点87和88之间的第二分段。在第一分段上，套筒的内径从直径81减小到第一最小直径82(通过附图标记14来表示的最窄的最小值)，然后增大到该分段的第一最大直径83。在第二分段上，套筒的内径从直径83减小到第二最小直径84(通过附图标记15来表示的最窄的最小值)，然后增大到该分段的第二最大直径85。在图2中通过横穿过边界点86、87和88的虚线来示出了所述分段的边界。
在上述实施例中，第一最小直径82小于第二最小直径84。两个直径之间的差值等于在图2中通过附图标记16来表示的长度的量的两倍。所述两个分段在该实施例中是相邻的。
套筒的部位8(邻近杆盖5的一部分工作区域)具有长度12(图1)。图3中描绘了部位8的横截面部分。部位8包括两个分段：第一分段位于点89和90之间，并且第二分段位于点90和91之间。在第一分段上，套筒的内径从直径92减小到第一最小直径93(通过附图标记18来表示的最窄的最小值)，然后增大到该分段的第一最大直径94。在第二分段上，套筒的内径从直径94减小到第二最小直径95(通过附图标记17来表示的最窄的最小值)，然后增大到该分段的第二最大直径96。在图3中通过横穿过边界点89、90和91的虚线来示出了所述分段的边界。
在上述实施例中，第一最小直径93小于第二最小直径95。两个直径之间差值等于在图3中通过附图标记19来表示的长度的量的两倍。所述两个分段在该实施例中是相邻的。
在图4中所描绘的实施例中，本发明的减震器包括套筒，所述套筒的工作表面包括中间部位(在图1中示出并且通过附图标记7来表示)，所述中间部位是由三个分段构成的：-位于点97和98之间(最接近活塞盖4)的第一分段，其具有由附图标记21表示的最窄的最小值；-位于点98和99之间的第二分段(中间分段)，其具有由附图标记20表示的最窄的最小值；以及位于点99和100之间(最远离活塞盖4)的第三分段，其具有由附图标记22表示的最窄的最小值。
在图4所示的实施例中，在第一分段上，套筒的直径从直径101减小到第一最小直径102，然后增大到该分段的第一最大直径103。在第二分段上，套筒的直径从直径103减小到第二最小直径104，然后增大到该分段的第二最大直径105。在第三分段上，套筒的直径从直径105减小到第三最小直径106，然后增大到该分段的第三最大直径107。
在上述实施例中，在位于点98和99之间的中间(第二)分段上的直径104小于直径106，并且也小于直径102。
在图5中所示的实施例中，本发明的减震器包括套筒，所述套筒的工作表面包括活塞盖邻近部位(在图1中示出并且通过附图标记6来表示)，所述部位是由三个分段构成的：最接近活塞盖4的第一分段，其包括由附图标记23表示的最窄的最小值；第二(中间)分段，其包括由附图标记24表示的最窄的最小值；以及最远离活塞盖4的第三分段，其包括由附图标记25表示的最窄的最小值。第二(中间)分段的最小直径大于第一分段的最小直径，或者大于第三分段的最小直径。这些分段之间的边界通过虚线来示出。
还可以借助于图5来说明另一个实施例。因此，本发明的减震器包括套筒，所述套筒的工作表面包括杆盖邻近部位(在图1中示出并且通过附图标记8来表示)，所述部位是由三个分段构成的：最接近杆盖5的第一分段，其包括由附图标记25表示的最窄的最小值；第二(中间)分段，其包括由附图标记24表示的最窄的最小值；以及最远离杆盖5的第三分段，其包括由附图标记23表示的最窄的最小值。第二(中间)分段的最小直径大于第一分段的最小直径，或者大于第三分段的最小直径。这些分段之间的边界通过虚线来示出。
在图6中所示的实施例中，本发明的减震器包括套筒，所述套筒的工作表面包括活塞盖邻近部位(在图1中示出并且通过附图标记6来表示)，所述部位是由三个分段构成的：最接近活塞盖4的第一分段，其包括由附图标记26表示的最窄的最小值；第二(中间)分段，其包括由附图标记27表示的最窄的最小值；以及最远离活塞盖4的第三分段，其包括由附图标记28表示的最窄的最小值。第二(中间)分段的最小直径大于第一分段的最小直径，并且小于第三分段的最小直径。这些分段之间的边界通过虚线来示出。
还可以借助于图6来说明另一个实施例。因此，本发明的减震器包括套筒，所述套筒的工作表面包括杆盖邻近部位(在图1中示出并且通过附图标记8来表示)，所述部位是由三个分段构成的：最接近杆盖5的第一分段，其包括由附图标记28表示的最窄的最小值；第二(中间)分段，其包括由附图标记27表示的最窄的最小值；以及最远离杆盖5的第三分段，其包括由附图标记26表示的最窄的最小值。第二(中间)分段的最小直径小于第一分段的最小直径，并且大于第三分段的最小直径。这些分段之间的边界通过虚线来示出。
在图7中所示的实施例中，本发明的减震器包括套筒，所述套筒的工作表面包括活塞盖邻近部位(在图1中示出并且通过附图标记6来表示)，所述部位是由三个分段构成的：最接近活塞盖4的第一分段，其包括由附图标记29表示的最窄的最小值；第二(中间)分段，其包括由附图标记30表示的最窄的最小值；以及最远离活塞盖4的第三分段，其包括由附图标记31表示的最窄的最小值。第二(中间)分段的最小直径小于第一分段的最小直径，并且大于第三分段的最小直径。这些分段之间的边界通过虚线来示出。
还可以借助于图7来说明另一个实施例。因此，本发明的减震器包括套筒，所述套筒的工作表面包括杆盖邻近部位(在图1中示出并且通过附图标记8来表示)，所述部位是由三分段构成的：最靠近杆盖5的第一分段，其包括由附图标记31表示的最窄的最小值；第二(中间)分段，其包括由附图标记30表示的最窄的最小值；以及，最远离杆盖5的第三分段，其包括由附图标记29表示的最窄的最小值。第二(中间)分段的最小直径大于第一分段的最小直径，并且小于第三分段的最小直径。这些分段之间的边界通过虚线来示出。
在图2中所示的实施例中，本发明的减震器包括具有‘活塞盖邻近’部位的套筒，所述‘活塞盖邻近′部位包括两个分段：接近活塞盖的第一分段(位于点86和87之间)，和远离活塞盖的第二分段(位于点87和88之间)。第一分段具有第一最小直径82。第二分段具有第二最小直径84。在该实施例中，第一最小直径82小于第二最小直径84。两个直径之间的差值等于50微米，其是选自前面提到的3到10微米的范围内的优选值。
可以通过利用C级精度的自动车床加工套筒来获得3-10微米的差值。可以通过利用B级精度的自动车床加工套筒来获得10-50微米的差值。可以通过利用H级精度的自动车床加工套筒来获得50-100微米的差值。精度等级是根据俄罗斯联邦的标准(金属切削机器的普通精度的实验要求)来命名的。
在图3中所示的实施例中，本发明的减震器包括具有‘杆盖邻近’部位的套筒，所述‘杆盖邻近′部位包括两个分段：接近杆盖的第一(右边)分段(位于点90和91之间)，和远离杆盖的第二(左边)分段(位于点89和90之间)。第一分段具有第一最小直径95。第二分段具有第二最小直径93。在该实施例中，第一最小直径95小于第二最小直径93。两个直径之间的差值等于50微米，其是选自前面提到的3到10微米的范围内的优选值。可以通过利用前面提到的自动车床加工套筒来获得所述差值。
在另一实施例中，本发明的减震器包括具有‘活塞盖邻近’部位的套筒，所述‘活塞盖邻近′部位包括两个分段：靠近活塞盖的第一分段，和远离活塞盖的第二分段。第一分段具有第一最小直径。第二分段具有第二最小直径。在该实施例中，第一最小直径(Dp)小于第二最小直径。套筒还具有‘杆盖邻近’部位，所述‘杆盖邻近′部位包括两个分段：远离杆盖、具有第三最小直径的第三分段，和靠近杆盖、具有第四最小直径的第四分段。在该实施例中，第四最小直径(Dch)小于第三最小直径。
以下是所述实施例的第一实例：
Dp＝22.950毫米。
Dch＝22.900毫米。
|Dp-Dch|＝|22.950-22.900|＝50微米。
以下是所述实施例的第二实例：
Dp＝22.700毫米。
Dch＝22.705毫米。
|Dp-Dch|＝|22.700-22.705|＝5微米。
可以通过利用C级精度的自动车床加工套筒来获得3-10微米的差值。可以通过利用B级精度的自动车床加工套筒来获得10-50微米的差值。
图8示出了杆和活塞。未示出出阀门和孔口。如上所述，杆的工作部分38(图8中示出)是由具有长度35的部位32(‘活塞邻近’部位)、具有长度36的部位33(‘中间’部位)和具有长度37的部位34(‘自由端连接’部位，即，邻近杆3的自由端)构成的。在该实施例中，长度35、36和37是相等的。
在上述实施例中，本发明的减震器可以包括：具有‘活塞邻近’部位的杆，所述‘活塞邻近′部位包括两个分段，对于每一分段，直径增大到相应分段的最大直径，然后减小到相应分段的最小直径。如图9中所示，接近活塞的第一分段包括其外部最大直径的变宽部40，而远离活塞的第二分段包括其外部最大直径的变宽部39。
在图10中所示的另一个实施例中，本发明的减震器可以包括：具有‘杆邻近’部位的杆，所述‘杆邻近′部位包括两个分段，对于每一分段，直径增大到相应分段的最大直径，然后减小到相应分段的最小直径。接近杆盖(以及远离活塞盖)的第一分段包括其外部最大直径的变宽部42，而远离杆盖(以及靠近活塞盖)的第二分段包括其外部最大直径的变宽部41。
在图11中所示的另一个实施例中，本发明的减震器可以包括：具有‘中间’部位的杆，所述‘中间′部位包括三个分段，对于每一分段，直径增大到相应分段的最大直径，然后减小到相应分段的最小直径。接近活塞盖的第一分段包括第一分段的外部最大直径的变宽部43；第二中间分段包括第二分段的外部最大直径的变宽部44；以及，远离活塞盖的第三分段包括第三分段的外部最大直径的变宽部45。在该实施例中，第二分段的外部最大直径大于第一分段的外部最大直径，或者大于第二分段的外部最大直径。在该实施例中，前面提到的分段被制造成相邻的。
在另一实施例中，本发明的减震器包括具有活塞邻近部位的杆，所述活塞邻近部位包括两个分段：靠近活塞的第一分段，其具有第一最大的杆直径；以及远离活塞的第二分段，其具有第二最大的杆直径。在该实施例中，第一最大的杆直径大于第二最大的杆直径。所述直径的差值在3到100微米的范围内。
在另一实施例中，本发明的减震器包括具有自由端邻近部位的杆，所述自由端邻近部位包括两个分段：靠近活塞的第一分段，其具有第一最大的杆直径；以及远离活塞的第二分段，其具有第二最大的杆直径。在该实施例中，第一最大的杆直径小于第二最大的杆直径。所述直径的差值在3到100微米的范围内。
可以通过利用C级精度的自动车床加工杆来获得3-10微米的差值。可以通过利用B级精度的自动车床加工杆来获得10-50微米的差值。可以通过利用H级精度的自动车床加工杆来获得50-100微米的差值。精度等级是根据俄罗斯联邦的标准(金属切削机器的普通精度的实验要求)来命名的。
本发明的操作实例
以下是本发明的减震器的几个操作实例。众所周知，典型的减震器是双作用的机构。其衰减在活塞2的前进行程时(压缩冲程)和反向行程时悬挂系统的振荡。该衰减通常是由于以下因素获得的：压缩气体的阻力；由从套筒的一个腔室溢出到另一个腔室的工作液体经受的阻力；活塞的密封件相对于套筒的工作表面的摩擦力；以及杆和套筒的密封件之间的摩擦力。
在有关技术中广泛地描述的传统的液体阻尼器设想对从一个套筒腔室交叉流动到另一个中的液体提供阻力，所述阻力基本上超过活塞在套筒内部运动期间在活塞的密封件和套筒的内壁之间产生的摩擦阻力。相反，所提出的本发明的特征在于，活塞的密封件和套筒的内壁之间的摩擦阻力显著地增大。
减震器安装在运输工具上并且在运输工具运动期间衰减其振荡。通过外部作用力的推动，活塞朝向活塞盖运动到套筒中，例如在套筒的中间部位内。此外，例如，套筒的活塞盖邻近部位包括至少两个分段。在每一分段上，套筒的内径沿各自分段的长度减小到形成变窄颈部的相应分段的最小内径，然后增大到形成变宽颈部的相应分段的最大内径。套筒的变窄和变宽的颈部实质上增大了预定地阻碍活塞在套筒中的运动的摩阻力。
活塞2(图1中所示)在部位6中从右向左(向活塞盖4)运动，产生了前进行程(前冲程)。密封件9的端面108与变窄的颈部15(图2中所示)相互作用，然后与变窄的颈部14(图2中所示)相互作用。然后，活塞在部位6中产生了从左向右(向杆盖5)的反向行程。密封件9的端面109与变窄的颈部14相互作用，然后与变窄的颈部15(图2中所示)相互作用。不同于有关技术的原型机装置，本发明设想在正反向行程期间利用密封件9的两个侧表面，同时活塞定位在套筒的活塞盖邻近部位6内部。
其后，活塞2从左向右(朝向杆盖5)运动，继续反向行程，并且进入到杆盖邻近部位8中。密封件9的端面109与变窄的颈部17相互作用(图2中所示)，然后与变窄的颈部18相互作用(图2中所示)。如将在以下说明的，连续变窄和变宽的颈部实质上可以影响活塞的运动。不同于有关技术的原型机装置，本发明设想在正反向行程期间利用密封件9的两个侧表面，同时活塞定位在套筒的杆盖邻近部位8内。
接下来是本发明的减震器的操作的另一个实例。如图4所示，部位6和部位8包括变窄的颈部。活塞2在部位6中从右向左(向活塞盖4)运动，产生了前进行程。密封件9的端面108与变窄的颈部22、20和21相互作用(图4中所示)。然后，活塞在部位6中产生了从左向右(向杆盖5)的反向行程。密封件9的端面109与变窄的颈部21、20和22相互作用。不同于有关技术的原型机装置，本发明设想在正反向行程期间利用密封件9的两个侧表面，同时活塞定位在套筒的活塞盖邻近部位6内。
其后，活塞2从左向右(朝向杆盖5)运动，继续反向行程，并且进入到杆盖邻近部位8中。密封件9的端面109现在与变窄的颈部21、20和22相互作用(图4中所示)。此外，在前进行程期间，活塞2在部位8中朝活塞盖4从右向左移动，其中密封件9的端面108与变窄的颈部22、20和21相互作用。不同于有关技术的原型机装置，本发明设想在正反向行程期间利用密封件9的两个侧表面，同时活塞定位在套筒的杆盖邻近部位8内。
接下来是本发明的减震器的操作的另一个实例。根据图7中所描述的类型，部位6和部位8包括变窄的颈部29、30和31。活塞2在部位6中从右向左(向活塞盖4)运动，产生了前进行程。密封件9的端面108顺序地与变窄的颈部29、30和31相互作用。然后，活塞在部位6内移动产生了从左向右(向杆盖5)的反向行程。密封件9的端面109顺序地与变窄的颈部21、20和22相互作用。
其后，活塞2从左向右(朝向杆盖5)移动，继续反向行程，并且进入到杆盖邻近部位8中。密封件9的端面109现在与变窄的颈部29、30和31相互作用(图7中所示)。此外，在前进行程期间，活塞2在部位8中朝活塞盖4从右向左运动，其中密封件9的端面108与变窄的颈部31、30和29相互作用。该实施例将相对于套筒的纵向轴线112上的中心点113的不对称性引入到减震器的设计中，这允许在运输工具的运动期间避免操作的自动振荡和共振状态。
接下来是本发明的减震器的操作的另一个实例。根据图5中所描绘的类型，部位6包括变窄的颈部23、24和25，并且根据图6中所描绘的类型，部位8包括变窄的颈部26、27和28。活塞2在部位6中从右向左(向活塞盖4)移动，产生了前进行程。密封件9的端面108顺序地与变窄的颈部25、24和23相互作用。然后，活塞在部位6内运动产生了从左向右(向杆盖5)的反向行程。密封件9的端面109顺序地与变窄的颈部23、24和25相互作用。
其后，活塞2从左向右(朝向杆盖5)运动，继续反向行程，并且进入到杆盖邻近部位8中。密封件9的端面109现在与变窄的颈部26、27和28相互作用(图6中所示)。此外，在前进行程期间，活塞2在部位8中朝活塞盖4从右向左运动，其中密封件9的端面108与变窄的颈部28、27和26相互作用。该实施例将相对于套筒的纵向轴线112上的中心点113的不对称性引入到减震器的设计中，这允许在运输工具的运动期间避免操作的自动振荡和共振状态。
在本说明书中，公开了制造套筒的二十种(1i-20i)特征，以及制造杆的六种(1j-6j)特征。取决于本发明的减震器的配置的运转状态，可以有用于减震器的设计的数十种组合，所述组合反映在以下的表1、2和3中。正号(+)标记了在减震器的相应实施例中所采用的特征。
表1
具有特定特征的减震器的具体实施例
表2
具有特定特征的减震器的具体实施例
Figure BSA00000372361700281
表3
具有特定特征的减震器的具体实施例
Figure BSA00000372361700291
在减震器的具体实施例的设计中所使用的特定特征越多，则越能获得额外的新颖效果(避免或者显著地抑制自振荡和共振状态)。可能存在这样的状况，即其中本发明的减震器的不同实施例可以应用在一种运输工具的设计中。例如，编号为1、5、10和45的实施例或者编号为10、15、7和35的实施例可用于具体的机动车(汽车或者卡车)。这可能帮助将机动车运动期间的自振荡和共振状态甚至抑制到更高的程度。
实验研究
本发明的研发期间，实施了许多实验。具体而言，为了实验目的，制造了四个减震器。以下描述了所述四个减震器。
实验1
根据原型机来制造第一减震器的套筒。减震器的套筒安装有被加工形成为圆形元件的变窄的颈部47，其布置在套筒46的内表面上。该元件的长度53为50微米，并且套筒的半径54减小50微米。对于所述减震器，使用化合物的活塞密封件TPS/T。值得注意的是，原型机的设计还与变窄的套筒有关，其中变窄的分段具有几毫米的长度，而本发明的套筒具有不超过100微米的变窄分段的长度。
图12示出了套筒46和具有密封件48的一部分活塞。活塞朝向由指向箭头49所表示的方向运动，其中密封件48的端面111朝向前。图12还示出了位于图片下面的图表，所述图表示出了抵消活塞在套筒中运动的作用力‘P’与密封件48的右侧表面111的坐标‘l’的相关性。
在沿具有更大直径的分段运动期间，作用力P具有5牛顿的值(参见图12中的位置50)。在变窄的颈部54上克服密封件48的阻力期间，存在总量为345牛顿的作用力P的骤变(surge)51。用于克服50微米的距离53上的作用力P的阻力的活塞的机械功为8500牛顿＊微米。在端面111经过变窄的颈部之后，作用力P变为20牛顿(参见图12中的位置52)。
在该实验中，利用编号为NO.85164的坐标-测量机UPMC-850来进行套筒的横截面的内部边界的测量。按这样的方式来实施所述测量，以使最近的横截面相互隔开1毫米的距离来设置。对于每个分段，确定出相应内径的数值(即，套筒的横截面的内边界的直径)。
实验2
在图13中示出了第二实验。套筒57的内表面具有两个被加工形成为半圆的变窄的颈部，对于两个颈部均具有100微米的宽度55。颈部55之间的距离56选择为50微米。颈部的半径之间的差值58达到50微米。
在图13中描绘了套筒57。图12中示出了具有带端面111的密封件48的活塞46。活塞克服变窄的颈部的阻力向前运动。图13包括位于图片下面的图表。所述图表示出了抵消活塞在套筒中运动的作用力‘P’与密封件的右侧表面111的坐标‘l′的相关性。
在活塞沿具有更大直径的分段运动期间，作用力P具有5牛顿的值(相当于图表上的高度59)。在克服变窄的颈部期间，存在两个作用力P的骤变(相应的高度60和62)。每个所述骤变基本上等于345牛顿。由活塞执行的用于克服每个骤变中的作用力P的机械功等于：(345N-5N)＊50微米/2＝8500牛顿＊微米。
在密封件48的端面111通过第一变窄的颈部的时刻之后，通过图13中的高度61所反映的阻力P变为5牛顿。同样，在密封件48的端面111通过第二变窄的颈部的时刻之后，通过高度61所反映的阻力P变为5牛顿。在每个骤变之后，作用力P为5牛顿，而对于原型机，作用力P为20牛顿(图12中的高度52)。
用于克服200微米长度上的作用力P的原型机的活塞的机械功等于：(20N-5N)＊200微米＝3000牛顿＊微米。用于克服200微米长度上的两个变窄的颈部处的作用力P的本发明的活塞的机械功等于：2×8500牛顿＊微米＝1700牛顿＊微米，也就是说，用于克服变窄的颈部对前进行程的阻力的功，本发明的减震器是原型机的减震器的大约5.5倍。活塞在其回程(反向行程)上将完成相同的功，其中端面110面向运动方向，即，用于克服阻力(其影响减震器的衰减能力)的功将总共增加至少10倍。
实验3
在图14中示出了第三实验。减震器包括套筒63和带有密封件48的活塞(未示出)，所述密封件48具有两个密封表面110和111(图12中所示)。套筒63具有由从套筒壁上突出的并且具有梯形形状的元件所形成的两个变窄的颈部(如图14中所示)。每个所述变窄的颈部的长度(汇总分段64、65和66)组成为150微米。两个颈部之间的距离67为50微米。如在前述实验中，半径的差值为50微米。
图14反映了活塞从左向右的运动，即，端面111朝向运动方向，克服变窄的颈部。位于图14中的图片下面的图表示出了抵消活塞的运动的作用力‘P’与表面111的坐标‘l′的相关性。
在活塞在具有更大直径的活塞分段中运动期间，作用力P具有5牛顿的值(参见图14中的高度68)。在克服每个变窄的颈部的时候，观察到作用力P的骤变(图14中的高度69和71)。每个所述骤变为515牛顿。由活塞完成的用于克服每个骤变的作用力P的机械功为12750牛顿＊微米：(515N-5N)＊50微米/2＝12750牛顿＊微米。
在密封件48的端面111通过第一变窄的颈部的时刻之后，通过图14中的高度70所反映的阻力P变为5牛顿。同样，在密封件48的端面111通过第二变窄的颈部的时刻之后，通过图14中的高度62所反映的阻力P变为5牛顿。在每次骤变之后，作用力P为5牛顿，然而对于一个变窄的方向，等于长度54的距离上的作用力P为30牛顿(像在原型机中一样)。
用于克服200微米长度上的作用力P的原型机的活塞的机械功等于：(30N-5N)＊200微米＝5000牛顿＊微米。用于克服200微米长度上的两个变窄的颈部处的作用力P的本发明的活塞的机械功等于：2×12750牛顿＊微米＝25500牛顿＊微米，也就是说，用于克服变窄的颈部对前进行程的阻力的功，本发明的减震器是原型机的减震器的大约5.5倍。活塞在其回程(反向行程)上将完成相同的功，其中端面110面向运动方向，即用于克服阻力(其影响减震器的减震能力)的功将总共增加至少10倍。
实验4
在图15中示出了第四实验。减震器包括套筒73和带有密封件48的活塞(未示出)，所述密封件48具有两个密封表面110和111(图12中所示)。套筒73具有由从套筒的壁上突出的并且具有梯形形状的元件所形成的变窄的颈部(如图15中所示)。变窄的颈部的长度74构成50微米。如在前述实验中，半径的差值为50微米。
图15反映了活塞从左向右的运动，即，端面111朝向运动方向，克服变窄的颈部。位于图15中的图片下面的图表示出了抵消活塞的运动的作用力‘P’与表面111的坐标‘l′的相关性。
在活塞在具有更大直径的活塞分段中运动期间，作用力P具有5牛顿的值(参见图15中的高度75)。在克服所述变窄的颈部的时候，观察到作用力P的骤变(图15中的高度76)。所述骤变为1555牛顿。由活塞完成的用于克服所述骤变上的作用力P的机械功为38750牛顿＊微米。在端面111经过变窄的颈部之后，作用力P变为5牛顿(参见图15中的高度77)。
所述实验证实了所要求保护的减震器的高效率。作用力P的全部机械功取决于；通过活塞的密封件所克服的变窄和变宽的颈部的数量，变窄的量(建议变窄不超过100微米)；变窄的形状。变窄的颈部越难克服，则将获得的作用力的骤变就越大，即，减震器将更加有效地运转。
非常重要的是，所述变窄和变宽的颈部布置在靠近套筒盖的区域中。这允许有效地使活塞在套筒的所述部位中减速，并且防止减震器中过度的冲击载荷。
因而，该公开内容证实了抵消活塞在套筒的靠近套筒盖的部位中的运动的作用力显著增大了。
本发明的减震器的设计提供在正反向行程期间使用活塞的密封件的两个侧面，其中，活塞经过套筒的靠近套筒盖的部位：活塞盖和杆盖。

Claims (1)

1.一种用于运输工具的减震器，
包括：套筒、活塞盖、杆盖、杆、具有密封件的活塞；所述减震器的特征在于，所述套筒选自于一个组，所述组包括：
a)所述套筒被制造成使得，
在靠近所述活塞盖的区域内，套筒的内部空间沿所述套筒包括至少两个分段；在每个所述分段上，沿从所述活塞盖到所述杆盖的方向所测得的套筒的内径减小到所述套筒在相应的所述分段上的最小内径值，然后增大到所述套筒在相应的所述分段上的最大内径值；
b)所述套筒被制造成使得，
在靠近所述杆盖的区域内，所述套筒的内部空间沿所述套筒包括至少两个分段；在每个所述分段上，沿从所述活塞盖到所述杆盖的方向所测得的套筒的内径减小到所述套筒在相应的所述分段上的最小内径值，然后增大到所述套筒在相应的所述分段上的最大内径值；以及
c)所述套筒被制造成使得，
-在靠近所述活塞盖的区域内，套筒的内部空间沿所述套筒包括至少两个分段；在每个所述分段上，沿从所述活塞盖到所述杆盖的方向所测得的套筒的内径减小到所述套筒在相应的所述分段上的最小内径值，然后增大到所述套筒在相应的所述分段上的最大内径值；并且
-在靠近所述杆盖的区域内，所述套筒的内部空间沿所述套筒包括至少两个分段；在每个所述分段上，沿从所述活塞盖到所述杆盖的方向所测得的套筒的内径减小到所述套筒在相应的所述分段上的最小内径值，然后增大到所述套筒在相应的所述分段上的最大内径值。
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