CN104919207A - 具有与位置相关的阻尼器组件的液压悬架阻尼器 - Google Patents

Abstract

提供了一种液压阻尼器，其具有与位置相关的阀总成(3)，从而防止活塞在压缩冲程结束时突然停止。该与位置相关的阀总成(3)包括：支撑构件(31)，其将阻尼器(2)的内管(22)分区，并且设置有轴向开口(312)；轴向构件(32)，其可滑动地设置在所述支撑构件(31)的所述轴向开口(312)内；刚性阀体(33)，其固定在所述轴向构件(32)上；固定在所述轴向构件(32)上的压缩冲程阀瓣组件(35)和回弹冲程阀瓣组件(34)。

Description

具有与位置相关的阻尼器组件的液压悬架阻尼器

技术领域

本发明涉及液压阻尼器，尤其是一种机动车辆悬架阻尼器。

背景技术

液压悬架阻尼器通常包括填充有工作液体的管件，该管件内置入可滑动的活塞。该活塞附接至通过活塞杆引导件伸至阻尼器外侧的活塞杆，并且其形式为包括回弹阀和压缩阀的活塞组件，回弹阀和压缩阀在阻尼器的回弹和压缩冲程过程中控制工作流体流经活塞。一些阻尼器还包括具有单独的回弹阀和压缩阀的基部(底部)组件，从而控制工作流体流入和流出附加的补偿腔。

通常，由阻尼器产生的阻尼力与活塞的速度有关，并且机动车辆悬架被设计成，提供活塞在管内相对于一些中立位置向上和向下的通畅移动，中立位置是针对静止状态的机动车辆的额定负载进行限定的。

不幸的是，活塞的中立位置在日常车辆开放过程中发生变化。在超载车辆的情况下，阻尼器的中立位置显著偏移向管的压缩腔，而在车辆空载情况下，将显著偏移向管的回弹腔。在这两种情况下，中立位置的偏移可以导致一种情况，即其中活塞的位移将超出其设置冲程限制，从而导致悬架终止(supension closure)或压缩限位块接合(jounce bumper engagement)，这将影响安全性、舒适性、耐久性和噪声问题。另一方面，即使对于额定负载的车辆，活塞的位移也可以超出其设定冲程限制，例如当在粗糙的路面上行驶或者在路上颠簸时。

为了防止在压缩冲程结束时活塞与位于阻尼器压缩腔端部的元件的接触，通常使用压缩止挡件或限位块(bumper)。这样的止挡件安装在活塞上或底阀上，目的在于阻止工作流体流至补偿腔而终止活塞的冲程。然而，这样的压缩止挡件不能保证合适的能量耗散，并且它们的作用与活塞在接合限位器的时刻的速度无关。因此它们的特点并不为车辆的乘客提供适当的舒适度，更不用说乘客的安全。

美国专利申请US 2010/0059321公开了一种位置敏感阻尼器，该阻尼器具有独立于主活塞且偏向中立位置、以可滑动的方式安装在管中的第二减震活塞组件。第二减震活塞组件具有减震流路和常开状态的旁通流路。当异常强烈的冲击发生时，主活塞的位移超出其正常的位移范围，并且其阻挡部分被旁通流路阻挡，因此迫使工作流体流经第二减震活塞组件的减震流路。

美国专利4,768,629公开了一种双管振动阻尼器，其中当在压缩冲程过程中达到预定的位置时，活塞作用于支承弹簧上。支承弹簧作用于控制构件上。诸如浮动盘的控制构件与压缩通道配合，以响应于活塞正开始作用在支承弹簧上来减小压缩通道的横截面面积。以这种方式，在活塞的压缩冲程过程中获得了液压支承功能。控制构件被通过返回弹簧朝向支承弹簧偏压。支承弹簧借助其远离控制构件的端部作用在摩擦环上，摩擦环由缸体的内表面摩擦引导。返回弹簧的偏压行为比沿缸体的内表面移动摩擦环所需的力更大。

本发明的目的在于，提供一种阻尼器，该阻尼器将防止活塞在压缩冲程结束时的突然停止，其具有仅包括几个元件的简单经济的构造，这将提供多功能的调节选项。本发明的其他目的在于提供一种具有与位置相关的阀组件的阻尼器，其无需对阻尼器的剩余元件进行实质性修改，并且可以在已经生产完成的阻尼器中被用作附加设备。

发明内容

为了实现上述和其他目的，根据本发明的阻尼器设置有与位置相关的阀组件，其包括：

支撑构件，其将阻尼器的内管分区，并且设置有轴向开口和至少一个通道，该通道用于工作流体在压缩腔和附加压缩腔之间的基本畅通流动，该附加压缩腔被限定在底阀组件和所述支撑构件之间；

轴向构件，其以可滑动的方式设置在所述支撑构件的所述轴向开口内，并且在所述附加压缩腔侧设置有用于限制轴向构件相对于支撑构件位移进入压缩腔内的装置；

刚性阀体，其固定在所述轴向构件上，并且设置有至少一个压缩通道和至少一个回弹通道，用于工作液体在压缩腔和所述附加压缩腔之间的流动；

压缩冲程阀瓣组件，其固定在所述轴向构件上，包括至少一个偏转阀瓣，并且在正常状态下覆盖所述阀体的所述至少一个压缩通道的压缩侧；

回弹冲程阀瓣组件，其固定在所述轴向构件上，包括至少一个偏转阀瓣，并且在正常状态下覆盖所述阀体的所述至少一个回弹通道的回弹侧；

固定装置，其用于固定所述阀体、所述压缩冲程阀瓣组件和所述回弹冲程阀瓣组件在所述轴向构件上的位置；

第一弹簧，其设置在所述支撑构件和所述阀体的压缩侧之间，以在正常状态下将所述轴向构件压入压缩腔内；

第二弹簧，其固定至所述阀体的回弹侧。

这样的构造能够在活塞组件到达预定冲程位置时提供增加的阻尼力，该预定冲程位置主要由与位置相关的阀组件的高度限定，此外，由于设置了液压阀瓣组件和回弹阀瓣组件，这样的构造还能够提供各种调节机会，以形成这种与活塞杆的位置以及速度有关的阻尼力特性。

本说明书中参照阻尼器的特定元件使用的术语“回弹”，表示这些元件或特定元件的这些部分指向活塞杆，或者针对工作液体的流动方向，是指在阻尼器的回弹冲程期间发生的流动方向。相类似地，本文参照阻尼器的特定元件所使用的术语“压缩”，表示这些元件或元件的这些部分指向活塞杆的相反方向，或者针对工作液体的流动方向，是指在阻尼器的压缩冲程期间发生的流动方向。

优选地，所述支撑构件的形式为固定在底阀组件和阻尼器管之间的插入件。得益于此，可以容易地用与位置相关的阀组件对现有阻尼器进行补充，而无需改动其他阻尼器元件。

优选地，所述与位置相关的阀组件还包括固定至第二弹簧的回弹侧的限位块。

限位块可以防止第二弹簧的上自由端与活塞组件的回弹阀最终接合，并且还可以使第二弹簧稳定，因此在由活塞组件对其进行压缩期间减少弹簧的可能的轴向变形。

优选地，限位块浮动地设置在阻尼器管内。这就减少了限位块和阻尼器管之间的摩擦。

优选地，所述压缩冲程阀瓣组件和/或所述回弹冲程阀瓣组件包括至少一个止挡件，从而限制所述阀瓣组件的偏转。该止挡件还提供了调节阻尼器性能的机会。

在与位置相关的阀组件的优选构造中，阀体设置有：

多个回弹通道，优选地围绕其纵向轴线等角度设置；

多个压缩通道，优选地围绕其纵向轴线等角度设置，其相对于所述回弹通道更靠近径向内侧；

轴向周侧突出部，其对所述回弹通道的出口区域和所述压缩通道的入口区域进行流体流动限制，并且

所述回弹冲程阀瓣组件包括所述压缩通道的入口区域上的多个孔。

优选地，所述第一弹簧的刚度比所述第二弹簧的刚度大。得益于此，弹簧的相对位移也是不同的，即第一弹簧的收缩慢于第二弹簧的收缩，使得在支撑构件和刚性阀体之间的通道最终关闭之后，且在与位置相关的阀组件从单纯的机械(弹簧弹性力)位置相关操作模式转换至机械和液压(压缩冲程阀瓣组件和回弹冲程阀瓣组件)操作模式之前，需要一些时间。这使得能够对与位置相关的阀组件进行附加调节。

附图说明

下面结合附图呈现本发明的示例性实施方式，其中：

图1示意性地示出了右前方机动车辆悬架；

图2是根据本发明的液压阻尼器的局部的剖视图；

图3是处于正常(未致动)操作模式的与位置相关的阀组件的实施方式的放大剖视图；

图4是与位置相关的阀组件在阻尼器压缩冲程过程中被致动时，其实施方式的放大剖视图；以及

图5是与位置相关的阀组件在阻尼器回弹冲程过程中停止使用之前，其实施方式的放大剖视图。

具体实施方式

图1示意性地示出了示例性的车辆悬架1的局部，该车辆悬架1通过顶部安装件(top mount)12和多个设置在顶部安装件12的上表面的周侧的螺钉13附接至车辆底盘11上。顶部安装件12连接至盘簧14和单管或双管液压阻尼器2的杆21。在阻尼器2的管中，以可滑动的方式设置有活塞组件，该活塞组件附接至伸出管外的杆21。在阻尼器管的另一端处连接有转向节15从而支撑车轮。

在图2中部分示出的液压阻尼器2是双管阻尼器的示例，其可以用于图1中所示的车辆悬架1中。示意性示出的可移动的活塞组件23，与管22的内侧面221滑动配合，从而将管22分成回弹腔24(在活塞组件上方)和压缩腔25(在活塞组件下方)。活塞杆21的一端穿过并固定于活塞组件23。活塞杆21的另一端通过密封的杆引导件(未示出)轴向伸出阻尼器2外。活塞组件23设置有压缩阀组件231和回弹阀组件232，以在活塞移动时控制工作流体在回弹腔24和压缩腔25之间的流动。

在压缩端，管22由底阀组件26闭合，底阀组件26设置有回弹阀组件261和压缩阀组件262，来控制工作流体流入和流出附加的补偿腔27，该补偿腔27位于管22和阻尼器的第二外管(未在图中示出)之间。

上面所描述的悬架的一般操作原理，是本领域技术人员所熟知的。

阻尼器2设置有根据本发明的与位置相关的阀总成3，在该实施方式中形式为设置在阀组件26的阀体263和管22之间的插入件。

图3中详细示出了在阻尼器的压缩和回弹冲程过程中(相应地在附图左侧和右侧)的非激活的与位置相关的阀总成3。这种操作模式发生在活塞组件23冲程保持在设定范围内时。

与位置相关的阀总成3具有支撑构件31、轴向构件32、阀体33、回弹冲程阀瓣组件34和压缩冲程阀瓣组件35、两个弹簧36、37和限位块38，其中支撑构件31具有套筒插入件形式且固定至阻尼器管22的压缩端。支撑构件31将压缩腔25与附加的压缩腔28分离。底阀组件26固定地插入至支撑构件31的开口端。

支撑构件31设置有中心轴向开口312和多个围绕阻尼器2的纵向轴线等角度设置的通道313。

轴向构件32以可滑动的方式设置在支撑构件31的轴向开口312中。轴向构件32在附加压缩腔28侧设置有环形突出部321。环形突出部321形成针对轴向构件32的向上滑动的限制器。

轴向构件32还设置有耐磨面(resisting surface)324，该耐磨面324在该实施方式中由轴向构件32的较窄的部分限定。阀体33以及回弹冲程阀瓣组件34和压缩冲程阀瓣组件35的部件设置有中心轴向开口，并且移至轴向构件32的较窄部分上。它们都被形式为挡板325的固定装置进行固定。

阀体33设置有多个回弹通道332和多个压缩通道331。通道331和332围绕阀体33的纵向轴线等角度设置，其中由压缩通道331限定的圆半径比由所述回弹通道332限定的圆半径小。

在阀体33的回弹侧，回弹通道332的出口位于两个圆形同心内轴向突出部333和外轴向突出部334之间，其中内突出部333对所述回弹通道332的出口区域和所述压缩通道331的入口区域进行流体流动限制。压缩通道332的回弹侧在正常状态下由回弹冲程阀瓣组件34覆盖，该回弹冲程阀瓣组件34在该实施方式中的形式为具有多个等角度设置在阀体33的压缩通道331的入口区域上的孔342的偏转阀瓣341。回弹冲程阀瓣组件34的操作参照图4和图5进行具体描述。

在阀体33的压缩侧，压缩通道331的出口位于圆形轴向突出部335的内部，圆形轴向突出部335对压缩通道331的出口区域和回弹通道332的入口区域进行流体流动限制。此外，阀体33在压缩侧设置有包围回弹通道332的出口的接触式圆形边缘336。压缩通道331的压缩侧在正常状态下由压缩冲程阀瓣组件35覆盖，其功能参照图4详细描述。

第一弹簧36设置在支撑构件31和阀体33的压缩侧之间，以将轴向构件32的突出部321常压至支撑构件31。

第二弹簧37具有比第一弹簧36的刚度更小的刚度，第二弹簧36固定地连接至阀体33的回弹侧，并且在另一端固定地连接至限位块38。限位块38具有浮动地设置在管22中的板形式。

与位置相关的阻尼器组件3的状态依赖于主活塞组件23的位置。

如图3中所示，在车辆正常负载状态期间，主活塞组件23振荡，不接触限位块38，因此组件3保持非激活状态。在这种状态下，与位置相关的阻尼器组件3处于最上方的极限位置，并且工作流体以基本通畅的方式流经环形通道39(该环形通道39形成在阀体33的外表面和管22的内表面221之间)，并且进一步流经支撑构件31的通道313(该通道313绕开回弹冲程阀瓣组件34和压缩冲程阀瓣组件35)。

如果活塞组件23在压缩冲程期间在某一点超出其设定冲程限制，其将开始压紧限位块38。起初，活塞组件23的压力将仅通过被压缩的第一弹簧36和第二弹簧37引起的压力被抵消，并且环形通道39将仍与支撑构件31的通道313保持流体连通。显然，边缘336和支撑构件31之间的间隙变窄将增大流动限制，并且在某一点第一弹簧36的压缩将阻止通过环形通道39和通道313的流体连通。

图4中示出的位置呈现了针对阻尼器2的压缩冲程，与位置相关的阻尼器组件3的最下方的极限位置。

如所示出的，通过使活塞组件23向下位移实现的工作液体的流动，现在被引导通过等角度设置在偏转阀瓣341中的孔342，并通过压缩通道331。工作液体的压力导致压缩冲程阀瓣组件35的成比例的偏转，从而形成环形突出部335和偏转的阀瓣组件35之间的槽。工作液体以受限的方式流经该槽，进而流经支撑构件31的通道313，流至附加压缩腔28，进一步流至补偿腔27。

在该实施方式中，压缩冲程阀瓣组件35由3个偏转阀瓣351、限制套筒352和止挡件353形成，其中止挡件353限定了偏转阀瓣351的最大允许偏转。

通过弹簧36和37产生的机械限制和由与位置相关的阻尼器组件3的偏转的阀瓣组件35产生的流动限制，显然与活塞的位置和速度成比例地增加。然而在某一点，活塞组件23将停止开始其回弹冲程。

对应于图5的位置，示出了在阻尼器2的回弹冲程期间，阀总成3的初始操作阶段。如所示出的，弹簧36和37的压缩结果仍然阻止通道313与环形通道39的流体连通。因此工作液体通过活塞组件23向上位移而被从附加压缩腔28抽吸，并且以受限的方式流经(如箭头所示)回弹通道332，进而流经形成在向上偏转的阀瓣341和外突出部334之间的槽。

本发明的上述实施方式仅仅是示例性的。附图不一定是按比例的，并且一些特征部可以被夸大或最小化。然而这些和其他因素不应该被认为是对本发明的限定，其期望的保护范围在附带的权利要求中被指出。

Claims (8)

1.一种液压阻尼器，尤其是机动车辆悬架阻尼器，包括：

填充有工作液体的管，

活塞组件，其以可滑动的方式设置在所述管内，并将所述管分成压缩腔和回弹腔，并且该活塞组件附接至活塞杆，该活塞杆通过活塞杆引导件伸出所述管外，该活塞杆引导件位于所述管的回弹端，其中，所述活塞组件设置有回弹阀和压缩阀，以便在所述阻尼器的回弹冲程和压缩冲程期间，控制工作液体在所述压缩腔和所述回弹腔之间的流动，

位于所述管的压缩端处的底阀组件，其中所述底阀组件设置有回弹阀和压缩阀，以便控制工作液体在所述压缩腔和位于所述管外的附加压缩腔之间的流动，

其特征在于：

所述与位置相关的阀总成(3)包括：

支撑构件(31)，其将所述阻尼器(2)的内管(22)分区，并且设置有轴向开口(312)和至少一个通道(313)，该至少一个通道(313)用于工作流体在压缩腔(25)和附加压缩腔(28)之间的基本畅通的流动，该附加压缩腔(28)被限定在底阀组件(26)和所述支撑构件(31)之间；

轴向构件(32)，其以可滑动的方式设置在所述支撑构件(31)的所述轴向开口(312)内，并且在所述附加压缩腔(28)侧设置有用于限制所述轴向构件相对于所述支撑构件(31)位移进入所述压缩腔(25)内的装置(321)；

刚性阀体(33)，其固定在所述轴向构件(32)上，并且设置有至少一个压缩通道(331)和至少一个回弹通道(332)，用于工作液体在压缩腔(25)和所述附加压缩腔(28)之间的流动；

压缩冲程阀瓣组件(35)，其固定在所述轴向构件(32)上，包括至少一个偏转阀瓣(351)，并且通常覆盖所述阀体(33)的所述至少一个压缩通道(331)的压缩侧；

回弹冲程阀瓣组件(34)，其固定在所述轴向构件(32)上，包括至少一个偏转阀瓣(341)，并且在正常状态下覆盖所述阀体(33)的所述至少一个回弹通道(332)的回弹侧；

固定装置(325)，其用于固定所述阀体(33)、所述压缩冲程阀瓣组件(35)和所述回弹冲程阀瓣组件(34)在所述轴向构件(32)上的位置；

第一弹簧(36)，其设置在所述支撑构件(31)和所述刚性阀体(33)的压缩侧之间，以便在正常状态下将所述轴向构件(32)压入压缩腔(25)内；

第二弹簧(37)，其固定至所述阀体(33)的回弹侧。

2.根据权利要求1所述的液压阻尼器，其特征在于，所述支撑构件(31)的形式为固定在底阀组件(26)和阻尼器管(22)之间的插入件。

3.根据权利要求2所述的液压阻尼器，其特征在于，所述与位置相关的阀总成(3)还包括固定至第二弹簧(37)的回弹侧的限位块(38)。

4.根据权利要求3所述的液压阻尼器，其特征在于，所述限位块(38)浮动地设置在阻尼器管(22)内。

5.根据权利要求4所述的液压阻尼器，其特征在于，所述压缩冲程阀瓣组件(35)和/或所述回弹冲程阀瓣组件包括至少一个止挡件(353)，该止挡件(353)用于限制所述阀瓣组件(35)的偏转。

6.根据前述权利要求中任一项所述的液压阻尼器，其特征在于，所述阀体(33)设置有：

多个回弹通道(332)，优选地围绕其纵向轴线等角度设置；

多个压缩通道(331)，优选地围绕其纵向轴线等角度设置，相对于所述回弹通道(332)更靠近径向内侧；

轴向周侧突出部(333)，其对所述回弹通道(332)的出口区域和所述压缩通道(331)的入口区域进行流体流动限制，并且

所述回弹冲程阀瓣组件(34)包括所述压缩通道(331)的入口区域上的多个孔。

7.根据前述权利要求中任一项所述的液压阻尼器，其特征在于，所述第一弹簧(36)的刚度比所述第二弹簧(37)的刚度大。

8.基本上如本文中参照附图描述且在附图中示出的所述液压阻尼器。