CN105041957B - 一种弹簧气压阻尼减震器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弹簧气压阻尼减震器，属于减震器领域。本发明包括外管、内管和活塞杆，内管设于外管内，且内管位于外管内部的一端上设有内管活塞，该内管活塞与外管内壁相配合形成密封的A腔；活塞杆的一端固定于外管的端部，另一端穿过内管活塞伸入密封的内管中，且在该端设有与内管内壁相配合的阻尼活塞，阻尼活塞将内管分为密封的B腔和C腔；A腔、B腔和C腔内均充有气体，A腔或C腔内设有阻尼弹簧，该阻尼弹簧所承受的载荷为减震器所承受载荷的1/3～1/2。本发明利用阻尼弹簧的弹力改善气压阻尼回弹性不足的问题，将阻尼弹簧和气体阻尼有机结合，使减震器回弹力适中，实现减震器软硬平衡，从而提高减震效果。

Description

一种弹簧气压阻尼减震器
技术领域
本发明涉及一种减震器，更具体地说，涉及一种弹簧气压阻尼减震器，可用于自行车、电动车(包括二轮、三轮、四轮)和摩托车的前、后减震使用。
背景技术
摩托车上设置的减震器，可以缓和、衰减摩托车在行驶过程中因道路凹凸不平受到的冲击和震动，保证行车的平顺性与舒适性，有利于提高摩托车的使用寿命和操纵的稳定性。现有的摩托车减震器按工作介质来分，可大致分为弹簧式减震器、弹簧-空气阻尼式减震器、液力阻尼式减震器、油-气组合式前叉减震器和充氮气液压减震器等。
现有的弹簧式减震器可以承受较大的载荷，但存在自振现象，容易传递低频振动，影响行车舒适性；现有的弹簧-空气阻尼式减震器的减震效果也不太理想，弹簧套设于空气阻尼式减震器的外侧，由于空气的阻尼力有限，其主要减震作用来源于弹簧，因此该减震器仍然存在一定程度的弹簧式减震器的缺点，并且此类减震器仍然偏硬，减震效果和舒适性还有待进一步提高，一般只用于速度不高的轻便摩托车作后减震器；液力阻尼式减震器为目前摩托车使用最为普遍的减震器，减震效果较好；油-气组合式前叉减震器的减震效果优异，适应性强，是当今世界摩托车技术先进国家竞技型车采用的结构之一；充氮气液压减震器，利用氮气阻尼的优点弥补了减震油阻尼的弱点，使减震效果更好；但是，上述的液力阻尼式减震器、油-气组合式前叉减震器和充氮气液压减震器都需要用到减震油实现阻尼减震，浪费了能源，且容易漏油，一旦漏油则减震效果会明显下降，另外，油压压缩有限，限制了减震效果的进一步提升，且油压受温度影响较大，不能实现恒压，导致减震器效果不够稳定。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有减震器的上述不足，提供一种弹簧气压阻尼减震器，采用本发明的技术方案，利用阻尼弹簧的弹力改善气压阻尼回弹性不足的问题，将阻尼弹簧和气体阻尼有机结合，在减震器下压时，阻尼弹簧可以辅助气压阻尼提供减震作用，提高减震器的载荷，克服气压阻尼减震器偏软的问题，在减震器回弹时，阻尼弹簧又促使减震器回弹，改善气压阻尼回弹性较差的问题，并且在气压阻尼力的作用下，阻尼弹簧较软，消除了弹簧的自振现象，并使减震器回弹力适中，实现减震器软硬平衡，从而提高减震效果。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种弹簧气压阻尼减震器，包括外管、内管和活塞杆，所述的内管设于外管内，且内管位于外管内部的一端上设有内管活塞，该内管活塞与外管内壁相配合形成密封的A腔；所述的活塞杆的一端固定于外管的端部，另一端穿过内管活塞伸入密封的内管中，且在该端设有与内管内壁相配合的阻尼活塞，所述的阻尼活塞将内管分为密封的B腔和C腔，所述的B腔为有杆腔，C腔为无杆腔；所述的A腔、B腔和C腔内均充有气体，所述的A腔或C腔内设有阻尼弹簧，该阻尼弹簧所承受的载荷为减震器所承受载荷的1/3～1/2。
更进一步地，所述的B腔内还设有一个套设于活塞杆上的缓冲弹簧，该缓冲弹簧为用于防止内管活塞和阻尼活塞在减震器回弹时直接碰撞的短弹簧。
更进一步地，所述的缓冲弹簧所承受的载荷为减震器所承受载荷的1/2～1。
更进一步地，所述的阻尼活塞上还设有气压阻尼孔。
更进一步地，所述的外管上设有连通A腔的气嘴或气压瓶。
更进一步地，所述的外管包括上轴座、连接件和中空套管，所述的上轴座通过连接件与中空套管相连，所述的活塞杆通过吊紧螺丝固定安装于连接件上，所述的吊紧螺丝上设有通气孔，所述的气嘴或气压瓶设于上轴座的侧壁上，且气嘴或气压瓶通过上述的通气孔与A腔相连通。
更进一步地，所述的气压瓶与A腔的连接通路上还设有气压阻尼调节杆。
更进一步地，所述的内管位于外管外部的一端用下轴座密封，所述的下轴座上还设有与C腔相连通的气嘴。
更进一步地，所述的外管的管口处设有与内管外壁相配合的导向环及密封圈，所述的外管的管口处还设有防尘盖。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种弹簧气压阻尼减震器，其在由内管活塞与外管内壁相配合形成密封的A腔或在由阻尼活塞与内管内壁相配合形成密封的C腔中设置阻尼弹簧，该阻尼弹簧所承受的载荷为减震器所承受载荷的1/3～1/2，阻尼弹簧较软，利用阻尼弹簧的弹力改善气压阻尼回弹性不足的问题，将阻尼弹簧和气体阻尼有机结合，在减震器下压时，阻尼弹簧可以辅助气压阻尼提供减震作用，提高减震器的载荷，克服气压阻尼减震器偏软的问题，在减震器回弹时，阻尼弹簧又促使减震器回弹，改善气压阻尼回弹性较差的问题，并且在气压阻尼力的作用下，消除了弹簧的自振现象，并使减震器回弹力适中，实现减震器软硬平衡，从而提高减震效果；
(2)本发明的一种弹簧气压阻尼减震器，其B腔内还设有一个套设于活塞杆上的缓冲弹簧，该缓冲弹簧为用于防止内管活塞和阻尼活塞在减震器回弹时直接碰撞的短弹簧，且该缓冲弹簧所承受的载荷为减震器所承受载荷的1/2～1，缓冲弹簧较硬，有效防止了内管活塞和阻尼活塞在回弹时的碰撞，降低减震器的损坏，且在剧烈震动时也可以起到一定的减震作用；
(3)本发明的一种弹簧气压阻尼减震器，其阻尼活塞上还设有气压阻尼孔，利用气体介质在阻尼活塞的阻尼孔中的阻尼作用，大大提高了气体介质的阻尼力，使气压减震效果更加稳定；
(4)本发明的一种弹簧气压阻尼减震器，其外管包括上轴座、连接件和中空套管，上轴座通过连接件与中空套管相连，活塞杆通过吊紧螺丝固定安装于连接件上，吊紧螺丝上设有通气孔，气嘴或气压瓶设于上轴座的侧壁上，且气嘴或气压瓶通过上述的通气孔与A腔相连通；外管结构简单，安装方便，降低了气嘴或气压瓶与A腔相连通的气道加工难度，降低了减震器的制造成本；
(5)本发明的一种弹簧气压阻尼减震器，其气压瓶与A腔的连接通路上还设有气压阻尼调节杆，气压瓶相当于D腔，气压瓶可自动补充减震器内泄露的部分气体，在压力较高的情况下，气压瓶内的气体可进入内管内，实现内管的自动充气；另外，A腔与气压瓶之间、B腔与C腔之间均形成气体阻尼作用，且A腔与气压瓶之间的阻尼作用可以进行调节，大大提高了减震器的整体减震效果。
附图说明
图1和图2为本发明实施例1和实施例2的一种弹簧气压阻尼减震器的结构示意图；
图3和图4为本发明实施例3和实施例4的一种弹簧气压阻尼减震器的结构示意图。
示意图中的标号说明：
1、外管；11、上轴座；111、气嘴；12、连接件；13、中空套管；14、导向环及密封圈；2、内管；21、内管活塞；22、下轴座；23、气嘴；3、活塞杆；31、阻尼活塞；4、吊紧螺丝；5、阻尼弹簧；6、缓冲弹簧；7、气压瓶；8、气压阻尼调节杆。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
结合图1和图2所示，本实施例的一种弹簧气压阻尼减震器，其主要包括外管1、内管2和活塞杆3，内管2设于外管1内，一端位于外管1内部，另一端位于外管1外部，且内管2位于外管1内部的一端上设有内管活塞21，该内管活塞21与外管1内壁相配合形成密封的A腔；活塞杆3的一端固定于外管1的端部，另一端穿过内管活塞21伸入密封的内管2中，且在该端设有与内管2内壁相配合的阻尼活塞31，阻尼活塞31将内管2分为密封的B腔和C腔，其中，B腔为有杆腔，C腔为无杆腔；在A腔、B腔和C腔内均充有气体，形成气压阻尼作用，在A腔或C腔内设有阻尼弹簧5(图1为阻尼弹簧5设于A腔的示意图，图2为阻尼弹簧5设于C腔的示意图)，该阻尼弹簧5所承受的载荷为减震器所承受载荷的1/3～1/2，当阻尼弹簧5设于A腔时，阻尼弹簧5被压缩于外管1端部与内管活塞21之间；当阻尼弹簧5设于C腔时，阻尼弹簧5被压缩于阻尼活塞31与内管2外端端部。上述的内管活塞21的外壁上设有与外管1内壁相配合的外密封圈和导向环，内管活塞21的内壁上设有与活塞杆3相配合的内密封圈和导向环；阻尼活塞31的外壁上也设有外密封圈和导向环。本实施例的一种弹簧气压阻尼减震器，阻尼弹簧5所承受的载荷仅为减震器所承受载荷的1/3～1/2，阻尼弹簧5较软，利用该阻尼弹簧5的弹力改善气压阻尼回弹性不足的问题，将阻尼弹簧5和气体阻尼有机结合，在减震器下压时，阻尼弹簧5可以辅助气压阻尼提供减震作用，提高减震器的载荷，克服气压阻尼减震器偏软的问题，在减震器回弹时，阻尼弹簧5又促使减震器回弹，改善气压阻尼回弹性较差的问题，并且在气压阻尼力的作用下，消除了弹簧的自振现象，并使减震器回弹力适中，实现减震器软硬平衡，从而提高减震效果。
为了防止内管活塞21和阻尼活塞31在减震器回弹时直接碰撞，在本实施例中，B腔内还设有一个套设于活塞杆3上的缓冲弹簧6，该缓冲弹簧6为用于防止内管活塞21和阻尼活塞31直接碰撞的短弹簧，缓冲弹簧6所承受的载荷为减震器所承受载荷的1/2～1，缓冲弹簧较硬，缓冲弹簧6大部分情况下处于自由状态，只有内管活塞21和阻尼活塞31在大幅度回弹且距离很近时才会被压缩，起到缓冲作用；设置缓冲弹簧6后，有效防止了内管活塞21和阻尼活塞31在回弹时的碰撞，降低减震器的损坏，且在剧烈震动时也可以起到一定的减震作用。
如图1和图2所示，本实施例中的外管1上设有连通A腔的气嘴111，用于为A腔充气。外管1由上轴座11、连接件12和中空套管13组成，上轴座11通过连接件12与中空套管13相连，具体地，中空套管13内壁上设有内螺纹，连接件12的外壁上设有外螺纹，两者实现螺纹紧固连接，连接件12另一端内凹且形成内螺纹，上轴座11凸出形成外螺纹，两者形成螺纹紧固连接；活塞杆3通过吊紧螺丝4固定安装于连接件12上，吊紧螺丝4上设有通气孔，气嘴111设于上轴座11的侧壁上，且气嘴111通过上述吊紧螺丝4上的通气孔与A腔相连通，这样，将外管1分为上轴座11、连接件12和中空套管13三个部分，结构简单，安装方便，降低了气嘴111与A腔相连通的气道加工难度，降低了减震器的制造成本。此外，内管2位于外管1外部的一端用下轴座22密封，下轴座22与内管2采用螺纹连接，下轴座22上还设有与C腔相连通的气嘴23，用于为C腔充气。外管1的管口处还设有与内管2外壁相配合的导向环及密封圈14，起到良好的密封导向作用；外管1的管口处还设有防尘盖，避免灰尘进入外管1中影响减震效果和使用寿命。上述的多处螺纹连接处均设有密封圈，保证减震器的气密性。
实施例2
本实施例的一种弹簧气压阻尼减震器的基本结构同实施例1，不同之处在于：本实施例中的阻尼活塞31上还设有气压阻尼孔，利用气体介质在阻尼活塞31的阻尼孔中的阻尼作用，大大提高了气体介质的阻尼力，使气压减震效果更加稳定。上述阻尼活塞31的结构与中国专利号：ZL201520070094.X，授权公告日为：2015年7月1日，发明创造名称为：一种气压阻尼机构及应用该机构的气压阻尼减震器，中公开的阻尼活塞结构和原理相同，在此就不再赘述。
实施例3
结合图3和图4所示，本实施例的一种弹簧气压阻尼减震器的基本结构同实施例1，不同之处在于：本实施例的外管1上设有连通A腔的气压瓶7，外管1包括上轴座11、连接件12和中空套管13，上轴座11通过连接件12与中空套管13相连，活塞杆3通过吊紧螺丝4固定安装于连接件12上，吊紧螺丝4上设有通气孔，气压瓶7设于上轴座11的侧壁上，且气压瓶7通过上述的通气孔与A腔相连通；并且在气压瓶7与A腔的连接通路上还设有气压阻尼调节杆8，气压瓶7相当于D腔，气压瓶7可自动补充减震器内泄露的部分气体，在压力较高的情况下，气压瓶7内的气体可进入内管2内，实现内管2的自动充气；另外，A腔与气压瓶7之间、B腔与C腔之间均形成气体阻尼作用，且A腔与气压瓶7之间的阻尼作用可以通过气压阻尼调节杆8进行调节，大大提高了减震器的整体减震效果。图3为阻尼弹簧5设于A腔的示意图，图4为阻尼弹簧5设于C腔的示意图。
实施例4
本实施例的一种弹簧气压阻尼减震器的基本结构同实施例3，不同之处在于：本实施例中的阻尼活塞31上还设有气压阻尼孔，利用气体介质在阻尼活塞31的阻尼孔中的阻尼作用，大大提高了气体介质的阻尼力，使气压减震效果更加稳定。上述阻尼活塞31的结构与中国专利号：ZL201520070094.X，授权公告日为：2015年7月1日，发明创造名称为：一种气压阻尼机构及应用该机构的气压阻尼减震器，中公开的阻尼活塞结构和原理相同，在此就不再赘述。
上述实施例1～4的一种弹簧气压阻尼减震器工作时，当减震器下压，A腔和C腔空间减小，气体压缩，设于A腔或C腔的阻尼弹簧5被压缩，辅助气压阻尼提供减震作用，提高了减震器的载荷，克服了气压阻尼减震器偏软的问题；与此同时，B腔空间增大，进一步发挥气压阻尼作用，起到减震缓冲作用。当减震器回弹，A腔和C腔空间增大，设于A腔或C腔的阻尼弹簧5伸长，促使减震器回弹，改善气压阻尼回弹性较差的问题，并且在气压阻尼力的作用下，消除了弹簧的自振现象；与此同时，B腔空间减小，产生回弹阻尼力，使减震器回弹力适中，实现减震器软硬平衡，从而提高减震效果。如果阻尼活塞31中设有阻尼孔，则阻尼效果会更为突出。
本发明的一种弹簧气压阻尼减震器，可用于自行车、电动车和摩托车(电动车和摩托车包括二轮、三轮和四轮车)使用，并且可作为前减震或后减震使用，同样还适用于其他一些需要使用到减震器的产品中。
以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种弹簧气压阻尼减震器，包括外管(1)、内管(2)和活塞杆(3)，所述的内管(2)设于外管(1)内，且内管(2)位于外管(1)内部的一端上设有内管活塞(21)，该内管活塞(21)与外管(1)内壁相配合形成密封的A腔；所述的活塞杆(3)的一端固定于外管(1)的端部，另一端穿过内管活塞(21)伸入密封的内管(2)中，且在该端设有与内管(2)内壁相配合的阻尼活塞(31)，所述的阻尼活塞(31)将内管(2)分为密封的B腔和C腔，所述的B腔为有杆腔，C腔为无杆腔；所述的A腔、B腔和C腔内均充有气体，其特征在于：所述的A腔或C腔内设有阻尼弹簧(5)，该阻尼弹簧(5)所承受的载荷为减震器所承受载荷的1/3～1/2。
2.根据权利要求1所述的一种弹簧气压阻尼减震器，其特征在于：所述的B腔内还设有一个套设于活塞杆(3)上的缓冲弹簧(6)，该缓冲弹簧(6)为用于防止内管活塞(21)和阻尼活塞(31)在减震器回弹时直接碰撞的短弹簧。
3.根据权利要求2所述的一种弹簧气压阻尼减震器，其特征在于：所述的缓冲弹簧(6)所承受的载荷为减震器所承受载荷的1/2～1。
4.根据权利要求1所述的一种弹簧气压阻尼减震器，其特征在于：所述的阻尼活塞(31)上还设有气压阻尼孔。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种弹簧气压阻尼减震器，其特征在于：所述的外管(1)上设有连通A腔的气嘴(111)或气压瓶(7)。
6.根据权利要求5所述的一种弹簧气压阻尼减震器，其特征在于：所述的外管(1)包括上轴座(11)、连接件(12)和中空套管(13)，所述的上轴座(11)通过连接件(12)与中空套管(13)相连，所述的活塞杆(3)通过吊紧螺丝(4)固定安装于连接件(12)上，所述的吊紧螺丝(4)上设有通气孔，所述的气嘴(111)或气压瓶(7)设于上轴座(11)的侧壁上，且气嘴(111)或气压瓶(7)通过上述的通气孔与A腔相连通。
7.根据权利要求6所述的一种弹簧气压阻尼减震器，其特征在于：所述的气压瓶(7)与A腔的连接通路上还设有气压阻尼调节杆(8)。
8.根据权利要求5所述的一种弹簧气压阻尼减震器，其特征在于：所述的内管(2)位于外管(1)外部的一端用下轴座(22)密封，所述的下轴座(22)上还设有与C腔相连通的气嘴(23)。
9.根据权利要求5所述的一种弹簧气压阻尼减震器，其特征在于：所述的外管(1)的管口处设有与内管(2)外壁相配合的导向环及密封圈(14)，所述的外管(1)的管口处还设有防尘盖。
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