CN106662189B - 带有依赖频率的被动阀的减振器 - Google Patents

Abstract

一种减振器具有压力管，活塞组件被可滑动地布置在该压力管内并且被附接到活塞杆上。活塞组件将压力管分为上工作室和下工作室。活塞组件包括被附接到活塞杆上的依赖频率的阀组件，这限定了被附接到活塞杆上的壳体和滑阀组件。该滑阀组件包括一对滑阀和一对旁通阀组件，该对旁通阀组件控制通过绕过该活塞组件的旁通通道的流体流动。

Description

带有依赖频率的被动阀的减振器

技术领域

本披露涉及一种被适配用于悬架系统(例如用于机动车辆的系统)的液压阻尼器或减振器。更具体地，本披露涉及一种具有依赖频率的被动阀调节系统的液压阻尼器，在高频的道路输入下，该依赖频率的被动阀调节系统在回弹和压缩冲程中均提供较软的阻尼特性。

背景技术

传统现有技术的液压阻尼器或减振器包含限定流体室的缸，在流体室内可滑动地布置有活塞，该活塞将缸的内部分为上工作室和下工作室。活塞杆连接到活塞上并且伸出缸的一端。结合第一阀调节系统，用于在该液压阻尼器的伸展或回弹冲程过程中产生阻尼力；并且结合第二阀调节系统，用于在该液压阻尼器的压缩冲程过程中产生阻尼力。

已经开发了各种类型的阻尼力产生装置以产生与来自车辆行驶道路的输入的频率相关的所希望的阻尼力。这些依赖频率的选择性阻尼装置提供了在较高频率的道路输入下具有较软的阻尼特性的能力。这些较软的阻尼特性使得车身与所不希望的干扰更加有效地隔绝。通常这些依赖频率的阻尼装置仅在液压阻尼器或减振器的回弹(伸展)运动或压缩运动的过程中才运行。因此，就需要一种依赖频率的选择性阻尼装置，该阻尼装置提供了在液压阻尼器或减振器的回弹和压缩运动中均能够具有较软的阻尼特性来响应较高频率的道路输入的能力。

液压阻尼器的持续发展包括对依赖频率的阻尼装置的开发，这些依赖频率的阻尼装置在该液压阻尼器或减振器的回弹(伸展)运动和压缩运动中均发挥作用。

发明内容

本披露为本技术领域提供了依赖频率的液压阻尼器或减振器，该依赖频率的液压阻尼器或减振器在该液压阻尼器或减振器的回弹和压缩冲程中均提供软阻尼。针对在该液压阻尼器或减振器的回弹(伸展)冲程和压缩冲程中的较高频率的道路输入均提供了软阻尼。

从以下提供的详细描述中，本披露的进一步适用领域将变得清楚。应该理解这些详细描述和具体实例虽然表明了本披露的优选实施例，但是仅出于说明的目的而不旨在限制本披露的范围。

附图说明

从详细的说明以及这些附图中将更加全面地理解本披露，在附图中：

图1是使用了根据本披露的、结合有依赖频率的阻尼装置的减振器的汽车的展示；

图2是根据本披露的、结合有该依赖频率的阻尼装置的单管减振器的截面侧视图；

图3是放大的截面侧视图，展示了图1中所示出的减振器的活塞组件，该活塞组件处于减振器的伸展冲程过程中；

图4是放大的截面侧视图，展示了图1中所示出的减振器的活塞组件，该活塞组件处于减振器的压缩冲程过程中；并且

图5是展示出根据本披露的另一实施例的依赖频率的阀组件的放大截面视图。

具体实施方式

以下对于优选实施例的描述实质上仅仅是示例性的，而决非意在限制本披露、其应用或用途。

现在参考附图，附图中同样的参考数字贯穿这些视图指代同样的或相应的部分，图1中示出了结合了具有根据本披露的依赖频率的减振器的悬架系统的车辆，该车辆总体用参考数字10指代。车辆10包括后悬架12、前悬架14和车身16。后悬架12具有适配成操作性地支撑车辆的后轮18的横向延伸的后桥组件(未示出)。该后桥组件借助一对减振器20和一对螺旋弹簧22操作性地连接到车身16上。类似地，前悬架14包括操作性地支撑该车辆的前轮24的横向延伸的前桥组件(未示出)。该前桥组件借助第二对减振器26和一对螺旋弹簧28操作性地连接到车身16上。减振器20和26用来衰减车辆10的非簧载部分(即，分别为前悬架12和后悬架14)以及簧载部分(即，车身16)的相对运动。虽然车辆10已经被描绘成具有前车桥组件和后车桥组件的乘用车，但减振器20和26可以用于其他类型的车辆或在其他类型的应用中使用，例如结合前独立悬架系统和/或后独立悬架系统的车辆。此外，如在此使用的术语“减振器”通常指的是阻尼器，并且因此将包括麦弗逊式滑柱。

现在参照图2，更详细地示出了减振器20。尽管图2只示出了减振器20，但应当理解，减振器26也包括以下描述的用于减振器20的活塞组件。减振器26与减振器20的不同之处仅在于其被适配成连接到车辆10的簧载部分和非簧载部分上的方式。减振器20包括压力管30、活塞组件32和活塞杆34。

压力管30限定流体室42。活塞组件32被可滑动地布置在压力管30内，并且将流体室42划分为上工作室44和下工作室46。密封件48被布置在活塞组件32与压力管30之间以允许活塞组件32相对于压力管30滑动而不产生不适当的摩擦力、并将上工作室44与下工作室46密封隔开。活塞杆34被附接到活塞组件32上，并且延伸穿过上工作室44并穿过封闭压力管30的上端的上端盖50。密封系统52密封上端盖50与活塞杆34之间的界面。活塞杆34的与活塞组件32相反的末端被适配成紧固到车辆10的簧载部分或非簧载部分上。在优选实施例中，活塞杆34被紧固到车身16或车辆10的簧载部分上。压力管30被填充有流体并且其包括用于附接到该车辆的簧载或非簧载部分上的配件54。在优选实施例中，配件54被紧固到该车辆的非簧载部分上。因此，该车辆的悬架运动将引起活塞组件32相对于压力管30的伸展或压缩运动。活塞组件32在压力管30内运动的过程中，活塞组件32内的阀调节对上工作室44与下工作室46之间的流体运动进行控制。

现在参照图3和图4，活塞组件32被附接到活塞杆34上并且包含活塞体60、压缩阀组件62、伸展或回弹阀组件64以及依赖频率的阀组件66。活塞杆34包括位于活塞杆34的末端(该末端被布置在压力管30内)上的缩小直径的区段68，以形成用于安装活塞组件32的部件的肩台70。依赖频率的阀组件66被定位在缩小直径的区段68上。依赖频率的阀组件66的相反端附接至活塞柱72。活塞柱72包括缩小直径的区段74以形成肩台76，该肩台用于安装活塞体60、压缩阀组件62和回弹阀组件64。活塞体60位于缩小直径的区段74上，其中，压缩阀组件62位于活塞体60与肩台76之间，并且回弹阀组件64位于活塞体60与活塞柱72的螺纹端78之间。固位螺母80以螺纹方式或滑动地被接纳在活塞柱72的螺纹端78或缩小直径的区段74上，以便将活塞体60、压缩阀组件62以及伸展或回弹阀组件64紧固到活塞柱72上。活塞体60限定了多个压缩流动通道82以及多个回弹流动通道84。

压缩阀组件62包含压缩阀板90、阀门停止件92和弹簧94。阀板90邻近活塞体60布置以覆盖该多个压缩流动通道82。阀门停止件92邻近肩台76来布置并且弹簧94被布置在阀板90与阀门停止件92之间以使阀板90偏置抵靠活塞体60。在减振器20的压缩冲程过程中，流体压力在下工作室46中增长直到穿过压缩流动通道82施加到阀板90上的流体压力克服由弹簧94提供的载荷。阀板90将离开活塞体60并且压缩弹簧94以打开压缩流动通道82，从而允许流体从下工作室46流动至上工作室44，如图4中箭头96所示。

回弹阀组件64包括一个或多个阀板98、弹簧座100和弹簧102。阀板98邻近活塞体60布置以覆盖该多个回弹流动通道84。弹簧座100紧邻阀板98布置。弹簧102被布置在弹簧座100与固位螺母80之间，从而使弹簧座100偏置抵靠阀板98并且使阀板98偏置抵靠活塞体60。固位螺母80被拧到活塞柱72的螺纹端78上以使阀板98抵靠活塞体60，从而使用弹簧102和弹簧座100来关闭回弹流动通道84。在减振器20的伸展冲程过程中，流体压力在上工作室44中增长直到穿过回弹流动通道84施加到阀板98上的流体压力克服由弹簧102提供的载荷。阀板98将离开活塞体60并且压缩弹簧102以打开回弹流动通道84，从而允许流体从上工作室44流动至下工作室46，如图3中箭头104所示。

现在参照图3和图4，展示了依赖频率的阀组件66。依赖频率的阀组件66包含壳体组件110、回弹滑阀组件112以及压缩滑阀组件114。壳体组件110包括上壳体116和下壳体118。上壳体116以螺纹方式或以其他方式附接到活塞杆34的末端上。下壳体118在一端以螺纹方式或以其他方式附接到上壳体116并且在相反端以螺纹方式或以其他方式附接到活塞柱72。

回弹滑阀组件112在回弹冲程过程中起作用并且包括末端停止件120a、滑阀122a、阀体124a、阀座板126a、界面128a以及盘片组130a。滑阀122a被布置在由壳体组件110限定的空腔132内。滑阀122a被滑动地布置在阀体124a和壳体组件110两者内。

阀体124a通过焊接或本领域中已知的其他手段被固定地紧固到壳体组件110。阀座板126a邻近阀体124a布置使得穿过阀体124a延伸的滑阀122a的轴134a能够接触阀座板126a。界面128a位于阀座板126a的与滑阀122a相反的一侧上。盘片组130a包括与界面128a直接接触的一个或多个盘片136a以及盘片壳体138a，一个或多个盘片136a使用固位器附接至该盘片壳体。

现在参照图4，除了压缩滑阀组件114a相对于回弹滑阀组件112旋转180°，该压缩滑阀组件与回弹滑阀组件112相同地使得该压缩滑阀组件在压缩冲程过程中起作用。压缩滑阀组件114包括末端停止件120b、滑阀122b、阀体124b、阀座板126b、界面128b以及盘片组130b。滑阀122b被布置在由壳体组件110限定的空腔132内。滑阀122b被可滑动地布置在阀体124b与壳体组件110两者内。

阀体124b通过焊接或本领域中已知的其他手段被固定地紧固到壳体组件110。阀座板126b邻近阀体124b布置使得穿过阀体124b延伸的滑阀122b的轴134b能够接触阀座板126b。界面128b位于阀座板126b的与滑阀122b相反的一侧上。盘片组130b包括与界面128b直接接触的一个或多个盘片136b以及盘片壳体138b，一个或多个盘片136b使用固位器附接至该盘片壳体。

图4展示了在减振器20的压缩冲程过程中的流体流动。在压缩冲程过程中，下工作室46中以及压缩流动通道82中的流体压力增大。压缩流动通道82中的流体压力将增大直到在阀板90上的偏置载荷增大到以下程度：弹簧94被压缩并且阀板90整个升起脱离活塞体60以完全打开多个压缩流动通道82，如箭头96所示。压缩阀组件62是具有硬阻尼特性的被动阀组件。

在压缩冲程开始时，流体在压缩阀组件62打开之前会流过由箭头140指示的旁通流体流动路径，该旁通流体流动路径旁通活塞体60、压缩阀组件62和回弹阀组件64。流动路径140从下工作室46穿过在活塞柱72中的轴向通道152并进入由壳体组件110与回弹滑阀组件112限定的旁通室154a中。流动路径140围绕或穿过盘片组130a、穿过止回阀156a并且进入阀座板126a中的轴向通道160a、以及穿过滑阀122a中的轴向通道162a行进而进入由壳体组件110在压缩滑阀组件114与回弹滑阀组件112之间限定的空腔132中。

流动路径140穿过滑阀122b中的轴向通道160b以及阀座板126b中的轴向通道162b行进、围绕或穿过盘片组130b并且穿过径向端口166(该径向端口延伸穿过壳体组件110)进入上工作室44中。

在休止位置中，滑阀122a和122b二者与其相应的末端停止件120a和120b接触并且每一个末端停止件120a和120b与壳体组件110接触。滑阀122a和122b的各自的轴134a和134b与其相应的阀座板126a和126b接触，这些相应的阀座板与其相应的界面128a和128b接触。每一个盘片组130a和130b作为弹簧来起作用并且对其相应的界面128a和128b预加载荷使其抵靠其相应的阀座板126a和126b。在此位置中，阀体124a和124b各自的止回阀170a和170b被关闭。

在压缩运动中，流动路径140将穿过活塞柱72中的轴向通道152进入依赖频率的阀组件66并且进入室154a。流体流动140将穿过或围绕盘片组130a、穿过止回阀156a、穿过轴向通道160a和162a行进并进入空腔132中。这种流体流动将使空腔132加压，从而导致作用力沿着阀座板126b方向施加在滑阀122b上。阀体124b上的止回阀170b将保持关闭并且位于滑阀122b相反侧上的室180b内的流体将穿过位于止回阀170b与阀体124b之间的可调孔口184b而被迫离开。使用箭头190b对其进行展示。

在低频压缩运动中，有足够的时间来将滑阀122b和阀体124b之间的室180b中的流体压出，这样滑阀122b能够移动，使得通过滑阀122b的轴134b，阀座板126b和界面128b的移动将引起阀座板126b与界面128b之间的预载荷增大。预载荷增大，使得与此同时在阀座板126b和界面128b之间工作的载荷由于轴向通道160b和162b的流体压力而不能够使界面128b与阀座板126b分离，从而导致阀门关闭。因此，将不存在从下工作室46至上工作室44的流动140，因为滑阀122b的轴134b将保持坐在阀座板126b上。因此，低频阻尼特性将与压缩阀组件62产生的固有阻尼相同。

在高频压缩运动中，没有足够的时间来将滑阀122b与阀体124b之间的室180b中的流体压出。在此情境下，滑阀122b的轴134b不能够移动阀座板126b并且阀座板126b和界面128b之间的预载荷不会增大。同时，流动穿过轴向通道160b和162b的流体压力将作用在界面128b上，并且这个流体压力将能够使界面128b与阀座板126b分离，从而导致从下工作室46至上工作室44的流体流动140。这种流体流动将导致压缩阻尼的下降。

图3展示了在减振器20的回弹(伸展)冲程过程中的流体流动。在回弹(伸展)运动中，流动路径140将穿过壳体组件110中的径向端口166进入依赖频率的阀组件66并且进入室154b。流体流动140将经过或穿过盘片组130b、穿过止回阀170b、穿过轴向通道162b和160b行进并进入空腔132中。这种流体流动将使空腔132加压，从而导致作用力沿着阀座板126a方向施加在滑阀122a上。阀体124a上的止回阀170a将保持关闭并且在滑阀122a的相反侧上的室180a内的流体将穿过位于止回阀170a与阀体124a之间的可调孔口184a而被被迫离开。使用箭头190a对其进行展示。

在低频压缩运动中，有足够的时间来将滑阀122a和阀体124a之间的室180a中的流体压出，这样滑阀122a能够移动，使得通过滑阀122a的轴134a，阀座板126a与界面128a之间的移动将引起阀座板126a与界面128a之间的预载荷增大。预载荷增大，使得与此同时在阀座板126a和界面128a之间工作的载荷由于轴向通道162a和160a的流体压力而不能够使界面128a与阀座板126a分离，从而导致阀门关闭。因此，将不存在从上工作室44至下工作室46的流动140，因为滑阀122a的轴134a将保持坐在阀座板126a上。因此，低频阻尼特性将与回弹阀组件64产生的固有阻尼相同。

在高频压缩运动中，没有足够的时间来将滑阀122a与阀体124a之间的室180a中的流体压出。在此情境下，滑阀122a的轴134a不能够移动阀座板126a并且阀座板126a与界面128a之间的预载荷将不会增加。同时，流动穿过轴向通道162a和160a的流体压力将作用在界面128a上，并且这个流体压力将能够使界面128a与阀座板126a分离，从而导致从上工作室44至下工作室46的流体流动140。这种流体流动将导致回弹阻尼下降。

现在参照图5，展示了根据本披露的另一个实施例的活塞组件232。除了添加回弹弹簧250，活塞组件232与活塞组件32相同。如图5中所展示，壳体组件110的下壳体118配备有直径局部增大的下弹簧座252，该下弹簧座是下壳体118的机加工部分或者是通过焊接或通过本领域其他已知手段被紧固到下壳体118上的分开的部件。回弹弹簧250在下弹簧座252与上弹簧座254之间延伸。上弹簧座254被滑动地接纳在活塞杆34和/或壳体组件110上并且该上弹簧座操作以使回弹弹簧250与活塞杆34和/或壳体组件110对准。依赖频率的阀组件66的使用与回弹弹簧250的使用的结合允许改善车辆的舒适性和侧倾。用于与活塞组件32相关联的依赖频率的阀组件66的以上描述的操作、功能和流体流动与活塞组件232相同。

本发明的说明在本质上仅是示例性的，并且因此，没有脱离本发明的主旨的变体旨在处于本发明的范围之内。这种变体不应视作脱离本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种减振器，包括：

限定了一个流体室的一个压力管；

布置在所述压力管内的一个活塞组件，所述活塞组件将所述流体室分成一个上工作室和一个下工作室；

延伸穿过所述上工作室并突出到所述压力管之外的一个活塞杆，所述活塞组件被附接到所述活塞杆上；

被定位在所述上工作室内并被附接到所述活塞杆上的一个依赖频率的阀组件，所述依赖频率的阀组件包括：

被附接到所述活塞杆上的一个壳体，所述壳体限定一个流体空腔；

被布置在所述流体空腔内的一个第一滑阀组件，所述第一滑阀组件包括一个第一滑阀和一个第一旁通阀组件；

被布置在所述流体空腔内的一个第二滑阀组件，所述第二滑阀组件包括一个第二滑阀和一个第二旁通阀组件；其中

所述第一滑阀和第二滑阀在所述流体空腔内的运动对应地控制打开所述第一旁通阀组件和第二旁通阀组件所需的流体压力的量。

2.根据权利要求1所述的减振器，其中，所述依赖频率的阀组件控制从所述上工作室至所述下工作室的流体流动。

3.根据权利要求2所述的减振器，其中，所述依赖频率的阀组件控制从所述下工作室至所述上工作室的流体流动。

4.根据权利要求1所述的减振器，其中，所述依赖频率的阀组件控制从所述下工作室至所述上工作室的流体流动。

5.根据权利要求1所述的减振器，其中，所述壳体附接至活塞柱，该活塞柱限定了在所述下工作室与所述流体空腔之间延伸的一个流体通道。

6.根据权利要求1所述的减振器，其中，所述第一滑阀限定与所述上工作室直接处于流体连通的一个流体通道。

7.根据权利要求5所述的减振器，其中，所述第二滑阀限定与所述下工作室直接处于流体连通的一个流体通道。

8.根据权利要求1所述的减振器，其中，所述第二滑阀限定与所述下工作室直接处于流体连通的一个流体通道。

9.根据权利要求1所述的减振器，其中，所述第一旁通阀组件包括一个第一界面和一个第一阀座板，所述依赖频率的阀组件进一步包括将所述界面偏置成与所述第一阀座板接合的一个第一偏置构件，所述第一界面和所述第一阀座板限定一个第一旁通室。

10.根据权利要求9所述的减振器，其中，所述第二旁通阀组件包括一个第二界面和一个第二阀座板，所述依赖频率的阀组件进一步包括将所述界面偏置成与所述第二阀座板接合的一个第二偏置构件，所述第二界面和所述第二阀座板限定一个第二旁通室。

11.根据权利要求10所述的减振器，其中，所述第二滑阀限定与所述第二旁通室处于流体连通的一个第二流体通道。

12.根据权利要求10所述的减振器，其中，由所述第二滑阀限定的一个流体通道与所述下工作室直接处于流体连通。

13.根据权利要求9所述的减振器，其中，所述第一滑阀限定与所述第一旁通室处于流体连通的一个第一流体通道。

14.根据权利要求13所述的减振器，其中，由所述第一滑阀限定的所述第一流体通道与所述上工作室直接处于流体连通。

15.根据权利要求1所述的减振器，其中，所述第一滑阀限定与所述第一旁通阀组件处于直接流体连通的一个流体通道。

16.根据权利要求15所述的减振器，其中，所述第二滑阀限定与所述第二旁通阀组件处于直接流体连通的一个流体通道。