CN103620257A - 低噪音阀组件 - Google Patents

Abstract

一种减震器包括阀组件，该阀组件包括接合由阀体限定的内阀槽脊和外阀槽脊的阀盘。内阀槽脊为非圆形的阀槽脊，从而所述内阀槽脊和所述外阀槽脊之间的径向尺寸基于该径向尺寸的周向位置变化。变化的径向尺寸为阀组件提供了渐进的阀打开。

Description

低噪音阀组件

技术领域

本公开总地来说涉及在诸如用于机动车辆的悬架系统之类的悬架系统中使用的液压阻尼器或减震器。更具体地，本公开涉及一种阀组件，该阀组件在阀盘上具有用于控制阀组件的打开的偏心压力区域。

背景技术

本部分提供与本公开内容有关的背景信息，其未必为现有技术。

减震器与汽车悬架系统结合使用，以吸收行驶过程中产生的多余的振动。为了吸收这种多余的振动，减震器通常连接在汽车的簧上部分（车身）和簧下部分（悬架）之间。活塞位于减震器的压力筒内，压力筒连接到汽车的簧下部分。活塞通过延伸穿过压力筒的活塞杆连接到汽车的簧上部分。活塞将压力筒分隔为均被填充有液压流体的上工作室和下工作室。因为在减震器被压缩或伸张时，活塞能够通过阀门系统限制上工作室和下工作室之间的液压流体的流动，所以减震器能够产生抵制振动的阻尼力，否则，振动会从车辆的簧下部分传递到簧上部分。在双筒减震器中，在压力筒和储存筒之间限定了流体储存器或储存室。底阀位于下工作室和储存室之间，也产生抵抗振动的阻尼力，否则，振动会从车辆的簧下部分传递到汽车的簧上部分。

如上所述，对于双筒减震器，当减震器伸张时，活塞上的阀门系统限制阻尼流体在上工作室和下工作室之间的流动，以产生阻尼载荷。当减震器被压缩时，底阀上的阀门系统限制阻尼流体在下工作室和储存室之间的流动，以产生阻尼载荷。对于单筒减震器，当减震器伸张或压缩时，活塞上的阀门系统限制阻尼流体在上工作室和下工作室之间的流动，以产生阻尼载荷。在行驶过程中，悬架系统在颠簸（压缩）和回弹（伸张）中移动。在颠簸移动期间，减震器被压缩，导致阻尼流体移动通过双筒减震器中的底阀或通过单筒减震器中的活塞上的活塞阀。位于底阀或活塞上的阻尼阀控制阻尼流体的流动，从而产生阻尼力。在回弹移动期间，减震器被伸张，在双筒减震器和单筒减震器中均导致阻尼流体移动通过的活塞。位于活塞上的阻尼阀控制阻尼流体的流动，从而产生阻尼力。

在双筒减震器中，活塞和底阀通常包括多个压缩通道和多个伸张通道。在双筒减震器中在颠簸移动期间，底阀上的阻尼阀打开底阀中的压缩通道，以控制流体流动并产生阻尼载荷。活塞上的流体阀打开活塞中的压缩通道，以替换上工作室中的阻尼流体，但是该单向阀对于整体阻尼载荷没有贡献或只有部分贡献。在压缩或颠簸移动期间，活塞上的阻尼阀关闭活塞的伸张通道，底阀上的流体阀关闭底阀的伸张通道。在双筒减震器中在反弹移动期间，活塞上的阻尼阀打开活塞中的伸张通道，以控制流体流动并产生阻尼载荷。底阀上的流体阀打开底阀中的伸张通道，以替换下工作室中的阻尼流体，但是该流体阀对于整体阻尼载荷没有贡献或只有部分贡献。

在单筒减震器中，活塞通常包括多个压缩通道和多个伸张通道。减震器也可以包括如本领域中已知的用于补偿流体的杆体积流量的装置。在单筒减震器中在颠簸移动期间，活塞上的压缩阻尼阀打开活塞中的压缩通道，以控制流体流动并产生阻尼载荷。在颠簸移动期间，活塞上的伸张阻尼阀关闭活塞的伸张通道。在单筒减震器中在回弹移动期间，活塞上的伸张阻尼阀打开活塞中的伸张通道，以控制流体流动并产生阻尼载荷。在回弹移动期间，活塞上的压缩阻尼阀关闭活塞的压缩通道。

对于大多数的阻尼器，阻尼阀被设计为通常的闭/开阀，即使一些阀可包括阻尼流体的泄放流动。由于这种闭/开设计，可能会出现压力振荡。这些压力振荡可能导致由减震器产生的高频振动，这可能产生不期望的干扰。

发明内容

本部分提供本公开的大致总结，并非其全部范围或其全部特征的全面公开。

用于减震器的阀组件包括阀盘，阀盘抵靠形成在阀体上的内密封槽脊（land）和外密封槽脊。流体压力内密封槽脊和外密封槽脊之间的区域作用于阀盘，以使阀盘移动离开密封槽脊。内密封槽脊和外密封槽脊之间的距离在径向上变化，这与内密封面和外密封面之间的周向位置相关联。这控制了阀组件的初始打开。然后，随着流体压力增加，阀盘的另外周向区域将打开，直到阀盘的整个周向区域打开。

进一步的适用领域从在此提供的描述将变得明显。在该发明内容中的描述和特定示例仅用于例示的目的，并非意欲限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于所选实施例而不是所有可能实施方式的例示目的，并且不意欲限制本公开的范围。

图1是具有包括了根据本公开的阀设计的减震器的汽车的示意图；

图2是包括根据本公开的阀设计的图1的双筒减震器的部分为横截面的侧视图；

图3是图2所示的减震器的活塞组件的部分为横截面的放大侧视图；

图4是图2所示的减震器的底阀组件的部分为横截面的放大侧视图；

图5是图3所示的活塞组件的活塞体的俯视图；

图6是图4所示的底阀组件的阀体的俯视图；和

图7是在图3所示的活塞组件和图4所示底阀组件中使用的阀盘的俯视图。

相应的附图标记在附图的数个视图中始终指示相应的部件。

具体实施方式

现在将参照附图更完全地描述示例实施例。

下面的描述本质上仅仅是示例性的，并不意欲限制本公开、应用或用途。图1中示出包括悬架系统的车辆，该悬架系统具有减震器，每一个减震器均包括根据本发明的活塞组件，车辆总地由附图标记10表示。车辆10包括后悬架12、前悬架14和车身16。后悬架12具有适于操作性地支撑一对后轮18的横向延伸的后轴组件（未示出）。后轴借助一对减震器20和一对弹簧22被附接到车身16。类似地，前悬架14包括用于操作性地支撑一对前轮24的横向延伸的前轴组件（未示出）。前轴组件借助一对减震器26和一对弹簧28被附接到车身16。减震器20和26用于缓冲车辆10的簧下部分（即前悬架12和后悬架14）相对于簧上部分（即，车身16）的相对运动。虽然车辆10已经被描绘为具有前轴组件和后轴组件的客车，但是减震器20和26可被用于其它类型的车辆和/或其它类型的应用中，包括但不限于包含非独立前悬架系统和/或非独立后悬架系统的车辆、包含独立前悬架系统和/或独立后悬架系统的车辆或者本领域已知的其它悬架系统。而且，在此使用的术语“减震器”是指一般而言的阻尼器，因而将包括麦弗逊支柱和本领域中已知的其它阻尼器设计。

现在参见图2，更详细地示出减震器20。虽然图2仅例示了减震器20，但应当理解的是，减震器26也包括下面描述的用于减震器20的阀设计。减震器26与减震器20的区别仅在于其适于被连接到车辆10的簧上质量和簧下质量的方式。减震器20包括压力筒30、活塞组件32、活塞杆34、储存筒36和底阀组件38。

压力筒30限定工作室42。活塞组件32被能滑动地设置在压力筒30中，并将工作室42分隔成上工作室44和下工作室46。密封件48被设置在活塞组件32与压力筒30之间，以允许活塞组件32相对于压力筒30滑动移动，而不会产生不适当的摩擦力，并从上工作室44和下工作室46。活塞杆34被附接到活塞组件32，并延伸穿过上工作室44，并穿过关闭压力筒30的上端的上端盖50。密封系统密封上端盖50、储存筒36和活塞杆34之间的界面。活塞杆34的与活塞组件32相反的端部适于被紧固到车辆10的簧上质量。活塞组件32内的阀门系统操作控制在活塞组件32在压力筒30内移动期间流体在上工作室44和下工作室46之间的运动。由于活塞杆34仅延伸穿过上工作室44而不穿过下工作室46，所以活塞组件32相对于压力筒30的移动引起在上工作室44中排出的流体的量和在下工作室46中排出的流体的量的差。排出的流体量的差被称为“杆体积”，其流动通过底阀组件38。

储存筒36围绕压力筒30，以限定位于筒30和36之间的流体储存室52。储存筒36的底端由底盖54封闭，底盖54适于被连接到车辆10的簧下质量。储存筒36的上端被附接到上端盖50。底阀组件38被设置在下工作室46与储存室52之间，以控制流体在室46和52之间的流动。当减震器20在长度上伸张时，由于“杆体积”概念，下工作室46中需要额外体积的流体。因此，流体将如下面描述的那样从储存室52通过底阀组件38流动到下工作室46。当减震器20在长度上压缩时，由于“杆体积”概念，过量的流体必须从下工作室46移除。因此，流体将如下面描述的那样从下工作室46通过底阀组件38流动到储存室52。

现在参见图3，活塞组件32包括阀体60、压缩阀组件62和回弹阀组件64。压缩阀组件62被组装为抵靠活塞杆34上的肩部66。阀体60被组装为抵靠压缩阀组件62，回弹阀组件64被组装为抵靠阀体60。螺母68将这些部件紧固到活塞杆34。

阀体60限定多个压缩通道70和多个回弹通道72。密封件48包括多个肋74，多个肋74和多个环形槽76配合，以允许活塞组件32的滑动移动。

压缩阀组件62包括支撑垫圈78、阀盘80和隔离盘82。支撑垫圈78在一端邻接肩部66，在相反端邻接隔离盘82。隔离盘82在一端邻接支撑垫圈78，并在另一端邻接阀盘80。阀盘80在一端邻接隔离盘82，并在另一端邻接阀体60。阀盘80邻接阀体60，并关闭压缩通道70，同时保持回弹通道72打开。在压缩冲程期间，下工作室46中的流体被加压，导致流体压力反作用于阀盘80。当阀盘80上的流体压力克服阀盘80的弯曲载荷时，阀盘80偏转远离阀体60，以打开压缩通道70，并允许流体从下工作室46流动到上工作室44。通常作用于阀盘80的一个小流体压力就将导致阀盘80偏转，压缩阀组件62用作室46和44之间的单向阀，并且不产生阻尼载荷或仅部分地产生阻尼载荷。减震器20在压缩冲程期间的阻尼特性通常是由适应流体由于“杆体积”概念从下工作室46向储存室52的流动的底阀组件38控制的。在回弹冲程期间，压缩通道70被阀盘80关闭。

回弹阀组件64包括隔离件84、多个阀盘86、保持器88和弹簧90。隔离件84被螺纹地接纳在活塞杆34上，并被设置在阀体60和螺母68之间。隔离件84保持阀体60和压缩阀组件62，同时允许拧紧螺母68而不压缩阀盘86。支撑垫圈78、隔离盘82、阀盘80、阀体60和隔离件84提供肩部66和螺母68之间的连续紧密连接，以便于将螺母68拧紧螺母68并紧固到隔离件84，并因此紧固到活塞杆34。阀盘86被滑动地接纳在隔离件84上，并邻接阀体60，以关闭回弹通道72，同时保持压缩通道70打开。保持器88也被滑动地接纳在隔离件84上，并且其邻接阀盘86。弹簧90被组装在隔离件84上，并被设置在保持器88和螺纹地接纳在隔离件84上的螺母68之间。弹簧90使保持器88偏压抵靠阀盘86，并使阀盘86偏压抵靠阀体60。当流体压力被施加到阀盘86时，它们将在外周边缘处弹性偏转，以打开回弹阀组件64。垫片108位于螺母68和弹簧90之间，以控制对于弹簧90的预加载，并因此如下面描述的那样控制泄放压力。因此，对回弹阀组件64的泄放特征的校准和对压缩阀组件62的校准是分开的。

在回弹冲程期间，上工作室44中的流体被加压，导致流体压力反作用于阀盘86。当反作用于阀盘86的流体压力克服了阀盘86的弯曲载荷时，阀盘86弹性偏转，打开回弹通道72，并允许流体从上工作室44流动到下工作室46。阀盘86的强度和回弹通道的尺寸将确定回弹阀组件64的阻尼特性。当上工作室44内的流体压力达到预定水平时，流体压力将克服弹簧90的偏压载荷，从而导致保持器88和多个阀盘86的轴向移动。保持器88和阀盘86的轴向移动完全打开回弹通道72，从而允许大量阻尼流体通过，并产生为防止减震器20和/或车辆10损坏而需要的流体压力的泄放。

参见图4，底阀组件38包括阀体92、压缩阀组件94和回弹阀组件96。压缩阀组件94和回弹阀组件96利用铆钉98或者螺栓和螺母附接到阀体92。阀体92限定多个压缩通道102和多个回弹通道104。

压缩阀组件94包括多个阀盘106，多个阀盘106通过铆钉98偏压抵靠阀体92。在压缩冲程期间，下工作室46中的流体被加压，压缩通道102内的流体压力将通过以与上面描述的用于回弹阀组件64的方式类似的方式偏转阀盘106而最终打开压缩阀组件94。压缩阀组件62将打开，以允许流体从下工作室46流动到上工作室44，仅“杆体积”将流动通过压缩阀组件94。减震器20的阻尼特性由底阀组件38的压缩阀组件94的设计确定。

回弹阀组件96包括支撑垫圈78、阀盘80和隔离盘82。阀盘80邻接阀体92，并关闭回弹通道104。隔离盘82被直接设置在阀盘80和支撑垫圈78之间，支撑垫圈78被直接设置在隔离盘82和铆钉98之间。在回弹冲程期间，下工作室46中的流体的压力减小，导致储存室52中的流体压力反作用于阀盘80。当阀盘80上的流体压力克服阀盘80的弯曲载荷时，阀盘80从阀体92偏转，以打开回弹通道104并允许流体从储存室52流动到下工作室46。通常作用于阀盘80的一个小流体压力就将导致阀盘80偏转，压缩阀组件94用作储存室52与下工作室46之间的单向阀，并且不产生阻尼载荷或仅部分地产生阻尼载荷。回弹冲程的阻尼特性如上面详细描述的那样由回弹阀组件64控制。

虽然回弹阀组件64被例示为具有隔离件84、多个阀盘86、保持器88和弹簧90，但是用压缩阀组件62替换回弹阀组件64也在本公开的范围内。当压缩阀组件62也被用于替换回弹阀组件64时，阀盘80将被重新设计，以使减震器20的阻尼特性在伸张移动期间被保持。

虽然压缩阀组件94被例示为具有多个阀盘106，用回弹阀组件96替换压缩阀组件94也在本公开的范围内。当回弹阀组件96也被用于替换压缩阀组件94时，阀盘80将被重新设计，以使减震器20的阻尼特性在颠簸移动期间被保持。

现在参见图3、图5和图7，更详细地例示压缩阀组件62的部件。如图3和图5所示，阀体60包括外阀槽脊110和内阀槽脊112。外阀槽脊110被例示为圆形槽脊，其中心位于圆形阀体60的中心。内阀槽脊112被例示为具有四个部分A-B、B-C、C-D和D-A的非圆形槽脊。部分A-B是圆形部分，其中心位于阀体60的中心。部分C-D是圆形部分，在图5中，其中心位于与阀体60的中心点的隔开并在其左侧的点处。部分B-C和D-A是部分A-B和C-D之间的过渡部分。部分B-C和D-A可以是内阀槽脊112的线性部分，它们可以是内阀槽脊112的弯曲部分，或者它们可以是产生压缩阀组件62的所需性能而必需的任何形状。阀盘80接合外阀槽脊110和内阀槽脊112的整个上表面。

如图5所公开的那样，外阀槽脊110和内阀槽脊112之间的区域的在阀体60的径向方向上的宽度尺寸基于该宽度尺寸的周向位置而变化。

当流体压力作用于关闭外阀槽脊110和内阀槽脊112之间的区域的阀盘80时，外阀槽脊110和内阀槽脊112之间的区域中具有最大宽度尺寸的部分将由于阀盘80的更大区域被暴露于该流体压力而在阀盘80上施加更大的力。因此，阀盘80的位于阀槽脊110和112之间的区域的最大宽度尺寸处的部分将首先打开，然后是阀盘80的其它部分，这与这些其它部分的宽度尺寸有直接关系。限定压缩阀组件62的开口的曲线可以由外阀槽脊110和内阀槽脊112的形状指定。

如图5所示，多个压缩通道70仅被设置在外阀槽脊110和内阀槽脊112之间的区域的与如下周向位置对应的部分中：在该周向位置，外阀槽脊110和内阀槽脊112之间的宽度尺寸大于外阀槽脊110和内阀槽脊112之间的最小宽度。压缩通道70的这种定位将流体流动和流体压力直接引导到阀盘80的较大宽度尺寸部分，从而确保阀盘80的具有最大宽度尺寸的部分首先打开。

现在参见图4、图6和图7，更详细地例示回弹阀组件96的部件。如图4和图6所示，阀体92包括外阀槽脊110和内阀槽脊112。外阀槽脊110被例示为圆形槽脊，其中心位于圆形阀体92的中心。内阀槽脊112被例示为具有四个部分A-B、B-C、C-D和D-A的非圆形槽脊。部分A-B是圆形部分，其中心位于阀体92的中心。部分C-D是圆形部分，在图6中，其中心位于与阀体92的中心点隔开并在其左侧的点处。部分B-C和D-A是部分A-B和C-D之间的过渡部分。部分B-C和D-A可以是内阀槽脊112的线性部分，它们可以是内阀槽脊112的弯曲部分，或者它们可以是产生压缩阀组件62的所需性能而必需的任何形状。阀盘80接合外阀槽脊110和内阀槽脊112的整个上表面。

如图6所公开的那样，外阀槽脊110和内阀槽脊112之间的区域中在阀体92的径向方向上的宽度尺寸基于该宽度尺寸的周向位置而变化。

当流体压力作用于关闭外阀槽脊110和内阀槽脊112之间的区域的阀盘80时，外阀槽脊110和内阀槽脊112之间的区域中具有最大宽度尺寸的部分由于阀盘80的更大区域被暴露于该流体压力而将在阀盘80上施加更大的力。因此，阀盘80的位于阀槽脊110和112之间的区域中的最大宽度尺寸处的部分将首先打开，然后是阀盘80的其它部分，这与这些其它部分的宽度尺寸有直接关系。限定压缩阀组件62的开口的曲线可以由外阀槽脊110和内阀槽脊112的形状指定。

如图6所示，多个回弹通道104仅被设置在外阀槽脊110和内阀槽脊112之间的区域的与如下周向位置对应的部分中：在该周向位置，外阀槽脊110和内阀槽脊112之间的宽度尺寸大于外阀槽脊110和内阀槽脊112之间的最小宽度。回弹通道104的这种定位将流体流动和流体压力直接引导到阀盘80的较大宽度尺寸部分，从而确保阀盘80的具有最大宽度尺寸的部分首先打开。

虽然压缩阀组件62和回弹阀组件96被例示为夹紧阀盘设计，但是使用本领域中已知的用于减震器的任何其它阀设计也在本公开的范围内，包括但不限于，阀盘通过诸如螺旋弹簧、法兰弹簧或其它偏压构件偏压抵靠活塞体或者阀体的设计。

为了例示和描述的目的，已经提供了实施例的前述描述。其并非意欲穷尽或限制本公开。特定实施例的单独的元件或特征通常不限制于该特定实施例，而是，在可应用的场合，可互换并可在选择的实施例中使用，即使没有特别显示或描述。特定实施例的单独的元件或特征也可以许多方式变化。这种变化不被认为偏离本公开，所有这种更改意欲被包括在本公开的范围内。

Claims (16)

1.一种减震器，包括：

限定流体室的压力筒；

被设置在所述压力筒内的活塞组件，所述活塞组件将所述流体室分隔成上工作室和下工作室；

接合所述活塞组件的第一阀组件，所述第一阀组件包括第一阀体和接合所述第一阀体的第一阀盘；其中

所述第一阀体限定第一外阀槽脊和非圆形的第一内阀槽脊，所述第一阀盘接合所述第一内阀槽脊和所述外阀槽脊。

2.根据权利要求1所述的减震器，其中所述第一外阀槽脊为圆形的阀槽脊。

3.根据权利要求1所述的减震器，其中所述第一内阀槽脊包括第一圆形部分。

4.根据权利要求3所述的减震器，其中所述第一内阀槽脊包括第二圆形部分。

5.根据权利要求4所述的减震器，其中所述第一内阀槽脊包括所述第一圆形部分和所述第二圆形部分之间的过渡部分。

6.根据权利要求4所述的减震器，其中所述第一内阀槽脊包括所述第一圆形部分和所述第二圆形部分之间的第一过渡部分和第二过渡部分。

7.根据权利要求1所述的减震器，其中所述第一内阀槽脊和所述第一外阀槽脊之间的径向尺寸基于所述径向尺寸的周向位置变化。

8.根据权利要求7所述的减震器，其中由所述第一阀体限定的多个通道在周向上位于所述第一内阀槽脊和所述第一外阀槽脊之间的如下位置：在该位置，所述径向尺寸大于所述第一内阀槽脊和所述第一外阀槽脊之间的最小径向尺寸。

9.根据权利要求1所述的减震器，进一步包括：

围绕所述压力筒的储存筒，储存室被限定在所述压力筒和所述储存筒之间；

接合所述底阀组件的第二阀组件，所述第二阀组件包括第二阀体和接合所述第二阀体的第二阀盘；其中

所述第二阀体限定第二外阀槽脊和非圆形的第二内阀槽脊，所述第二阀盘接合所述第二内阀槽脊和所述第二外阀槽脊。

10.根据权利要求9所述的减震器，其中所述第二外阀槽脊为圆形的阀槽脊。

11.根据权利要求9所述的减震器，其中所述第二内阀槽脊包括第一圆形部分。

12.根据权利要求11所述的减震器，其中所述第二内阀槽脊包括第二圆形部分。

13.根据权利要求12所述的减震器，其中所述第二内阀槽脊包括所述第一圆形部分和所述第二圆形部分之间的过渡部分。

14.根据权利要求12所述的减震器，其中所述第二内阀槽脊包括所述第一圆形部分和所述第二圆形部分之间的第一过渡部分和第二过渡部分。

15.根据权利要求9所述的减震器，其中所述第二内阀槽脊和所述第二外阀槽脊之间的径向尺寸基于所述径向尺寸的周向位置变化。

16.根据权利要求15所述的减震器，其中由所述第一阀体限定的多个通道在周向上位于所述第二内阀槽脊和所述第二外阀槽脊之间的如下位置：在该位置，所述径向尺寸大于所述第二内阀槽脊和所述第一外阀槽脊之间的最小径向尺寸。

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