CN103557261A - 一种汽车阻尼可调减振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车阻尼可调减振器，包括储油筒、工作缸、活塞杆，还包括位于所述工作缸内的连接在所述活塞杆末端的电磁阀和与电磁阀连接的控制其改变阻尼系数的控制系统，电磁阀与工作缸紧密接触且将工作缸分为上、下两个腔室。与现有技术相比，本减振器的活塞杆的末端连接有电磁阀，电磁阀在控制系统的控制下可以改变减振器的阻尼系数，并可以实现减振器阻尼的无极调节；本减振器结构简单、安装方便，成本低。

Description

一种汽车阻尼可调减振器

技术领域

本发明涉及汽车部件，具体地说，本发明涉及一种汽车阻尼可调减振器。

背景技术

减振器作为车桥与车架（或承载式车身）的连接装置，其作用是衰减车身的振动，提高汽车的操纵稳定性和行驶平顺性，由于汽车在行驶中遇到的工况比较多，所以汽车减振器的阻尼也应该随着使用因素的变化而变化。传统的减振器不能保证汽车操纵稳定性和行驶平顺性同时达到最佳效果，因而产生了阻尼可调的减振器。

当前已有的阻尼可调减振器，大多具有比较理想的阻尼特性，但其成本较高，结构复杂。公开号为CN102476571A的专利提供了一种汽车阻尼可调减振器，但是其方案中采用两个液压阀，其中的电磁阀安装在内工作缸上端的内部，这使得安装和维修不方便，而且不能实现阻尼的无极调节。所以就需要提供一种安装更为方便和液压阀数目更少的装置来实现减振器的变阻功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、安装方便的汽车阻尼可调减振器。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种汽车阻尼可调减振器，包括储油筒、工作缸、活塞杆，还包括位于所述工作缸内的连接在所述活塞杆末端的电磁阀和与电磁阀连接的控制其改变阻尼系数的控制系统，电磁阀与工作缸紧密接触且将工作缸分为上、下两个腔室。

所述电磁阀包括圆柱形的阀体和能够上下直线移动的浮动芯，阀体的中心处设有沿轴向贯穿的浮动芯通孔，浮动芯位于浮动芯通孔中并将浮动芯通孔分为上、下两个腔室，阀体的上端面和下端面上在浮动芯通孔的孔口位置处各设有一个与所述控制系统为电连接的电磁铁，阀体上设有分别从上端面和下端面开始朝向阀体内部延伸的两个主阻尼通道，主阻尼通道与浮动芯通孔的两个腔室之间各设有一个小阻尼孔，小阻尼孔中设有阻止工作介质进入主阻尼通道的单向阀，两个主阻尼通道各通过一个大阻尼通道与浮动芯通孔连通，两个大阻尼通道为同轴且分布在浮动芯通孔的两侧，浮动芯中设有一个沿横向贯穿的横向通道，横向通道与大阻尼通道的轴线相平行，两个大阻尼通道的端部开口与横向通道的端部开口能够部分重合或者完全重合，浮动芯的上、下两端还设有弹性元件。

所述主阻尼通道的孔径比小阻尼孔的孔径大。

所述活塞杆与所述阀体的上端面之间设有流通阀片，阀体的下端面上设有复原阀片。

所述阀体的上端面上设有螺旋槽，所述活塞杆的末端插入螺旋槽中与螺旋槽螺纹连接，活塞杆的末端面上还设有用于固定所述阀体上端面上的电磁铁的凹孔。

所述复原阀片通过一拧盖固定在所述阀体上，阀体的下端面上设有螺旋槽，拧盖插入螺旋槽中与螺旋槽螺纹连接，拧盖上还设有用于固定所述阀体下端面上的电磁铁的凹孔。

所述弹性元件为弹簧，弹簧一端连接在电磁铁，另一端连接在浮动芯的端面。

所述控制系统包括用于提取汽车运行状态信号的传感器、ECU和执行装置，传感器和执行装置与ECU连接，传感器将信号传递至ECU，ECU将收到的信号经过处理和分析后，将处理后的信号输入执行装置，执行装置将信号转化为电流大小不同的交流电流信号输入给电磁阀中的两个电磁铁。

所述执行装置通过所述活塞杆内设置的线束与所述电磁阀连接。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，本减振器的活塞杆的末端连接有电磁阀，电磁阀在控制系统的控制下可以改变减振器的阻尼系数，并可以实现减振器阻尼的无极调节；本减振器结构简单、安装方便，成本低。

附图说明

图1为本发明的减振器的剖视图；

图2为电磁阀的剖视图；

上述图中的标记均为：1、传感器；2、ECU；3、执行装置；4、活塞杆；5、电磁阀；5-1、主阻尼通道；5-2、大阻尼通道；5-3、小阻尼孔；5-4、单向阀；5-5、弹簧；5-6、电磁铁；5-7、单向阀；5-8、小阻尼孔；5-9、主阻尼通道；5-10、大阻尼通道；5-11、小阻尼孔；5-12、单向阀；5-13、浮动芯通孔；5-14、电磁铁；5-15、单向阀；5-16、小阻尼孔；5-17、浮动芯；5-18、横向通道；5-19、上螺旋槽；5-20、下螺旋槽；5-21、阀体；6、储油筒；7、底座；7-1、出油孔；7-2、补偿阀；7-3、压缩阀；8、工作缸；9、导向座；10、油封；11、防尘罩；12、吊环；13、流通阀片；14、复原阀片；15、拧盖。

a、上腔室；b、下腔室；c、控制系统。

具体实施方式

如图1所示为本发明的一种汽车阻尼可调减振器，包括储油筒6、工作缸8、活塞杆4、导向座9、底座7、储油筒6、防尘罩11和吊环12，底座7安装在工作缸8的底端，导向座9安装在工作缸8的顶端，储油筒6外套在工作缸8上，工作缸8的顶端并用油封10密封。底座7的内部为一空腔，底座7上设有压缩阀7-3和补偿阀7-2，压缩阀7-3和补偿阀7-2为一般的单向阀，底座7的侧壁设有出油孔7-1，出油孔7-1将底座7的内部空腔与储油筒6连通。本减振器还包括位于工作缸8内的连接在活塞杆4末端的电磁阀5和与电磁阀5连接的控制其改变阻尼系数的控制系统c，电磁阀5作为减振器的活塞，与工作缸8的内壁之间为紧密接触，电磁阀5将工作缸8分为上腔室a和下腔室b。电磁阀5内部设有用于连通工作缸8的上腔室a和下腔室b的阻尼通道，作为工作介质的通道，在控制系统c的作用下，电磁阀5可以调节阻尼通道的开度大小，以调节工作缸8的上腔室a与下腔室b之间的工作介质流量的大小，进而达到调节减振器阻尼的目的，阻尼调节简便，而且本减振器结构简单，安装方便。

具体地说，如图2所示，本减振器的电磁阀5包括圆柱形的阀体5-21和浮动芯5-17，阀体5-21的中心处设有沿阀体5-21的轴向贯穿整个阀体5-21的浮动芯通孔5-13，浮动芯5-17位于浮动芯通孔5-13中并将浮动芯通孔5-13分为上、下两个腔，浮动芯5-17的形状与浮动芯通孔5-13的形状相匹配，浮动芯5-17的中心位置处设有一个沿横向贯穿的横向通道5-18（该横向是指与阀体5-21轴向垂直的方向）。阀体5-21上设有从上端面开始向下朝向阀体5-21内部延伸的主阻尼通道5-9和从下端面开始向上朝向阀体5-21内部延伸的主阻尼通道5-1，主阻尼通道5-1、5-9分布在浮动芯通孔5-13的两侧，主阻尼通道5-1与浮动芯通孔5-13的上腔之间设有一个小阻尼孔5-3，主阻尼通道5-1与浮动芯通孔5-13的下腔之间设有一个小阻尼孔5-16，主阻尼通道5-1与小阻尼孔5-3和小阻尼孔5-16连通，主阻尼通道5-9与浮动芯通孔5-13的上腔之间设有一个小阻尼孔5-8，主阻尼通道5-1与浮动芯通孔5-13的下腔之间设有一个小阻尼孔5-11，主阻尼通道5-9与小阻尼孔5-8和小阻尼孔5-11连通，主阻尼通道5-1、5-9的孔径比小阻尼孔5-3、5-8、5-11、5-16的孔径大。小阻尼孔5-3与浮动芯通孔5-13的上腔之间设有一个单向阀5-4，小阻尼孔5-16与浮动芯通孔5-13的下腔之间设有一个单向阀5-15，小阻尼孔5-8与浮动芯通孔5-13的上腔之间设有一个单向阀5-7，小阻尼孔5-11与浮动芯通孔5-13的上腔之间还设有一个单向阀5-12，在减振器处于压缩行程，单向阀5-12、5-7可以阻止浮动芯通孔5-13中的工作介质进入主阻尼通道5-9，在减振器处于伸张行程，单向阀5-4、5-15可以阻止浮动芯通孔5-13中的工作介质进入主阻尼通道5-1中。主阻尼通道5-9通过一个大阻尼通道5-10在浮动芯通孔5-13轴向上的中部位置处与浮动芯通孔5-13连通，主阻尼通道5-1通过另一个大阻尼通道5-2在浮动芯通孔5-13轴向上的中部位置处与浮动芯通孔5-13连通，大阻尼通道5-2、5-10的孔径比小阻尼孔5-3、5-7、5-11、5-16的孔径要大，两个大阻尼通道5-2、5-10为同轴，且浮动芯5-17的横向通道5-18与两个大阻尼通道5-2、5-10的轴线相平行，两个主阻尼通道5-1、5-9之间可以通过大阻尼通道5-2、横向通道5-18和大阻尼通道5-10相连通，从而可以使工作缸8的上腔室a和下腔室b连通。主阻尼通道5-1、大阻尼通道5-2、横向通道5-18、大阻尼通道5-10和主阻尼通道5-9形成电磁阀5的阻尼通道。浮动芯5-17在浮动芯通孔5-13中是可以上下移动，两个大阻尼通道5-2、5-10的端部开口与横向通道5-18的端部开口可以实现部分重合或者完全重合，两个大阻尼通道5-2、5-10和横向通道5-18均为截面为圆形的通孔，通过浮动芯5-17的移动可以调节通道开口重合部分的面积大小，从而可以调节阻尼通道的开度大小，也就可以改变减振器的阻尼系数的大小。当两个大阻尼通道5-2、5-10的端部开口与横向通道5-18的端部开口完全重合时，阻尼通道的开度最大。

为了调节通道开口重合部分的面积，浮动芯5-17在浮动芯通孔5-13中是可以上下移动的，阀体5-21的上端面和下端面上在浮动芯通孔5-13的孔口位置处各设有一个与控制系统c为电连接的电磁铁，在上端面上的为电磁铁5-6，在下端面上的为电磁铁5-14，电磁铁5-6和5-14由控制系统c提供大小可以改变的电流，从而电磁铁5-6和5-14可以对浮动芯5-17产生大小不同的吸引力，进而改变浮动芯5-17在浮动芯通孔5-13中的位置，也就可以调节通道开口重合部分面积的大小，最终实现减振器阻尼的无极调节。

电磁阀5中的四个小阻尼孔5-3、5-7、5-11、5-16可使浮动芯5-17在减振器压缩或伸张时，保持浮动芯5-17的上下端面所受压力相等，维持浮动芯5-17在浮动芯通孔5-13中的位置不变。通过单向阀5-4、5-7、5-12、5-15进入浮动芯通孔5-13上、下腔中的液体分别从浮动芯5-17上、下端面上设置的小孔流出，如图2所示，在浮动芯5-17的上端面设有一个将浮动芯通孔5-13上腔和横向通道5-18连通的小孔，在浮动芯5-17的下端面设有一个将浮动芯通孔5-13下腔和横向通道5-18连通的小孔。

另外，在浮动芯通孔5-13中，浮动芯5-17的上、下两端还各设有一个弹簧5-5、5-13，弹簧5-5的上端连接在电磁铁5-6上，下端连接在浮动芯5-17的上端面，弹簧5-13的上端连接在浮动芯5-17的下端面，下端连接在电磁铁5-14上。

如图2所示，阀体5-21的上端面上设有上螺旋槽5-19，活塞杆4的末端插入上螺旋槽5-19中与上螺旋槽5-19为螺纹连接，活塞杆4的末端面上还设有用于固定阀体5-21上端面上的电磁铁5-6的凹孔。在活塞杆4与阀体5-21的上端面之间设有一流通阀片13，流通阀片13用于覆盖住主阻尼通道5-9，活塞杆4上设有用于轴向定位的轴肩，流通阀片13固定在轴肩和阀体5-21的上端面之间。如图2所示，阀体5-21的下端面上设有下螺旋槽5-20，拧盖15插入下螺旋槽5-20中与下螺旋槽5-20为螺纹连接，拧盖15上还设有用于固定阀体5-21下端面上的电磁铁5-14的凹孔。阀体5-21的下端设有一复原阀片14，复原阀片14用于覆盖住主阻尼通道5-1，复原阀片14通过拧盖15上的台阶面和阀体5-21的下端面夹紧固定。流通阀片13和复原阀片14的作用和结构与现有技术的相同。

减振器的控制系统c包括传感器1、ECU2（电子控制单元）和执行装置3。该传感器1是指安装在汽车上的各种传感器，用于在汽车行驶时提取汽车的运行状态信号，传感器1和执行装置3与ECU2连接，传感器1将信号传递至ECU2，ECU2将收到的信号经过处理和分析后，将处理后的信号输入执行装置3，执行装置3将信号转化为电流大小不同的交流电流信号输入给电磁阀5中的两个电磁铁5-6、5-14。

如图1所示，执行装置3是通过活塞杆4的内孔中设置的线束与电磁阀5连接。

本减振器的电磁阀5在通电和断电条件下均可工作，安全有效。在控制系统c控制电磁阀5断电情况下，减振器可以正常工作，其阻尼大小保持不变，在控制系统c控制电磁阀5通电情况下，本减振器的阻尼可在一定范围内实现无极调节，即本减振器可以有两种工作模式：断电模式和通电模式。

如下为减振器在断电模式下的工作过程:

电磁阀55将工作缸8分成上腔室a和下腔室b两个部分，电磁阀55中的浮动芯5-17在浮动芯通孔5-13中的位置保持固定，浮动芯5-17中的横向通道5-18与大阻尼通道5-2和5-10之间开口重合的面积大小，应根据汽车减振器在一般使用条件下的阻尼大小来确定。

（1）当减振器处于压缩状态时，下腔室b中的液体经过复原阀片14后依次通过电磁阀5中的主阻尼通道5-1→大阻尼通道5-2→横向通道5-18→大阻尼通道5-10→主阻尼通道5-9→流通阀片13→上腔室a，同时由于活塞杆4占据了上腔室a的一部分空间，下腔室b中减少的液体多余上腔室a增加的液体，一部分液体推开压缩阀7-3经出油孔7-1进入储油筒6；下腔室b中的液体同时经过阻尼小孔5-3和5-16推开单向阀5-4和5-15分别进入浮动芯通孔5-13的上腔室和下腔室，液体对浮动芯5-17的上下端面产生了压力，两个作用力大小相等、方向相反，所以电磁阀5中的浮动芯5-17在浮动芯通孔5-13中的位置保持固定，从而减振器的压缩阻尼系数不变。

（2）当减震器处于伸张状态时，上腔室a中的液体经过流通阀片13后依次通过电磁阀5中的主阻尼通道5-9→大阻尼通道5-10→横向通道5-18→大阻尼通道5-2→主阻尼通道5-1→复原阀片14→下腔室b，同时由于上腔室a减少的容积少于下腔室b增加的容积，一部分液体经出油孔7-1推开补偿阀7-2进入下腔室b；上腔室a中的液体同时经过阻尼小孔5-8、5-11推开单向阀5-7、5-12分别进入浮动芯通孔5-13的上腔和下腔，液体对浮动芯5-17的上下端面产生力了压力，但两个作用力大小相等、方向相反，所以电磁阀5中的浮动芯5-17在浮动芯通孔5-13中的位置保持固定，从而减振器的伸张阻尼系数不变。

如下为减振器在通电模式下的工作过程:

（1）当减震器处于压缩状态时，下腔室b中的液体经过复原阀片14后依次通过电磁阀5中的主阻尼通道5-1→大阻尼通道5-2→横向通道5-18→大阻尼通道5-10→主阻尼通道5-9→流通阀片13→上腔室a，同时压缩阀7-3打开，下腔室b中的部分液体流入储油筒6，且下腔室b中的液体还经过阻尼小孔5-3、5-16推开单向阀5-4、5-15分别进入浮动芯通孔5-13的上腔和下腔，液体对浮动芯5-17的上下端面产生了压力，但两个作用力大小相等、方向相反，且安装在汽车上的各种传感器1在汽车行驶时提取汽车的运动状态信号，再将信号输入ECU2中，ECU2将收到的信号经过处理和分析后，将处理后的信号输入执行装置3中，执行装置3将信号转化为电流大小不同的交流电流信号输入给电磁阀5中的电磁铁5-14和5-6，使电磁铁5-14和5-6对浮动芯5-17的引力发生变化，使浮动芯5-17在浮动芯通孔5-13中的位置发生改变，使浮动芯5-17中的横向通道5-18与大阻尼通道5-2和5-10之间开口重合的面积的大小发生改变，从而改变减振器的压缩阻尼系数。

（2）当减振器处于伸张状态时，上腔室a中的液体经过流通阀片13后依次通过电磁阀5中的主阻尼通道5-9→大阻尼通道5-10→横向通道5-18→大阻尼通道5-2→主阻尼通道5-1→复原阀片14→下腔室b，同时补偿阀7-2打开，储油筒6中的部分液体流入下腔室b，且上腔室a中的液体还经过阻尼小孔5-8、5-12推开单向阀5-7、5-12分别进入浮动芯通孔5-13的上腔和下腔，液体对浮动芯5-17的上下端面产生了压力，但两作用力大小相等、方向相反。传感器1在汽车行驶时提取汽车的运动状态信号，信号经控制芯片ECU2、执行装置3后，以电流大小不同的交流电流信号输入给电磁阀5中的电磁铁5-14和5-6，使电磁铁5-14和5-6对浮动芯5-17的引力发生变化，使浮动芯5-17在浮动芯通孔5-13中的位置发生改变，使浮动芯5-17中的横向通道5-18与大阻尼通道5-2和5-10之间开口重合的面积的大小发生改变，从而改变减振器的伸张阻尼系数。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车阻尼可调减振器，包括储油筒、工作缸、活塞杆，其特征在于：还包括位于所述工作缸内的连接在所述活塞杆末端的电磁阀和与电磁阀连接的控制其改变阻尼系数的控制系统，电磁阀与工作缸紧密接触且将工作缸分为上、下两个腔室。

2.根据权利要求1所述的汽车阻尼可调减振器，其特征在于：所述电磁阀包括圆柱形的阀体和能够上下直线移动的浮动芯，阀体的中心处设有沿轴向贯穿的浮动芯通孔，浮动芯位于浮动芯通孔中并将浮动芯通孔分为上、下两个腔室，阀体的上端面和下端面上在浮动芯通孔的孔口位置处各设有一个与所述控制系统为电连接的电磁铁，阀体上设有分别从上端面和下端面开始朝向阀体内部延伸的两个主阻尼通道，主阻尼通道与浮动芯通孔的两个腔室之间各设有一个小阻尼孔，小阻尼孔中设有阻止工作介质进入主阻尼通道的单向阀，两个主阻尼通道各通过一个大阻尼通道与浮动芯通孔连通，两个大阻尼通道为同轴且分布在浮动芯通孔的两侧，浮动芯中设有一个沿横向贯穿的横向通道，横向通道与大阻尼通道的轴线相平行，两个大阻尼通道的端部开口与横向通道的端部开口能够部分重合或者完全重合，浮动芯的上、下两端还设有弹性元件。

3.根据权利要求2所述的汽车阻尼可调减振器，其特征在于：所述主阻尼通道的孔径比小阻尼孔的孔径大。

4.根据权利要求3所述的汽车阻尼可调减振器，其特征在于：所述活塞杆与所述阀体的上端面之间设有流通阀片，阀体的下端面上设有复原阀片。

5.根据权利要求4所述的汽车阻尼可调减振器，其特征在于：所述阀体的上端面上设有螺旋槽，所述活塞杆的末端插入螺旋槽中与螺旋槽螺纹连接，活塞杆的末端面上还设有用于固定所述阀体上端面上的电磁铁的凹孔。

6.根据权利要求5所述的汽车阻尼可调减振器，其特征在于：所述复原阀片通过一拧盖固定在所述阀体上，阀体的下端面上设有螺旋槽，拧盖插入螺旋槽中与螺旋槽螺纹连接，拧盖上还设有用于固定所述阀体下端面上的电磁铁的凹孔。

7.根据权利要求6所述的汽车阻尼可调减振器，其特征在于：所述弹性元件为弹簧，弹簧一端连接在电磁铁，另一端连接在浮动芯的端面。

8.根据权利要求2至7任一所述的汽车阻尼可调减振器，其特征在于：所述控制系统包括用于提取汽车运行状态信号的传感器、ECU和执行装置，传感器和执行装置与ECU连接，传感器将信号传递至ECU，ECU将收到的信号经过处理和分析后，将处理后的信号输入执行装置，执行装置将信号转化为电流大小不同的交流电流信号输入给电磁阀中的两个电磁铁。

9.根据权利要求8所述的汽车阻尼可调减振器，其特征在于：所述执行装置通过所述活塞杆内设置的线束与所述电磁阀连接。

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