CN104204601A - 具有可调节回弹阀组件的液压阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液压阻尼器(1)，特别涉及机动车辆悬挂阻尼器(1)，包括至少一个充有工作液的管(2)，管(2)的内部设有能滑动的活塞组件(3)，以将管(2)分为压缩室(8)和回弹室(7)，活塞组件(3)与通过密封杆导承(5)被引导至阻尼器外部的活塞杆相连接，并设有回弹阀组件(9)和压缩阀组件(10)，以在阻尼器的回弹冲程和压缩冲程期间控制工作液穿过活塞组件(3)的流动，其中，活塞组件包括：本体(31)，该本体(31)固定于活塞杆并设有至少一个用于使工作液在回弹室(7)与活塞本体内的内室(313)之间自由流动的通道(311)；孔板(33)，该孔板(33)设有通过回弹流动装置和用于覆盖通过回弹流动装置的压缩侧的回弹阀装置；保持架构件(34)，该保持架构件(34)在活塞组件(3)的压缩侧固定于活塞组件(3)，设有至少一个用于使得工作液在压缩室(8)与所述保持架构件的内室(344)之间自由流动的通道(341，343)；以及压缩弹簧(95)，该压缩弹簧(95)在保持架构件(34)的压缩侧和回弹阀装置之间预紧，对回弹阀装置施加力，以使通过回弹流动装置的压缩侧处于常闭状态。为提高一个生产批次内以及相同操作条件下的阻尼器的操作特性，并为了改善阻尼器调节选项，孔板(33)还设有轴向突起(334)，并且通过回弹流动装置呈现为围绕轴向突起(334)设置的多个回弹流动通道(332)，并且回弹阀装置包括可滑动地叠置穿设在轴向突起(334)上的偏转盘(91)和椭圆盘(92)。

Description

具有可调节回弹阀组件的液压阻尼器
技术领域
本发明涉及一种液压阻尼器，特别涉及一种机动车辆悬挂阻尼器，包括至少一个充有工作液的管，管的内部设有能滑动的活塞组件，以将管分为压缩室和回弹室，该活塞组件与通过密封杆导承被引导至阻尼器外部的活塞杆相连接，并设有回弹阀组件和压缩阀组件，以在阻尼器的回弹冲程和压缩冲程期间控制工作液穿过活塞组件的流动，其中，活塞组件包括：本体，该本体固定于活塞杆并设有至少一个用于使工作液在回弹室与所述活塞本体内的内室之间自由流动的通道；孔板，该孔板设有通过回弹流动装置和用于覆盖通过所述回弹流动装置的压缩侧的回弹阀装置；保持架构件，该保持架构件在活塞组件的压缩侧固定于活塞组件，设有至少一个用于使得工作液在压缩室与所述保持架构件的内室之间自由流动的通道；以及压缩弹簧，该压缩弹簧在所述保持架构件的压缩侧和所述回弹阀装置之间预紧，对所述回弹阀装置施加力，以使所述通过回弹流动装置的压缩侧处于常闭状态。
背景技术
例如在欧洲专利说明书EP 1 241 372 B1或美国专利说明书US 3,621,949公开了这样一种液压阻尼器，所述通过回弹流动装置是一沿阻尼器的轴线且居中贯通孔板延伸的回弹流动通道，并且所述回弹阀装置是大致刚性的盘。这种阻尼器在阻尼器的回弹冲程期间提供放水(blow-off)特性，以实现取决于活塞组件速度的不同阻尼力系数：对于例如在车辆转弯操作期间表现出的低速度情形，阻尼力迅速增大，而对于例如当车辆行驶过巨石铺路时表现出的较大活塞速度，阻尼器提供了较小的阻尼力增大系数，从而在回弹冲程期间提供了阻尼力-活塞速度曲线的大致S形特性。
这种阻尼器的针对回弹冲程的阻尼力-活塞速度特性包括两个大致呈线性且不同倾角的部分，其中第一部分的倾角大于第二部分的倾角，第一部分的倾角与通过活塞组件的压缩阀组件的工作液的基本回弹流动有关，而第二倾角主要由开启的放水回弹阀组件的中央回弹流动通道产生的工作流体流动限制确定。
阻尼器的这种阻尼力-速度特性转变点被称为拐点(knee point)。然而，在这种类型的放水回弹阀组件中，在位于中央的大致刚性的盘被压缩弹簧预紧的情况下，由于刚性盘的周缘上的弹簧反作用力具有很大的差别，因而这种回弹阀组件的开度力矩的可重复性相对较低，导致拐点位置的不确定性，并且导致可观测的力-速度特性相对于理论特性发生了不可预测的偏离。此外，在如上所述的现有技术阻尼器中，通过恰当选择压缩弹簧的刚度和预紧力，仅可调整该特性的第二部分的倾角和拐点的位置。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种液压阻尼器，该液压阻尼器具有带有放水阀的回弹阀装置，使得相同生产批次内以及相同操作条件下的液压阻尼器都拥有大致相同的操作特性。本发明的另一个目的在于提供一种液压阻尼器，其能够调整在回弹冲程期间液压阻尼器的操作特性，并比现有技术中已知的液压阻尼器具有更高的调节范围。
为实现上述的及其他目的，在最开始提到的根据本发明的液压阻尼器中，所述孔板还设有轴向突起，并且所述通过回弹流动装置呈现为围绕所述轴向突起设置的多个回弹流动通道，并且所述回弹阀装置包括可滑动地叠置穿设在所述轴向突起上的偏转盘和椭圆盘。
优选地，所述回弹阀装置还包括弹簧座，该弹簧座穿设在所述孔板的轴向突起上且可滑动地设置在所述椭圆盘上，且具有一大致圆筒形的套筒部分。该弹簧座使弹簧作用在椭圆盘圆周上的作用力相等。
更优选地，所述回弹阀装置还包括位于弹簧座的内部环形凹槽中的O形密封圈。O形密封圈改善活塞单元的组装性，并提供另一个调节参数。
优选地，所述保持架构件具有内套筒，该内套筒限定了用于压缩弹簧的导向部。导向部改善弹簧的定位，并因此增加在相同操作条件内的阻尼器特性的重复性。
优选地，所述回弹流动通道绕所述孔板的轴向突起等角间隔设置。
优选地，所述压缩弹簧为波形弹簧，以进一步使弹簧作用在椭圆盘圆周上的作用力相等。
在本说明书中关于阻尼器的特殊元件所使用的术语“回弹”，是指这些元件或者这些特殊元件的零件朝向活塞杆，或者就工作液的流动方向而言，指工作液在阻尼器的回弹冲程期间的流动方向。类似地，在本说明书中关于阻尼器的特殊元件所使用的术语“压缩”，是指这些元件或者这些特殊元件的零件背向活塞杆，或者就工作液的流动方向而言，是指在阻尼器的压缩冲程工作液的流动方向。
附图说明
以下，将结合附图阐释本发明的原则和示例性实施方式。
图1是双管液压阻尼器的横截面示意图，示出了其主要部件，并具有本发明的活塞组件的一实施例；
图2是图1中所示的活塞组件的分解立体图；
图3是图1中所示的活塞组件的横截面示意图；
图4a和图4b是如图3中所示的回弹阀组件分别在第一和第二操作模式下的放大横截面示意图；以及
图5示意性地例示了根据本发明原理构造的液压阻尼器的阻尼力-活塞速度特性的调整参数。
具体实施方式
图1中所示的液压阻尼器1是双管阻尼器的示例。在充有工作液的内管2的内部，设有能滑动的活塞组件3。活塞组件3与活塞杆4相连接，该活塞杆4通过密封的活塞杆导承5被轴向引导至阻尼器1的外部。在管2的另一端，设有一基座阀组件6。活塞组件3与管2的内表面滑动配合，并将管2分为回弹室7和压缩室8。活塞组件3还包括具有流动通道的回弹阀组件9和压缩阀组件10，以在阻尼器1的回弹冲程及压缩冲程期间控制工作液穿过活塞组件3的流动。基座阀组件6还设有具有流动通道的回弹阀组件和压缩阀组件，以控制工作液在压缩室8与形成在阻尼器1的内管2和外管12之间的储存室11之间的流动。
如图2和图3所示，活塞组件3包括以任何合适的方式(例如，旋拧)固定于活塞杆4的中空本体31，本体31还设有通道311，通道311使得工作液在回弹室7和内室313之间自由流动，并通过回弹阀组件9或压缩阀组件10流至压缩室8。本体31设有由铁氟龙材料制成的环形外密封圈32，该环形外密封圈32与内管2的内表面密封滑动配合。
而且，活塞组件3包括呈圆柱形的孔板33，孔板33设有多个等角间隔设置的压缩流动通道333、多个等角间隔设置的回弹流动通道332以及轴向突起334，回弹流动通道332位于压缩流动通道333的径向内侧。
活塞组件3由保持架构件34闭合，保持架构件34通过将本体31的环形唇部312紧固在保持架构件34的环形边缘上而固定于本体31。保持架构件34还设有内套筒342以及轴向通道343，正如后面将要解释的，该内套筒342用于导向压缩弹簧95。通道343以及多个形成于保持架构件34的侧壁上的通道341使得工作液在压缩室8与保持架构件34的内室344之间自由流动，并通过回弹阀组件9或压缩阀组件10流至回弹室7。
设置在本体31内部的压缩阀组件10包括弹簧元件101和能偏转的浮动盘102。位于内室313的回弹侧与浮动盘102之间的弹簧元件101压设在浮动盘102上，以使孔板33内的压缩流动通道333的回弹侧处于常闭状态。
活塞组件3中的回弹阀组件9包括工作偏转盘91、椭圆盘92、弹簧座94以及位于弹簧座94的内部环形凹槽941中的O形密封圈93，工作偏转盘91、椭圆盘92、弹簧座94全部可滑动地设置在轴向突起334上。弹簧座94具有大致呈圆筒形的套筒部分942，套筒部分942的内径略大于轴向突起334的外径。压缩弹簧95设置在活塞组件3的保持架构件34和弹簧座94之间，并且在将活塞组件3元件安装在一起之后便预紧，以使孔板33中的回弹流动通道332的压缩侧处于常闭状态。
在阻尼器的压缩冲程期间，工作液从压缩室8起流动，穿过保持架构件34的轴向通道343和环形通道341，然后穿过圆柱孔板33中的压缩流动通道333。在压缩室8内的工作液的压力下，浮动盘102反抗弹簧元件101，被推动离开通道333的回弹侧，以使得工作液通过通道311流向回弹室7。在阻尼器的压缩冲程期间，弹簧元件101的反作用提供了阻尼器的复原力，该反作用取决于活塞杆4的速度。
图4a、图4b和图5描述了在阻尼器的回弹冲程期间回弹阀组件9的两种操作模式。
如图4a中所示，通过回弹流动通道332作用在偏转盘91的回弹表面上的工作液的压力，导致偏转盘91在椭圆盘92的边缘上产生偏转，并产生窄隙96，以实现工作液通过回弹流动通道332流向保持架构件34的内室344的受限流动。这是回弹阀组件9的第一种操作模式，对应于处于活塞组件3的慢速度，表现为阻尼力增大系数(alpha_A1)取决于活塞组件3的速度。
在达到某个预定的活塞速度阀值(V_A)例如0.2至0.5m/s之后，当偏转至极限的盘91的回弹表面下的压力超过压缩弹簧95的预紧力和O形密封圈93的摩擦力时，回弹阀组件9切换至第二种操作模式。在该第二种操作模式下，回弹流动通道332的压缩侧与盘91的回弹表面之间的间隙更大，这样回弹阀组件9产生的限制更小了，并且与活塞组件3的速度有关的阻尼力增大系数(alpha_A2)实质上小于第一系数(alpha_A1)。
根据本发明的回弹阀组件9不仅能够调整阻尼器的阻尼力-速度特性的曲线拐点，而且还能调整与阻尼器1的两种不同操作模式对应的各个系数“alpha_A1”和“alpha_A2”。
第一种操作模式(alpha_A1)可以尤其通过恰当选择椭圆盘92的宽度和直径、偏转盘91的宽度和弹性以及弹簧座94的外径来进行调节。速度阀值(V_A)可以尤其通过恰当选择弹簧95的弹性以及O形密封圈93的尺寸和材料来进行调节。第二种操作模式(alpha_A2)可以尤其通过恰当选择圆柱孔板33中的回弹流动通道332的数量和面积来进行调节。
本发明的上述实施方式仅仅是示例性的。附图不一定是按照比例的，且某些特征可能被夸大或最小化。然而，这些和其他因素不应当被认为是对本发明的精神的限制，本发明的预期的保护范围在所附的权利要求中阐明。

Claims (10)

1.一种液压阻尼器，特别是一种机动车辆悬挂阻尼器(1)，包括至少一个充有工作液的管(2)，所述管(2)的内部设有能滑动的活塞组件(3)，以将所述管(2)分为压缩室(8)和回弹室(7)，该活塞组件(3)与通过密封杆导承(5)被引导至所述阻尼器外部的活塞杆相连接，并设有回弹阀组件(9)和压缩阀组件(10)，以在所述阻尼器的回弹冲程和压缩冲程期间控制工作液穿过所述活塞组件(3)的流动，其中，所述活塞组件(3)包括：本体(31)，该本体(31)固定于所述活塞杆并设有至少一个用于使工作液在所述回弹室(7)与所述活塞本体内的内室(313)之间自由流动的通道(311)；孔板(33)，该孔板(33)设有通过回弹流动装置和用于覆盖所述通过回弹流动装置的压缩侧的回弹阀装置；保持架构件(34)，该保持架构件(34)在所述活塞组件(3)的压缩侧固定于所述活塞组件(3)，设有至少一个用于使得工作液在所述压缩室(8)与所述保持架构件的内室(344)之间自由流动的通道(341，343)；以及压缩弹簧(95)，该压缩弹簧(95)在所述保持架构件(34)的压缩侧和所述回弹阀装置之间预紧，对所述回弹阀装置施加力，以使所述通过回弹流动装置的压缩侧处于常闭状态，其特征在于，所述孔板(33)还设有轴向突起(334)，并且所述通过回弹流动装置呈现为围绕所述轴向突起(334)设置的多个回弹流动通道(332)，并且，所述回弹阀装置包括偏转盘(91)和椭圆盘(92)，该偏转盘(91)和椭圆盘(92)可滑动地叠置穿设在所述轴向突起(334)上。
2.根据权利要求1所述的液压阻尼器，其特征在于，所述回弹阀装置还包括弹簧座(94)，该弹簧座(94)穿设在所述孔板(33)的轴向突起(334)上且可滑动地设置在所述椭圆盘(92)上，所述弹簧座(94)具有大致呈圆筒形的套筒部分(942)。
3.根据权利要求2所述的液压阻尼器，其特征在于，所述回弹阀装置还包括O形密封圈(93)，该O形密封圈(93)位于所述弹簧座(94)的内部环形凹槽(941)中。
4.根据权利要求1或2或3所述的液压阻尼器，其特征在于，所述保持架构件(34)具有内套筒(342)，所述内套筒(342)限定了用于所述压缩弹簧(95)的导向部。
5.根据上述权利要求中的任意一项所述的液压阻尼器，其特征在于，所述回弹流动通道(332)围绕所述孔板(33)的所述突起(334)等角间隔设置。
6.根据上述权利要求中的任意一项所述的液压阻尼器，其特征在于，所述压缩弹簧(95)为波形弹簧。
7.根据上述权利要求中的任意一项所述的液压阻尼器，其特征在于，所述阻尼器在回弹冲程期间对应于低活塞组件(3)速度范围的第一操作模式(alpha_A1)，能够通过从所述椭圆盘(92)的宽度和直径、所述偏转盘(91)的宽度和弹性以及所述弹簧座(94)的外径中选择的至少一个参数来调节。
8.根据上述权利要求中的任意一项所述的液压阻尼器，其特征在于，所述阻尼器在回弹冲程期间对应于高活塞组件(3)速度范围的第二操作模式(alpha_A2)，能通过从所述圆柱形孔板(33)中的所述回弹流动通道(332)的数量和面积中选择的至少一个参数来调节。
9.根据上述权利要求中的任意一项所述的液压阻尼器，其特征在于，所述阻尼器在回弹冲程期间的所述第一操作模式(alpha_A1)和所述第二操作模式((alpha__A2)之间的速度阀值(V_A)，能通过从所述压缩弹簧(95)的弹性以及所述O形密封圈(93)的尺寸和材料中选择的至少一个参数来调节。
10.根据上述权利要求中的任意一项所述的液压阻尼器，其特征在于，所述液压阻尼器为单管阻尼器或双管阻尼器。
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