CN105221634B - 基于可变阻尼节流阀的减振器活塞结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于可变阻尼节流阀的减振器活塞结构，包括由上活塞和下活塞组成的活塞本体，活塞本体上设有轴向贯穿活塞本体的阻尼通道，上活塞与下活塞之间安装有两组可变阻尼节流阀，可变阻尼节流阀包括缸筒和阀杆，缸筒的两端分别设置基座和端盖，磁流变材料被密封于缸筒内，所述阀杆的一端从端盖伸入缸筒内，与基座滑动配合，所述阀杆上固定有铁芯，所述铁芯上绕制有线圈，阀杆的另一端固定有用于封闭阻尼通道的阀头，所述阀头与端盖之间设有弹簧，各可变阻尼节流阀的阀头分别伸入对应的阻尼通道中，两组可变阻尼节流阀的阀头安装方向相反。其通过调节可变阻尼节流阀内的电磁场强度来调整活塞的开阀速度点，优化减振器的节流性能。

Description

基于可变阻尼节流阀的减振器活塞结构

技术领域

本发明属于减振器技术领域，具体涉及一种基于可变阻尼节流阀的减振器活塞结构。

背景技术

节流阀的结构和特性对减振器的特性有决定性影响，目前筒式减振器有三种典型的阀结构，分别为板阀式、滑阀式和弹性阀式。其中，板阀式和滑阀式多用于早期轿车减振器，通过改变弹簧刚度和弹簧的预变形量调节。这两种阀虽具有结构简单，工作可靠的优点，但由于板阀较小的升程就会形成较大的流通面积，导致减振器速度特性呈软非线性特性，而滑阀与导向座之间存在摩擦，导致阀运动响应滞后或不连续。弹性节流阀具有易于改变阀的节流特性，但存在加工精度要求高的问题，在使用过程中当阀片与阀座之间存在杂质颗粒导致阀片关闭不严，会造成减振器阻尼力的显著下降。随着制造技术的提高，这种弹性节流阀已被广泛应用于现代汽车。上述三种节流阀均属于被动模式，无法根据汽车的运动情况来调节活塞的节流特性，因此安装此类节流阀的减振器力学特性固定，环境适应能力差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种基于可变阻尼节流阀的减振器活塞结构，其通过调节可变阻尼节流阀内的电磁场强度来调整活塞的开阀速度点，优化减振器的节流性能，即使在活塞节流阀磁控功能失效的情况下，仍能实现传统节流阀的工作性能。

本发明的目的是采用下述方案实现的：一种基于可变阻尼节流阀的减振器活塞结构，包括由上活塞和下活塞组成的活塞本体，所述活塞本体上设有轴向贯穿活塞本体的阻尼通道，所述活塞本体的上活塞与下活塞固定连接，所述上活塞与下活塞之间安装有两组可变阻尼节流阀，分别与活塞本体的阻尼通道相对应，所述可变阻尼节流阀包括缸筒和阀杆，所述缸筒的两端分别设置基座和端盖，所述阀杆的一端从端盖伸入缸筒内，与基座设有的通孔滑动配合。所述活塞本体中心部分设有为阀杆尾端运动让位的空间，该空间与可变阻尼节流阀基座的通孔相通，是为了留下余量，以便阀杆能够满量程运动。所述阀杆上固定有铁芯，所述铁芯上绕制有线圈，形成电磁发生装置，所述电磁发生装置位于缸筒中，所述缸筒被磁流变材料所充满，所述阀杆的另一端固定有用于封闭阻尼通道的阀头，所述阀头与端盖之间设有弹簧，各可变阻尼节流阀的阀头分别伸入对应的阻尼通道中，两组可变阻尼节流阀的阀头安装方向相反，分别形成压缩单向节流阀与复原单向节流阀。

所述阀头为楔形结构，当未达到开阀速度点时，阀头将阻尼通道封闭，但具有微小开起能力。活塞杆运动速度达到开阀速度点时，处于压缩或复原的节流阀可以被打开。

所述上活塞与下活塞的相对接触面上分别设置半圆形凹槽安装可变阻尼节流阀，所述半圆形凹槽沿活塞本体的径向设置，且与相对应的阻尼通道相通。所述上活塞、下活塞可通过减振器活塞杆前段螺杆固定连接。

所述活塞本体上设置有八个圆形阻尼通道，每个圆形阻尼通道对应一个可变阻尼节流阀，八个圆形阻尼通道的圆心均匀分布在圆形活塞本体的一个圆周上。

所述铁芯通过螺纹连接固定在阀杆上，铁芯上设置环形凹槽，线圈绕制在铁芯的环形凹槽内。

所述电磁发生装置外壁与缸筒内壁之间设有间隙，形成阻尼通道。

本发明具有的优点是：

1. 本发明采用了可变阻尼的节流阀，可根据实际应用工况调节节流阀的开阀速度点。本发明的可变阻尼节流阀利用磁流变材料的磁控流变特性设计，减振器处于工作状态，当活塞杆运动速度达到开阀速度点，处于压缩或复原的节流阀会被打开，减振器活塞两端产生液压阻力，调节节流阀的阻尼来改变开阀速度点来适应减振器运行的工况需要，拓展了减振器的应用范围。

2、运用本发明的设计思想，通过对节流阀的控制，可实现将传统的被动减振器转换为半主动控制的减振器。

3、即使在活塞节流阀磁控功能失效的情况下，仍能实现传统节流阀的工作性能，保障减振器的正常工作。

附图说明

图1为本发明的基于可变阻尼节流阀的活塞结构的示意图；

图2为本发明的可变阻尼节流阀的结构示意图；

图3为可变阻尼节流阀在活塞中的分布示意图；

图4为安装可变阻尼节流阀活塞的单筒结构减振器的结构示意图。

图中，1为阻尼通道，2为可变阻尼节流阀，21为阀头，22为弹簧，23为阀杆，24为缸筒，25为铁芯，26为线圈，27为磁流变材料，28为基座，29为端盖，3为上活塞，31为半圆形凹槽，4为下活塞，5为活塞杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述：

参见图1和图2，一种基于可变阻尼节流阀2的减振器活塞结构，包括由上活塞3和下活塞4组成的活塞本体。上活塞3、下活塞4尺寸相同。所述活塞本体上设有轴向贯穿活塞本体的阻尼通道1，在活塞的边缘处设置阻尼通道1。所述活塞本体的上活塞3与下活塞4固定连接。本实施例的所述上活塞3、下活塞4可通过减振器活塞杆5前段螺杆固定连接。所述上活塞3与下活塞4之间安装有两组可变阻尼节流阀2，分别与活塞本体的阻尼通道1相对应。可变阻尼节流阀2与活塞本体的阻尼通道1一一对应。本实施例的上活塞3与下活塞4的相对接触面上分别设置半圆形凹槽31安装可变阻尼节流阀2，所述半圆形凹槽31沿活塞本体的径向设置，且与相对应的阻尼通道1相通。半圆形凹槽31尺寸与可变阻尼节流阀2相同。所述可变阻尼节流阀2利用磁流变材料27的磁控流变特性设计。所述可变阻尼节流阀2包括缸筒24和阀杆23，所述缸筒24的两端分别设置基座28和端盖29。磁流变材料27被密封在缸筒24、端盖29、基座28构成的空间内，且充满该空间。所述的磁流变材料27为一种公知的磁控材料，如专利CN201310123120.6及CN201210495593.4中所述的材料。所述阀杆23的一端从端盖29伸入缸筒24内，与基座28滑动配合。所述基座28设有通孔，所述阀杆23伸入基座28的通孔中，与基座28的通孔滑动配合，基座28的通孔对阀杆23运动起导向作用。所述活塞本体中心部分设有为阀杆23尾端运动让位的空间，该空间与可变阻尼节流阀2基座28的通孔相通，是为了留下余量，以便阀杆23能够满量程运动。所述阀杆23上固定有铁芯25，所述铁芯25上绕制有线圈26，形成电磁发生装置。所述铁芯25通过螺纹连接固定在阀杆23上，铁芯25上设置环形凹槽，线圈26绕制在铁芯25的环形凹槽内。所述电磁发生装置位于缸筒24中，电磁发生装置外壁与缸筒24内壁之间设有间隙，形成阻尼通道1。当然，也可以在铁芯25外固定铁芯25外套，铁芯25外套与铁芯25之间设置间隙作为阻尼通道1，将铁芯25外套外壁与缸筒24内壁接触。所述阀杆23的另一端固定有用于封闭阻尼通道1的阀头21，所述阀头21与端盖29之间设有弹簧22，弹簧22的两端被分别固定于端盖29与阀头21的端面，且弹簧22将阀杆23包围。各可变阻尼节流阀2的阀头21分别伸入对应的阻尼通道1中，两组可变阻尼节流阀2的阀头21安装方向相反，分别形成压缩单向节流阀与复原单向节流阀。所述阀头21为楔形结构。当未达到开阀速度点时，阀头21将阻尼通道1封闭，但具有微小开起能力。活塞杆5运动速度达到开阀速度点时，处于压缩或复原的节流阀可以被打开。可变阻尼节流阀2等分为两组，分别在减振器压缩与复原过程中工作，两组可变阻尼节流阀2的区别为阀头21安装方向相反。

可变阻尼节流阀2在活塞中的分布如图3所示，本实施例的活塞本体上设置有八个圆形阻尼通道1，每个圆形阻尼通道1对应一个可变阻尼节流阀2，八个圆形阻尼通道1的圆心均匀分布在圆形活塞本体的一个圆周上。8个可变阻尼节流阀2等分为两组，即分别在减振器压缩与复原过程中工作，两组可变阻尼节流阀2的区别为阀头21安装方向相反。

参见图4，为将发明的基于可变阻尼节流阀2的减振器活塞结构应用于单筒充气型的液压减振器的实施例，该减振器的活塞杆5与本发明的活塞结构螺纹固定连接，减振器处于工作状态，当活塞杆5运动速度达到开阀速度点，处于压缩或复原的节流阀会被打开，减振器活塞两端产生液压阻力。 本发明可根据实际工况，通过调节可变阻尼节流阀2内的电磁场强度来调整活塞的开阀速度点，优化减振器的节流性能，拓展减振器的应用范围。

本发明利用磁流变材料27的磁控力学特性设计带可变阻尼节流阀2的活塞结构，通过电磁场的作用调节节流阀的开阀速度点，实现根据汽车的运动状态来调节减振器的节流特性。利用该设计思路，可优化减振器的节流性能，即使在活塞节流阀磁控功能失效的情况下，仍能实现传统节流阀的工作性能。因此，利用该思想可以提升减振器的设计水准和性能。本发明的可变阻尼节流阀的活塞，可根据汽车的运动状态来调节减振器的节流特性，实现减振器的性能优化。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种基于可变阻尼节流阀的减振器活塞结构，其特征在于：包括由上活塞和下活塞组成的活塞本体，所述活塞本体上设有轴向贯穿活塞本体的阻尼通道，所述活塞本体的上活塞与下活塞固定连接，所述上活塞与下活塞之间安装有两组可变阻尼节流阀，分别与活塞本体的阻尼通道相对应，所述可变阻尼节流阀包括缸筒和阀杆，所述缸筒的两端分别设置基座和端盖，所述阀杆的一端从端盖伸入缸筒内，与基座设有的通孔滑动配合，所述阀杆上固定有铁芯，所述铁芯上绕制有线圈，形成电磁发生装置，所述电磁发生装置位于缸筒中，所述缸筒被磁流变材料所充满，所述阀杆的另一端固定有用于封闭阻尼通道的阀头，所述阀头与端盖之间设有弹簧，各可变阻尼节流阀的阀头分别伸入对应的阻尼通道中，两组可变阻尼节流阀的阀头安装方向相反，分别形成压缩单向节流阀与复原单向节流阀。

2.根据权利要求1所述的基于可变阻尼节流阀的减振器活塞结构，其特征在于：所述阀头为楔形结构。

3.根据权利要求1所述的基于可变阻尼节流阀的减振器活塞结构，其特征在于：所述上活塞与下活塞的相对接触面上分别设置半圆形凹槽安装可变阻尼节流阀，所述半圆形凹槽沿活塞本体的径向设置，且与相对应的阻尼通道相通。

4.根据权利要求1所述的基于可变阻尼节流阀的减振器活塞结构，其特征在于：所述上活塞、下活塞可通过减振器活塞杆前段螺杆固定连接。

5.根据权利要求1所述的基于可变阻尼节流阀的减振器活塞结构，其特征在于：所述活塞本体上设置有八个圆形阻尼通道，每个圆形阻尼通道对应一个可变阻尼节流阀，八个圆形阻尼通道的圆心均匀分布在圆形活塞本体的一个圆周上。

6.根据权利要求1所述的基于可变阻尼节流阀的减振器活塞结构，其特征在于：所述铁芯通过螺纹连接固定在阀杆上，铁芯上设置环形凹槽，线圈绕制在铁芯的环形凹槽内。

7.根据权利要求1所述的基于可变阻尼节流阀的减振器活塞结构，其特征在于：所述电磁发生装置外壁与缸筒内壁之间设有间隙，形成阻尼通道。