CN104696405B - 具有嵌入物的阻尼器的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有嵌入物的阻尼器的系统和方法。提供用于与阻尼器一起使用的颠簸减震器系统的装置。颠簸减震器系统包括第一支架和具有联接到第一支架的第一末端和第二末端的颠簸减震器。颠簸减震器系统包括在第一位置与颠簸减震器的第二末端间隔分开的柔性撞盖。柔性撞盖包括在第二位置与第二末端接触的第一表面并且限定与第一表面相对的空腔。颠簸减震器系统进一步包括接纳在空腔内的嵌入物。

Description

具有嵌入物的阻尼器的系统和方法

技术领域

本公开一般涉及用于车辆的悬架系统，并且更具体来说，涉及用于具有用于与车辆的悬架系统一起使用的嵌入物的阻尼器的系统和方法。

背景技术

车辆通常配备有包括收缩和扩展以提供车体与底盘之间的柔性相对移动的部件的悬架系统。在正常的驾驶条件期间，这些部件以受控的方式逐渐分散由凸起物、坑洼以及其他路面异常产生的力，这帮助驾驶者维持对车辆的控制并且为乘客提供舒适的驾驶环境。

在某些情况下，车辆可能遇到导致悬架的部件超出弹簧和缓冲装置/支撑杆的设计的工作范围收缩的路面异常（可以称为颠簸）。因此，许多悬架系统使用限制颠簸的冲击载荷管理系统。这些系统通常包括配置成在严重的冲击事件期间接合并且为进一步收缩运动提供“下限”或“限制”的颠簸减震器组件。这些组件可以用来限制例如簧载与非簧载车辆质量之间的颠簸，并且可以方便地位于缓冲装置或支撑杆的主体内。这些整体形成组件通常包括联接到阻尼管的端盖的刚性金属撞板和联接到上支架的颠簸减震器。每一个都沿公共活塞杆对齐并且间隔分开成使得在冲击事件期间，撞盖和颠簸减震器接合从而导致减震器在加载的方向上沿活塞杆轴向地变形。然而，由于撞板的刚性和减震器吸收相关能量的微小容量，使得此配置对冲击载荷提供极小缓冲效应。因此，这些和其他类似受影响的元件（包括底盘架和车辆主体结构）通常被设计有比否则在悬架系统部件更加能量吸收的情况下可能需要的更大的质量和体积的更坚固的构造。

因此，需要提供用于具有用于管理车辆悬架系统中的冲击载荷的嵌入物的阻尼器的系统和方法，其使得能够使用较轻重量的支撑材料而不会不利地影响其他所需的车辆特性（诸如驾驶舒适性或车辆可控性）。此外，本发明的其他所需特征和特性将从结合附图和以上技术领域和背景进行的随后详细描述和随附权利要求变得显而易见。

发明内容

在一个实施例中，提供用于与阻尼器一起使用的颠簸减震器系统的装置。颠簸减震器系统包括第一支架和具有联接到第一支架的第一末端和第二末端的颠簸减震器。颠簸减震器系统包括在第一位置与颠簸减震器的第二末端间隔分开的柔性撞盖。柔性撞盖包括在第二位置与第二末端接触的第一表面并且限定与第一表面相对的空腔。颠簸减震器系统进一步包括接纳在空腔内的嵌入物。

在另一个实施例中，提供用于车辆的悬架系统。悬架系统包括联接到车辆的第一部分并且包括末端的阻尼管以及颠簸减震器系统。颠簸减震器系统包括具有第一末端和第二末端的颠簸减震器。颠簸减震器的第一末端联接到车辆的第二、不同部分。颠簸减震器系统包括联接到阻尼管的末端并且具有与表面间隔分开的外凸缘的刚性撞盖。颠簸减震器系统还包括放置成与颠簸减震器的第二末端相邻并且联接到刚性撞盖的外凸缘的柔性撞盖。颠簸减震器系统包括放置在柔性撞盖与刚性撞盖之间的嵌入物。

本发明包括以下方案：

1. 一种用于与阻尼器一起使用的颠簸减震器系统，包括：

第一支架；

具有联接到第一支架的第一末端和第二末端的颠簸减震器；

在第一位置与颠簸减震器的第二末端间隔分开的柔性撞盖，柔性撞盖包括在第二位置与第二末端接触的第一表面并且限定与第一表面相对的空腔；以及

接纳在空腔内的嵌入物。

2. 如方案1所述的颠簸减震器系统，其中所述嵌入物是基本上环形的。

3. 如方案1所述的颠簸减震器系统，其中所述柔性撞盖围绕阻尼器的一部分安置，并且嵌入物接纳在空腔中以便放置在柔性撞盖与所述阻尼器的一部分之间。

4. 如方案1所述的颠簸减震器系统，其中所述嵌入物由弹性材料构成。

5. 如方案1所述的颠簸减震器系统，其中所述嵌入物由聚氨酯泡沫橡胶构成。

6. 如方案1所述的颠簸减震器系统，其中所述嵌入物包括与第二末端相对的第一末端，其中开口穿过嵌入物从第一末端延伸到第二末端，并且第一末端包括围绕嵌入物的开口的周边限定的凹口，所述凹口与柔性撞盖的空腔合作以将嵌入物联接到柔性撞盖。

7. 如方案6所述的颠簸减震器系统，其中所述嵌入物通过压入配合联接到所述柔性撞盖。

8. 如方案6所述的颠簸减震器系统，其中所述嵌入物的第二末端进一步包括围绕嵌入物的第二末端的周边限定的凹槽。

9. 一种用于车辆的阻尼器，包括：

具有第一末端和第二末端的颠簸减震器；

在第一位置与颠簸减震器的第二末端间隔分开的柔性撞盖，柔性撞盖包括在第二位置与颠簸减震器的第二末端接触的凸缘和限定空腔的底部；

联接到与阻尼器相关的阻尼管的刚性撞盖，柔性撞盖的底部的末端联接到刚性撞盖；以及

接纳在柔性撞盖的空腔内以便放置在柔性撞盖与刚性撞盖之间的嵌入物。

10. 如方案9所述的阻尼器，其进一步包括阻尼管和在阻尼管内可滑动的活塞杆，刚性撞盖联接到阻尼管的末端并且包括用于可滑动地接纳活塞杆的开口，并且活塞杆的可滑动移动将颠簸减震器相对于柔性撞盖从第一位置移动到第二位置。

11. 如方案10所述的阻尼器，其中所述阻尼器进一步包括：

联接到颠簸减震器的第一末端的第一支架；

将阻尼器联接到车辆的一部分的上安装支架，其中第一支架和活塞杆联接到上安装支架；以及

将阻尼器联接到车辆的悬架系统的下安装支架，

其中颠簸减震器限定从第一末端到第二末端的用于接纳活塞杆的第二开口。

12. 如方案9所述的阻尼器，其中所述柔性撞盖限定穿过凸缘的用于可滑动地接纳活塞杆的第三开口，并且底部的末端覆盖刚性撞盖以将柔性撞盖联接到刚性撞盖。

13. 如方案10所述的阻尼器，其中所述嵌入物是基本上环形的并且限定用于可滑动地接纳活塞杆的第四开口。

14. 如方案9所述的阻尼器，其中所述嵌入物由聚氨酯泡沫橡胶构成。

15. 如方案13所述的阻尼器，其中所述嵌入物包括与第二末端相对的第一末端，并且嵌入物的第一末端包括围绕嵌入物的第四开口的周边限定的凹口。

16. 如方案15所述的阻尼器，其中所述柔性撞盖的空腔包括接纳嵌入物的凹口以将嵌入物联接到柔性撞盖的沟槽。

17. 如方案15所述的阻尼器，其中所述嵌入物的第二末端进一步包括围绕嵌入物的第二末端周边限定的凹槽。

18. 如方案9所述的阻尼器，其中所述嵌入物由聚氨酯泡沫橡胶构成。

19. 一种用于车辆的悬架系统，包括：

联接到车辆的第一部分并且包括末端的阻尼管；以及

颠簸减震器系统，包括：

具有第一末端和第二末端的颠簸减震器，第一末端联接到车辆的第二、不同部分；

联接到阻尼管的末端并且具有与表面间隔分开的外凸缘的刚性撞盖；

放置成与颠簸减震器的第二末端相邻并且联接到刚性撞盖的外凸缘的柔性撞盖；以及

放置在柔性撞盖与刚性撞盖之间的嵌入物。

20. 如方案19所述的悬架系统，其中所述嵌入物是基本上环形的并且由弹性材料构成。

附图说明

下文将结合以下附图来描述示例性实施例，其中相同数字指代相同元件，并且其中：

图1是示出根据各个实施例的包括具有嵌入物的阻尼器的车辆的功能方框图；

图2是图1的阻尼器的透视图；

图3是沿图2的线3-3获得的图2的阻尼器的横截面图，其示出在第一位置的阻尼器的颠簸减震器系统；

图4是图2的阻尼器的颠簸减震器系统的透视图；

图5是沿图4的线5-5获得的图4的阻尼器的颠簸减震器系统的横截面细节图；以及

图6是沿图4的线5-5获得的在第二位置的图4的阻尼器的颠簸减震器系统的示意性横截面图示。

具体实施方式

以下详细描述实质上仅是示例性的而并不意欲限制应用和使用。此外，并不意欲受以上技术领域、背景、简要概述或以下详细描述中呈现的任何明确或暗示的理论约束。如本文所使用，术语模块指代任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器设备（个别地或以任何组合），包括但不限于：特定应用集成电路（ASIC）、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器（共享、专用或群组）和存储器、组合逻辑电力和/或提供所述功能性的其他适合的部件。此外，可以使用相同的参考数字来指代相同或类似部件。

参照图1，示出包括根据各个实施例的阻尼器的车辆10。尽管本文展示的图描述具有某些元件布置的实例，但是在实际实施例中可以存在额外的插入元件、设备、特征结构或部件。还应理解，图1仅是说明性的，并且可能并未按比例绘制。

车辆10被展示为包括车轮14，每个车轮装配有轮胎16。车轮14通过总体以20展示的悬架系统由车架18支撑。悬架系统20通常包括阻尼器22。尽管为了便于描述将悬架系统20展示为仅与两个车轮14相关联（例如，前车轮或后车轮），但是应了解，本发明的悬架系统20也适用于车辆10的单个车轮14、任何成对的车轮14或所有车轮14（加上未展示的其他车轮）。如本文将更详细论述，阻尼器22包括颠簸减震器系统24和阻尼管系统26，它们可以在冲击事件过程中提供能量分散和由车架18经受的峰值力的减少。

在一个示例中，车辆10还包括控制模块28，该模块与悬架系统20的一部分通信以控制悬架系统20的一部分的启动。例如，控制模块28可以与阻尼器22中的一个或多个通信以便响应于与车辆10相关的一个或多个感测到的状况来启动阻尼器22。因此，车辆10可以包括检测和测量悬架系统20和/或车辆10的可观察状况并基于可观察状况产生传感器信号的一个或多个传感器。因此，阻尼器22可以基于从控制模块28接收到的信号而主动地实时响应路面状况。在替代实施例中，阻尼器22还可以被动地响应道路状况。

参照图2和3，更详细地展示阻尼器22中的一个。应注意，虽然本文示出仅一个阻尼器22，但是可以类似地布置剩余阻尼器22。阻尼器22包括第一或顶部安装支架30、上弹簧座32、下弹簧座34、偏置构件或弹簧36、集尘管或防尘套38、第二或下安装支架40、活塞杆42（图3）、颠簸减震器系统24（图3）以及阻尼管系统26。应注意，本文所示出和描述的阻尼器22的部件仅是示例性的，因为不同的车辆应用可能需要额外的部件或本文描述的部件的修改。

通常，可以使用如本领域技术人员通常已知的一个或多个机械紧固件44将顶部安装支架30联接到车辆10的一部分（例如，车架18）。可以使用如本领域技术人员已知的适合的紧固件（包括但不限于机械紧固件）将下安装支架40联接到车辆10的一部分（诸如悬架系统20的一部分）。

参照图2，上弹簧座32与下弹簧座34合作以保持弹簧36。通常，上弹簧座32相邻联接到顶部安装支架30，而下弹簧座34联接到阻尼管系统26。在一个示例中，弹簧36是卷簧，然而，可以使用任何适合的偏置元件。通常，弹簧36基本上圆周地布置在防尘套38和颠簸减震器系统24周围，并且沿阻尼器22的纵向轴线8延伸。在冲击事件之后，弹簧36将阻尼器22恢复到平衡高度。防尘套38联接在颠簸减震器系统24周围。防尘套38覆盖并保护颠簸减震器系统24使其免受在车辆10的操作过程中遭遇的碎屑。防尘套38可以具有任意希望的形状，并且在一个示例中是基本上圆柱形的。参照图3，活塞杆42轴向地定向（基本上平行于阻尼器22的纵向轴线8）并且联接到顶部安装支架30。活塞杆42通过阻尼管46的基本上平坦的上端46'中的开口48可滑动地联接到阻尼管系统26的阻尼管46。

参照图3和4，颠簸减震器系统24包括颠簸减震器50、第一或上部支架52、柔性撞盖54、刚性撞盖56以及嵌入物58。颠簸减震器系统24辅助吸收车辆10在冲击事件过程中经受的力。颠簸减震器50由适合的能量吸收材料（包括但不限于聚氨酯泡沫橡胶）形成。参照图4和5，颠簸减震器50是基本上圆柱形的，并且从第一末端60朝向第二末端62渐细。颠簸减震器50包括从第一末端60延伸到第二末端62的中心孔64。孔64是沿纵向轴线8限定并且接纳穿过其的活塞杆42。颠簸减震器50的第一末端60联接到上支架52。上支架52将颠簸减震器系统24联接到顶部安装支架30。此外，颠簸减震器50具有高度50'，该高度促进颠簸减震器50的所需量的能量吸收。然而，应注意，本文所示出和描述的颠簸减震器50的形状和大小仅是示例性的，并且颠簸减震器50的形状和大小对于不同的车辆应用可以变化。

颠簸减震器50的第二末端62与柔性撞盖相邻并且响应于冲击事件接触柔性撞盖54以吸收能量。通常，柔性撞盖54包括任何适合的柔性材料，包括但不限于热塑性或热固性弹性体聚合物。在一个实施例中，柔性撞盖54包括热塑性聚氨酯（TPU）泡沫。柔性撞盖54通常外接并且可滑动地联接到活塞杆42。柔性撞盖54包括通过侧壁68联接到环形底部66的基本上平面的凸缘63。凸缘63、侧壁68和底部66合作以限定内部空腔70，这样柔性撞盖54具有基本上U形的截面。空腔70被确定大小以使得柔性撞盖54配合在刚性撞盖56之上和周围，其中嵌入物58接纳在凸缘63的第一、内侧72与刚性撞盖56的表面56'之间。在一个示例中，凸缘63的内侧72包括接纳嵌入物58的沟槽74。

凸缘63的第二、外侧75在冲击事件过程中接合颠簸减震器50。底部66的末端包括覆盖刚性撞盖56的外凸缘76的唇部66'。底部66与外凸缘76之间的重叠用作用于刚性撞盖56上的柔性撞盖54且因此用于阻尼管46的支架。

刚性撞盖56可以包括任何适合的在结构上刚性的材料，诸如任何钢合金，包括不锈钢。刚性撞盖56顺应地联接到阻尼管46的上端46'并且与其一致地轴向移动，并且具有用于可滑动地联接到活塞杆42的开口。

嵌入物58联接到柔性撞盖54以便安置在空腔70的沟槽74中。在一个示例中，嵌入物58可以压入配合到空腔70的沟槽74中以将嵌入物58联接到柔性撞盖54。嵌入物58是基本上环形的，并且限定沿阻尼器22的纵向轴线8延伸的开口80。嵌入物58包括任何适合的弹性、能量吸收或阻尼材料，包括但不限于聚氨酯泡沫橡胶。嵌入物58包括第一末端82和第二末端84，其中开口80穿过嵌入物58从第一末端82延伸到第二末端84。在一个示例中，开口80具有范围在约36毫米至约38毫米之间的直径。通常，嵌入物58具有范围在约20毫米至约22毫米之间的厚度。应注意，嵌入物58的这些尺寸仅是示例性的，因为嵌入物58可以具有给定车辆应用所必需的任何适合的形状和尺寸。

嵌入物58的第一末端82包括凹口86。凹口86通常被限定与嵌入物58的内表面88相邻，并且在一个示例中，绕开口80的周边或外周延伸。凹口86与沟槽74合作以将嵌入物58联接或固定在柔性撞盖54内。嵌入物58的第二末端84包括凹槽90。凹槽90限定在嵌入物58的外表面92上并且通常绕嵌入物58的周边或外周延伸。凹槽90通常是凹形的，然而，凹槽90可以具有任何所希望的形状。凹槽90为嵌入物58在冲击事件过程中的变形提供额外的空隙。

通常，在冲击事件过程中，嵌入物58变形以填充柔性撞盖54的空腔70以使得颠簸减震器系统24能够吸收额外能量。此外，嵌入物58通过在冲击事件过程中加固柔性撞盖54由此减少冲击事件过程中在柔性撞盖54上的张力而提高柔性撞盖54的耐久性。在一个示例中，当与没有嵌入物58的颠簸减震器系统相比时，颠簸减震器系统24中嵌入物58的添加显示为将颠簸减震器系统24的能量吸收提高约20%。通常，嵌入物58在冲击事件过程中吸收约50焦耳（J）的能量，由此将阻尼器22的能量吸收增加约50 J。

返回参照图3，阻尼管系统26包括活塞杆42和阻尼管46。通常，阻尼管46包括预定量的适合流体（诸如液压流体），所述流体可以由活塞杆42移动或压缩以吸收和/或分散车辆10操作过程中的能量。

在操作过程中，参照图3，活塞杆42以熟知方式振荡进出阻尼管46，以缓冲连接悬架构件之间的相对运动。弹簧36也与这些振荡相呼应弹性地压缩和扩展。在不会产生过多颠簸的正常驾驶条件过程中，颠簸减震器50的第二末端62和柔性撞盖54的凸缘63的第二、外侧75处于第一位置，并且保持分开根据活塞杆42与阻尼管46之间的相对运动变化的距离，如图3中所示。在第二位置，在由过多颠簸表征的冲击事件过程中，颠簸减震器50的第二末端62与柔性撞盖54接触并且变形地接合，从而吸收由冲击产生的能量中的至少一部分。此收缩运动可以持续伴随有嵌入物58的额外变形，直到颠簸减震器50、嵌入物58和柔性撞盖54各自达到最大轴向变形，如图6中所示。对于其中达到此最大变形的严重冲击事件而言，由上支架52和刚性撞盖56的刚性来阻止进一步的颠簸运动。底部66与刚性撞盖56的外凸缘76的重叠减少柔性撞盖54实现每单位体积的更大能量吸收所需要的总堆叠高度或竖直空间。

嵌入物58通过在由颠簸事件导致的变形过程中控制柔性撞盖54的形状来稳定柔性撞盖54所经受的张力的量。嵌入物58还将柔性撞盖54的能量吸收能力增加至少约50焦耳（J）。这导致柔性撞盖54的增加的耐久性和增加的性能。

虽然在以上详细描述中呈现了至少一个示例性实施例，但是应了解，存在大量变体。还应了解，示例性实施例或多个示例性实施例仅是示例而并不意欲以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，以上详细描述将为本领域技术人员提供用于实施示例性实施例或多个示例性实施例的方便的指导。应理解，在不脱离如在随附权利要求和其合法等同物中所阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (20)

1.一种用于与阻尼器一起使用的颠簸减震器系统，包括：

第一支架；

具有联接到第一支架的第一末端和第二末端的颠簸减震器；

在第一位置与颠簸减震器的第二末端间隔分开的柔性撞盖，柔性撞盖包括在第二位置与第二末端接触的第一表面并且限定与第一表面相对的空腔；以及

接纳在空腔内的嵌入物，在冲击事件过程中，嵌入物变形以填充柔性撞盖的空腔。

2.如权利要求1所述的颠簸减震器系统，其中所述嵌入物是基本上环形的。

3.如权利要求1所述的颠簸减震器系统，其中所述柔性撞盖围绕阻尼器的一部分安置，并且嵌入物接纳在空腔中以便放置在柔性撞盖与所述阻尼器的一部分之间。

4.如权利要求1所述的颠簸减震器系统，其中所述嵌入物由弹性材料构成。

5.如权利要求1所述的颠簸减震器系统，其中所述嵌入物由聚氨酯泡沫橡胶构成。

6.如权利要求1所述的颠簸减震器系统，其中所述嵌入物包括与第二末端相对的第一末端，其中开口穿过嵌入物从第一末端延伸到第二末端，并且第一末端包括围绕嵌入物的开口的周边限定的凹口，所述凹口与柔性撞盖的空腔合作以将嵌入物联接到柔性撞盖。

7.如权利要求6所述的颠簸减震器系统，其中所述嵌入物通过压入配合联接到所述柔性撞盖。

8.如权利要求6所述的颠簸减震器系统，其中所述嵌入物的第二末端进一步包括围绕嵌入物的第二末端的周边限定的凹槽。

9.一种用于车辆的阻尼器，包括：

具有第一末端和第二末端的颠簸减震器；

在第一位置与颠簸减震器的第二末端间隔分开的柔性撞盖，柔性撞盖包括在第二位置与颠簸减震器的第二末端接触的凸缘和限定空腔的底部；

联接到与阻尼器相关的阻尼管的刚性撞盖，柔性撞盖的底部的末端联接到刚性撞盖；以及

接纳在柔性撞盖的空腔内以便放置在柔性撞盖与刚性撞盖之间的嵌入物。

10.如权利要求9所述的阻尼器，其进一步包括阻尼管和在阻尼管内可滑动的活塞杆，刚性撞盖联接到阻尼管的末端并且包括用于可滑动地接纳活塞杆的开口，并且活塞杆的可滑动移动将颠簸减震器相对于柔性撞盖从第一位置移动到第二位置。

11.如权利要求10所述的阻尼器，其中所述阻尼器进一步包括：

联接到颠簸减震器的第一末端的第一支架；

将阻尼器联接到车辆的一部分的上安装支架，其中第一支架和活塞杆联接到上安装支架；以及

将阻尼器联接到车辆的悬架系统的下安装支架，

其中颠簸减震器限定从第一末端到第二末端的用于接纳活塞杆的第二开口。

12.如权利要求9所述的阻尼器，其中所述柔性撞盖限定穿过凸缘的用于可滑动地接纳活塞杆的第三开口，并且底部的末端覆盖刚性撞盖以将柔性撞盖联接到刚性撞盖。

13.如权利要求10所述的阻尼器，其中所述嵌入物是基本上环形的并且限定用于可滑动地接纳活塞杆的第四开口。

14.如权利要求9所述的阻尼器，其中所述嵌入物由聚氨酯泡沫橡胶构成。

15.如权利要求13所述的阻尼器，其中所述嵌入物包括与第二末端相对的第一末端，并且嵌入物的第一末端包括围绕嵌入物的第四开口的周边限定的凹口。

16.如权利要求15所述的阻尼器，其中所述柔性撞盖的空腔包括接纳嵌入物的凹口以将嵌入物联接到柔性撞盖的沟槽。

17.如权利要求15所述的阻尼器，其中所述嵌入物的第二末端进一步包括围绕嵌入物的第二末端周边限定的凹槽。

18.如权利要求9所述的阻尼器，其中所述嵌入物由聚氨酯泡沫橡胶构成。

19.一种用于车辆的悬架系统，包括：

联接到车辆的第一部分并且包括末端的阻尼管；以及

颠簸减震器系统，包括：

具有第一末端和第二末端的颠簸减震器，第一末端联接到车辆的第二、不同部分；

联接到阻尼管的末端并且具有与表面间隔分开的外凸缘的刚性撞盖；

放置成与颠簸减震器的第二末端相邻并且联接到刚性撞盖的外凸缘的柔性撞盖；以及

放置在柔性撞盖与刚性撞盖之间的嵌入物。

20.如权利要求19所述的悬架系统，其中所述嵌入物是基本上环形的并且由弹性材料构成。