CN105593039B - 具有带调节阀的力控制减震器的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种减震器，具有壳体(1)、设置于所述壳体(1)内的内管(2)、插入所述内管中的活塞杆(6)、设置于活塞杆(6)上插入所述内管(2)中的端部的活塞(5)。所述活塞将所述内管(2)的内部分成下腔室(3)和上腔室(4)。第一阀机构(9)设置于所述活塞(5)上。当所述活塞(5)在所述内管(2)中移动时，通过所述第一阀机构，使容纳在所述内管(2)中的工作介质能够从所述下腔室(3)流出进入所述上腔室(4)内，或反之亦然。第二阀机构(8)设置在所述内管(2)的上端部。通过所述第二阀机构，当所述活塞(5)在所述内管(2)中移动时，容纳在所述内管(2)中的工作介质能够从所述上腔室(4)中仅流入用作所述工作介质的存储器的所述壳体(1)的内部。第三阀机构(7)设置在所述内管(2)的下端部。通过所述第三阀机构，当所述活塞(5)在所述内管(2)中移动时，容纳在所述壳体(1)内的工作介质能从所述壳体(1)的内部仅流入至所述下腔室(3)内。所述减震器的区别点在于：在所述内管(2)的所述下腔室(3)的第一连接元件(13)和所述内管(2)的所述上腔室(4)的第二连接元件(12)之间设置有至少一个比例流量控制阀(22)。

Description

具有带调节阀的力控制减震器的车辆
技术领域
本发明涉及减震器。
背景技术
图1中示出了一种减震器。根据现有技术的减震器包括壳体。该壳体具有设置其上的内管、插入所述内管的活塞杆、设置于所述活塞杆上插入所述内管中的端部的活塞。所述活塞将所述内管内部划分为下腔室和上腔室。在本例中，在所述活塞上设置阀机构。在所述活塞移入所述内管时，通过该阀机构，容纳在所述内管中的工作介质将从所述下腔室流出并且进入所述上腔室，且反之亦然。第二阀机构设置在所述内管的上端。通过所述第二阀机构，当所述活塞移入所述内管时，容纳在所述内管中的工作介质将从所述下腔室流出并且仅仅进入用作工作介质存储器的所述壳体内部。最后，所述内管具有在其下端的第三阀机构。通过所述第三阀机构，当所述活塞移入所述内管时，容纳在用作所述工作介质存储器的所述壳体内部的所述工作介质将仅仅进入流入所述内管的所述下腔室。
根据现有技术所述的这类减震器，其通常被称作双管减震器。这类双管减震器用作被动式减震器(passive shock absorber)，其可以是可调减震器或者不可调减震器。
在不可调节双管减震器的例子中，所述减震器或阻尼(damping)的性能清楚地规定成使得工作介质的流阻通过减震器中使用的阀机构设置。
当减震器要完成的工作将要适应对应的安装这类可调双管减震器(twin-tubedamper)的车辆的车辆状态时，或要分别适应于不同大小的簧上质量时，可使用可调双管减震器。在被动式、液压可调双管减震器的例子中，可实现通过设置在所述减震器的所述内管的上腔室和下腔室之间的活塞上设置的阀机构的可变阀孔来调节流阻。
被动式减震器的另一特征是其可以不可调模式操作，即在规定(define)的工作冲程中，油交换(oil exchange)量是保持恒定的。流阻仅取决于所述内管中的所述活塞的速度。
在可调操作的被动式减震器的例子中，当同样规定冲程时，流阻是受到活塞中的阀机构的阀横截面的变化的影响的。除了活塞的速度以外，对于规定的工作冲程，油交换(oil exchange)量是保持恒定的。
根据现有技术的这类双管减震器的操作模式简要说明如下。
当回缩(retraction)所述减震器时，活塞在所述内管中向下运动，从而使得所述内管的所述下腔室体积减小，而所述内管的所述上腔室体积增加。在减震器的回缩过程中，一定量的油，在此用作工作介质，通过所述活塞的所述阀机构，从所述下腔室导入所述上腔室，这样通过其速度生成横跨所述活塞的所述阀机构的规定的流阻。
所述内管的所述上腔室的油量通过设置在所述内管的上端的所述阀机构分别导入用作工作介质或油的存储器的壳体。在该过程中，所述内管的所述上腔室通过活塞杆的插入额外地移位。
如果现在将其从减震器撤出(withdraw)，所述活塞在所述内管中向上移动，将使得所述内管的所述上腔室体积减小，而所述内管的所述下腔室体积增加。将要进行交换的油或工作介质量分别通过设置在所述内管的上端的阀机构从所述上腔室导入用作工作介质的存储器的壳体，或导入在那里的油槽。活塞杆的撤出需要油量或工作介质量上的差异。该油量或工作介质量上的差异分别是通过设置在所述内管的底部的阀机构从用作工作介质的存储器的壳体的内部或从在那里的油槽抽取的。
如前所解释的，工作介质或油分别在减震器中的回路中流动。
因为这类双管减震器必须根据其使用(被动可调或被动不可调)合适地预组装，因此其不能使用处于另一目地提供的减震器。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在先提到的该类型的减震器，通过该减震器可以实现各种不同的应用。
本发明的减震器包括壳体；设置于所述壳体内的内管；插入所述内管中的活塞杆；设置于所述活塞杆上插入所述内管中的端部的活塞，设置于所述活塞的第一阀机构，设置在所述内管的上端的第二阀机构；设置在所述内管的下端的第三阀机构。所述活塞将所述内管的内部分成下腔室和上腔室；当所述活塞在所述内管中移动时，通过所述第一阀机构，容纳在所述内管中的工作介质能够从所述下腔室流出并且进入所述上腔室内，且反之亦然。通过所述第二阀机构，当所述活塞在所述内管中移动时，容纳在所述内管中的工作介质能够从所述上腔室中流出并且仅流入用作所述工作介质的存储器的所述壳体的内部；通过所述第三阀机构，当所述活塞在所述内管中移动时，容纳在所述壳体内的工作介质能从用作所述工作介质的存储器的所述壳体流出并仅流入至所述下腔室内。此外，本发明的减震器还包括设置在所述内管的下腔室的第一连接件和所述内管的上腔室的第二连接件之间的至少一个比例流量控制阀。
通过本发明的减震器的实施例，可以通过适当地控制所述至少一个比例流量控制阀，以自适应操作控制所述活塞的阀机构中的工作介质的流阻，从而以被动式可调方式、主动式可调方式、半主动式可调方式调节根据本发明的减震器。
根据本发明的这种减震器不仅可用于各种车辆的车轮悬挂件(wheelsuspension)和悬挂件支柱(suspension strut)，还可以用于减震座椅，特别是簧上车辆座椅和簧上驾驶室。此外，可以想象，本发明的减震器还可以用于组合减震驾驶室悬挂件和簧上车辆座椅，例如轨道车辆的驾驶室悬挂件和簧上车辆座椅。本发明的减震器的使用不限于此，其还可用于所有可能的设备，只要其相应的减震是理想的。
通过设置在连接到所述下部连接件的压力管线和连接到所述上部连接件的压力管线之间的所述至少一个比例流量控制阀，可以在所述比例流量控制阀的完全关闭和完全打开状态之间，改变所述上部连接件和所述比例流量控制阀之间的压力管线中的流速，以及所述下部连接件和所述比例流量控制阀之间的压力管线中的流速。因此，可以实现连续阻尼可调。并且，通过其可以选择在硬阻尼和软阻尼之间的所有阻尼值，而不是仅可选择硬阻尼和软阻尼。
根据本发明的第一优选实施例，所述至少一个比例流量控制阀设计成手动可调，从而使得用户可以将其手调到合适值。然而，对于该种实施例，新的值总是必须在所述比例流量控制阀直接手动调节获得。
因此，有利的是，所述至少一个比例流量控制阀设计成可以自动方式调节，特别是通过马达调节。因此可以舒适的方式进行调节。如果需要的话，可以远程控制，而不需要用于直接在所述比例流量控制阀进行手动调节。
特别是在使用两个比例流量控制阀时，可能的是在压力阶段(当将所述活塞回缩到所述减震器时)和张力阶段(当将所述活塞从所述减震器撤出时)不仅能够同步可调，还可以单独可调。
根据本发明的概念，可增设液压泵驱动件以额外控制在所述活塞的所述阀机构中的工作介质的流阻，该液压泵驱动件设置在连接到所述下连接件的压力管线和连接到所述上连接件的压力管线之间。通过该种液压泵驱动件，当活塞在所述内管中以规定的方式移动时，工作介质或油的交换量将可分别增加和/或减少。本实施例的结果是，除了可以分别增加或降低震动之外，获得减震器的水平控制(level control)。特别地，该实施例可以用于座椅，特别是轨道车辆的驾驶员座椅，以分别纠正座椅的高度或者临时使得其水平。
当然，也可以提供结合比例流量控制阀的液压泵驱动件以作为控制在所述活塞的所述阀机构中的工作介质的流阻的设备。以上描述的单个装置的优点和应用可以结合使用。
此外，还发现包括可控泵和用于该可控泵的马达的液压泵驱动件较为优选。
因为，当操作泵时，总是需要考虑相应的泄漏，在高压下工作时尤其是如此。在用作工作介质的存储器的壳体和所述液压泵驱动件(特别是所述可控泵)之间提供用于所述工作介质的泄漏管。该类泄漏管使得工作介质或油可以分别工泵返回到该存储器，从而使得本发明的减震器的所述工作介质或油的消耗量减少，并且防止环境污染。
另外，可在用作工作介质的存储器的壳体和下部压力管线和/或上部压力管线之间提供用于工作介质的供给管线。另外，所述供给管线可通过单向阀与下部压力管线和/或上部压力管线隔离。
根据本发明的另一概念，在所述内管的上端可以提供上升管，该上升管分别突出到容纳到所述壳体的工作介质或油中，或突出到工作介质槽或油槽中。通过该上升管，所述工作介质或油可以从用作工作介质的存储器的壳体中转移出去而进入所述内管的所述上腔室。所述上升管特别用于确保在外部操作过程中没有气穴现象发生。在该外部操作过程中，通过液压泵工作介质量和油量可以在所述下腔室和所述上腔室之间交换。因此，即使在液压泵连接到所述上腔室和所述下腔室的连接件时，该上升管确保闭合油路。
附图说明
本发明的其他目的、优点、特征以及可能的应用可从以下实施例的描述中结合附图显而易见。在这种情况下，描述和/或示出的所有特征的单个或任意组合构成了本发明的主题。
附图中：
图1示出了根据现有技术的减震器；
图2示出了根据本发明的第一实施例的减震器；
图3示出了根据本发明的减震器的第二实施例；
图4示出了根据本发明的减震器的第三实施例；
图5示出了根据本发明的减震器的第四实施例；
图6示出了根据本发明的减震器的第五实施例；以及
图7示出了装配有悬挂件的车辆座椅，其中，在该车辆座椅中安装有根据本发明的减震器。
标号清单
1 壳体
2 内管
3 腔室
4 腔室
5 活塞
6 活塞杆
7 阀机构
8 阀机构
9 阀机构
10 油槽
11 油槽液位(oil sump level)
12 连接件
13 连接件
14 上升管
15 泵
16 马达
17 压力管线
18 压力管线
19 单向阀
20 供给管线
21 泄漏管
22 比例流量控制阀
具体实施方式
图2示出了根据本发明的减震器的第一实施例。该减震器大体上由壳体1组成；其中，该壳体1呈管状，并且在壳体1内固定设置有内管2(未示出)。在本例中，该壳体1的内部大体上与根据图1的现有技术中的壳体的内部类似。活塞5可借助于活塞杆6在内管2中向后和向前移动；且该内管通过活塞5可分隔成上腔室4和下腔室3。在本例中，内管2完全填充满工作介质，优选为油。在本例中，第一阀机构9安装在活塞5上。该阀机构9设计成使得油可在两个方向经过该阀机构。由于在内管2中的活塞5通过活塞杆6从顶部移动至底部时，额外的油将会发生移动，因此这些油必定有机会从上腔室4中溢出。为此，在内管2的上端设置有第二阀机构8，通过该阀机构使油可从上腔室溢出至用作存储器的容器1中。在本例中，该阀机构8设计成是指只能够允许油在该方向上通过。油不可能通过该阀机构8从容器1中移动至内管2的上腔室4内。由于当活塞5在内管2内部从底部移动至顶部时，下腔室体积增大而同时上腔室体积减小，则在内管2的下端设置有第三阀机构7。因此，油可以储油的容器1中进入内管2的下腔室3内；同时，由于下腔室4的体积减小，可以发现这里的油将通过阀机构8到达容器1。
与图1的现有技术中的壳体相反，本实施例中的壳体包括设置在内管2的上腔室4上的连接件12，以及设置在内管2的下腔室3上的连接件13。
在连接件12和13，比例流量控制阀22与活塞5连接，用作控制阀机构9中的工作介质或油的流阻的装置。
在本例中，通过该比例流量控制阀22可以根据流动强度控制油的流阻。在此，可调节减震器的性能从而通过所述比例流量控制阀22根据所需的负载情况调节减震。在此可将减震器的被动式默认设置作为硬性设置，该减震器在非流动状态获得其最高性能。当该比例流量控制阀22启动时，因为在腔室3和腔室4之间交换的一定量的油通过压力管线17和17以及比例流量控制阀22转向，阻尼力(damping force)减少。流动强度越强，更多的油将流过比例流量控制阀，这样可随着流动强度的增加将减震器软化。因此，减震器可以在半主动式和被动式之间操作。
图3示出了根据本发明的减震器的另一实施例。在该例子中，提供两个可调比例流量控制阀作为控制在所述活塞5的所述阀机构9中的工作介质的流阻的设备。该阀机构设置在连接到所述下部连接件13的压力管线18和连接到所述上部连接件14的压力管线17之间。这两个可调比例流量控制阀22在压力阶段(当将所述活塞回缩到所述减震器时)和张力阶段(当将所述活塞从所述减震器撤出时)不仅能够同步可调，还可以单独可调。虽然两个可调比例流量控制阀22在本实施例中手动可调，但是使用可以自动可调的两个可调比例流量控制阀22当然也可以分别在张力阶段和压力阶段获得同步可调或单独可调的相同优点。
在根据图4的实施例中，该比例流量控制阀22可以自动方式可调，例如通过电动马达驱动件。可提供该种比例流量控制阀作为控制在所述活塞5的所述阀机构9中的工作介质的流阻的设备。
在根据图6的实施例中，除了所述可调比例流量控制阀22外，还提供液压泵驱动件用于控制在所述活塞5的所述阀机构9中的工作介质的流阻。该液压泵驱动件由可控泵15和泵马达16组成。在本例中，泵15是可逆的，由此使得该泵15可将油从下腔室3内泵出至内管2的上腔室4上，或在相反方向上泵送。通过这种泵15，对于在内管2内部的活塞5的规定冲程，在下腔室3和上腔室4之间的交换的油量可以增加或减小。一方面，这使得阻尼力增加/减小，以响应油的引入；而另一方面，当这种减震器应用在座椅中时，高度校正，尤其是座椅高度的校正在本实施例中可以进行；或者大体上可实现短暂的水平调节。
由于在泵系统中必须总是考虑一定的泄漏率，因此在根据图2-图5的实施例中也设置有泄漏管21。通过该泄漏管21，使油可从泵15中移出并返回至用作油的存储器的壳体1内。
此外，图6所示的实施例包括供给管线20；在操作过程中，通过该供给管线20可向泵15提供任意所需量的供给油。在本例中，该供给管线20包括与压力管线17和18连接的连接件。其中，该压力管线可通过单向阀19彼此分隔。
此外，图2-6所示的所有实施例中均包括上升管14，该上升管14设置在内管2的上端，且该上升管延伸突出油槽液位11，并进入至容器1内部的油槽10中。该上升管14用于确保在减震器的外部操作过程中不会发生气穴现象；其中，在该减震器中，在下腔室3和上腔室4之间通过液压泵发生一定量的油的交换。这种气穴现象对于减震器的操作而言是不利的。此外，该上升管14确保了甚至在外部操作过程中的封闭油路。
图7中示出了车辆座椅30，其中该车辆座椅30具有悬挂件32，并且该悬挂件32的震动通过根据本发明的减震器31实现减震。

Claims (12)

1.一种减震器，包括：
a)壳体(1)；
b)设置于所述壳体(1)内的内管(2)；
c)插入所述内管中的活塞杆(6)；
d)设置于所述活塞杆(6)上插入所述内管(2)中的端部的活塞(5)；其中，所述活塞将所述内管(2)的内部分成下腔室(3)和上腔室(4)；
e)设置于所述活塞(5)的第一阀机构(9)；其中，当所述活塞(5)在所述内管(2)中移动时，通过所述第一阀机构(9)，容纳在所述内管(2)中的工作介质能够从所述下腔室(3)流出并且进入所述上腔室(4)内，且容纳在所述内管(2)中的工作介质能够从所述上腔室(4)流出并且进入所述下腔室(3)内；
f)第二阀机构(8)，设置在所述内管(2)的上端；其中，通过所述第二阀机构(8)，当所述活塞(5)在所述内管(2)中移动时，容纳在所述内管(2)中的工作介质能够从所述上腔室(4)中流出并且仅流入用作所述工作介质的存储器的所述壳体(1)的内部；
g)第三阀机构(7)，设置在所述内管(2)的下端；其中，通过所述第三阀机构(7)，当所述活塞(5)在所述内管(2)中移动时，容纳在所述壳体(1)内的工作介质能从用作所述工作介质的存储器的所述壳体(1)流出并仅流入至所述下腔室(3)内；
其特征在于，
在连接到所述内管(2)的所述下腔室(3)的第一连接元件(13)的第一压力管线(18)和连接到所述内管(2)的所述上腔室(4)的第二连接元件(12)的第二压力管线(17)之间设置至少一个比例流量控制阀(22)；
通过所述至少一个比例流量控制阀(22)，可以在所述比例流量控制阀(22)的完全关闭和完全打开状态之间，改变所述第一连接元件(13)和所述比例流量控制阀(22)之间第一压力管线(18)和所述第二连接元件(12)和所述比例流量控制阀(22)之间的第二压力管线(17)中的流速，从而实现连续阻尼可调。
2.根据权利要求1所述的减震器，
其特征在于，
所述至少一个比例流量控制阀(22)手动可调。
3.根据权利要求1所述的减震器，
其特征在于，
所述至少一个比例流量控制阀(22)设计成以自动模式可调。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的减震器，
其特征在于，
提供两个并联的比例流量控制阀(22)。
5.根据权利要求1所述的减震器，
其特征在于，
提供组合至少一个比例流量控制阀(22)的液压泵驱动件以额外控制在所述第一阀机构(9)中的所述工作介质的流阻；所述液压泵驱动件设置在连接到所述第一连接元件(13)的第一压力管线(18)和连接到第二连接元件(12)的第二压力管线(17)之间。
6.根据权利要求5所述的减震器，
其特征在于，
所述液压泵驱动件包括可控泵(15)以及用于所述可控泵(15)的马达(16)。
7.根据权利要求5或6所述的减震器，
其特征在于，
在用作所述工作介质的存储器的所述壳体(1)和所述液压泵驱动件之间，设置用于工作介质的泄漏管(21)。
8.根据权利要求1所述的减震器，
其特征在于，
在用作所述工作介质的存储器的所述壳体(1)和所述第一压力管线(18)和/或所述第二压力管线(17)之间还设置用于所述工作介质的供给管线(20)。
9.根据权利要求8所述的减震器，
其特征在于，
在所述供给管线(20)与所述第一压力管线(18)和/或所述第二压力管线(17)之间还设置单向阀(19)。
10.根据权利要求1所述的减震器，
其特征在于，
在所述内管(2)的上端设置有上升管(14)；所述上升管(14)突出进入容纳在所述壳体(1)内的工作介质中，并通过所述上升管(14)，所述工作介质能够从用作工作介质的存储器的所述壳体(1)转移至所述内管(2)的所述上腔室(4)内。
11.根据权利要求3所述的减震器，
其特征在于，
所述至少一个比例流量控制阀(22)设计成通过电动马达以自动模式可调。
12.根据权利要求7所述的减震器，
其特征在于，
在用作所述工作介质的存储器的所述壳体(1)和可控泵(15)之间设置用于工作介质的泄漏管(21)。
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