CN106763428B - 一种被动式双偏频变阻尼减振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种被动式双偏频变阻尼减振器，该减振器包括：上端盖、骨架油封、导向器、内缸筒、外缸筒、活塞总成、底阀总成、吊耳，其中，所述减振器还包括置于内缸筒中的活塞杆、与活塞杆螺纹连接的套杆、套在所述套杆外围的内质量块、安装在套杆与内质量块之间的内上弹簧、套在内质量块外围的外质量块、安装在套杆与外质量块之间的外上弹簧、与套杆螺纹连接的活塞安装座、安装在活塞安装座与内质量块之间的内下弹簧、安装在活塞安装座与外质量块之间的外下弹簧。本发明解决了原有的减振器无法使车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷三个评价指标都有所降低，导致整车行驶平顺性不高的问题。

Description

一种被动式双偏频变阻尼减振器

技术领域

本发明涉及一种用于汽车悬架上的减振器，具体的说是一种阻尼特性随激励频率而变化的被动式双偏频变阻尼减振器。

背景技术

随着汽车技术的发展，人们愈来愈重视对行驶平顺性的改善。乘坐舒适性好的车辆往往被定位成高端、高品质和先进技术的象征，既能带给顾客良好的驾乘感觉，又可以为企业带来可观的经济效益。

汽车的行驶平顺性主要取决于悬架参数与整车性能的匹配，尤其是减振器阻尼特性的合理设置。平顺性的三个评价指标：车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷随悬架相对阻尼系数的变化趋势是不同的，因此单纯的增阻或降阻无法实现三个评价指标的同时改善。目前广泛应用于汽车悬架上的普通减振器，阻尼力仅取决于车身与车轮间的相对运动速度，无法根据车辆的不同行驶工况和路面激励调节其阻尼特性，因而难以实现汽车平顺性三个评价指标的同时提高。

近年来兴起的主动悬架技术可以根据汽车的运动和路面状况，适时地调节悬架的刚度和阻尼，使其始终处于最佳减振状态。但是，此种技术需要在车辆上安装复杂的传感器测试装置、执行机构和控制器。与普通被动悬架相比，其成本高昂，结构复杂，难以普及。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺点，本发明的目的是，提供一种阻尼特性可随激励频率变化的被动式双偏频变阻尼减振器，它可以辨识出使车身与车轮振动最为剧烈的激励频率，进而增大减振器阻尼，使车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷三个评价指标都有所降低，从而最大程度地提高整车的行驶平顺性。

本发明所采用的技术方案是，一种被动式双偏频变阻尼减振器，该减振器包括：上端盖、骨架油封、导向器、内缸筒、外缸筒、活塞总成、底阀总成、吊耳，其特征在于：所述减振器还包括置于内缸筒中的活塞杆、与活塞杆螺纹连接的套杆、套在所述套杆外围的内质量块、安装在套杆与内质量块之间的内上弹簧、套在内质量块外围的外质量块、安装在套杆与外质量块之间的外上弹簧、与套杆螺纹连接的活塞安装座、安装在活塞安装座与内质量块之间的内下弹簧、安装在活塞安装座与外质量块之间的外下弹簧，紧固螺母将活塞总成固定在活塞安装座上。

进一步地，在上述一个优选的方案中，所述内质量块与内上弹簧、内下弹簧构成第一振动系统，该第一振动系统具有与车身共振偏频相同的共振频率；所述外质量块与外上弹簧、外下弹簧构成第二振动系统，该第二振动系统具有与车轮共振偏频相同的共振频率。

进一步地，在上述一个优选的方案中，在所述外质量块上开设有第一流通孔、在所述内质量块上开设有第二流通孔、在所述套杆上开设有第三流通孔、在活塞安装座上开设有第四流通孔及阻尼小孔，各个所述流通孔在车辆静止时轴线重合，在车轮或车身接近共振时错位。

进一步地，在上述一个优选的方案中，所述活塞杆为断开式活塞杆，其将所述内缸筒分为有杆腔和无杆腔，所述减振器在复原行程时，有杆腔中的部分油液经过活塞总成上的节流通道流入无杆腔，部分油液经底阀总成上的补偿阀从储油腔流入无杆腔。

进一步地，在上述一个优选的方案中，所述减振器在压缩行程时，无杆腔中的部分油液经活塞总成上的节流通道流入有杆腔，部分油液经活塞杆下端的阻尼通道流入有杆腔，无杆腔中的部分油液还经底阀总成上压缩阀流入储油腔中。

与现有技术相比，本发明所述的一种被动式双偏频变阻尼减振器，达到了如下技术效果：

1.本发明在对阻尼特性进行调节时，利用了双质量块结构，该结构随着车辆振动频率的变化，自动调节减振器阻尼特性，尤其在车身或车轮达到共振频率时，质量块与活塞杆的相对位移最大，流通面积最小，从而产生最大的阻尼力，使车辆迅速减振，提高了车辆的行驶平顺性。

2.本发明结构简单，由普通双筒减振器改造而成，巧妙的利用双质量块结构就达到了随着车辆振动频率的变化调节减振器阻尼的特征，容易制造，且制造成本低。

3.该减振器结构在一定程度上化解了行驶安全性与乘坐舒适性的矛盾，使减振器匹配多了一个可调的维度。可在一定程度上使车辆行驶安全性与乘坐舒适性都得到优化，即用一种被动减振器的结构，在一定程度上实现了半主动减振器可实现的效果。

附图说明

图1是本发明所述的被动式双偏频变阻尼减振器的整体结构的剖面示意图。

图2是分别在三种减振器作用下，车身加速度对路面激励的幅频特性曲线图。

图3是分别在三种减振器作用下，轮胎动载荷对路面激励的幅频特性曲线图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

本发明的目的是要提供一种与车辆振动频率相关的减振器结构方案，使减振器的阻尼特性随车辆行驶过程中激励频率的变化而相应改变。具体地说，就是减振器在车身或车轮接近共振时会增大阻尼力，从而抑制车身或车轮的剧烈振动，使车辆快速减振的效果，从而提高车辆的行驶平顺性。

如图1所示，本发明实施例公开了一种被动式双偏频变阻尼减振器，该减振器的结构包括：上端盖1、骨架油封2、导向器3、内缸筒4、外缸筒5、活塞总成13、底阀总成15、吊耳16。油封2的作用主要是将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离，不至于让润滑油渗漏。本发明的减震器采用双筒式的结构，具有内外两个筒，由于活塞杆的进入与抽出，内筒中油的体积随之增大与收缩，因此要通过与外筒进行交换来维持内筒中油的平衡。此外，它还包括一种断开式的活塞杆6，与活塞杆6螺纹连接的套杆7、套在套杆7外围的内质量块11、安装在套杆7与内质量块11之间的内上弹簧9、套在内质量块11外围的外质量块10、安装在套杆7与外质量块之间的外上弹簧8、与套杆7螺纹连接的活塞安装座12、安装在活塞安装座12与内质量块之间的内下弹簧21、安装在活塞安装座12与外质量块之间的外下弹簧22，活塞总成13通过紧固螺母14固定在活塞安装座12上。其中，上述断开式的活塞杆6是指活塞杆6的其中一端不直接与底部的底阀总成15相连接，二者之间具有一段间隔。

内质量块11与内上弹簧9、内下弹簧21构成第一振动系统，该第一振动系统的共振频率与车身共振偏频相同(通过合理匹配内上弹簧9、内下弹簧21的刚度与内质量块11的质量，可实现第一振动系统的共振频率与车身共振偏频相同)。外质量块10与外上弹簧8、外下弹簧22构成第二振动系统，该第二振动系统的共振频率与车轮共振偏频相同(通过合理匹配外上弹簧8、外下弹簧22的刚度与外质量块10的质量，可实现第二振动系统的共振频率与车轮共振偏频相同)。车身接近共振时，会引起内质量块11的振动加剧；车轮接近共振时，会引起外质量块10的振动加剧。

作为本发明一个优选的实施方式，该减振器还包含一种流通面积随激励频率而变化的阻尼通道。具体来说，该阻尼通道由外质量块上的第一流通孔19、内质量块上的第二流通孔20、套杆7上的第三流通孔18、活塞安装座12上的第四流通孔23及阻尼小孔24构成。该阻尼通道的特点是：车辆静止时，流通孔18、19、20的轴线重合，阻尼通道的流通面积最大；当车身或车轮接近共振时，会引起两个质量块10、11的振动加剧，从而使外、内质量块上的两个流通孔19、20与套杆上的第三流通孔18错位增加，进而减小阻尼通道的流通面积，增加减振器的阻尼。其中，第四流通孔23和阻尼小孔24使经过流通孔18、19、20的油液可以在有杆腔A和无杆腔B之间流动，阻尼小孔24可以对流通面积随激励频率而变化的阻尼通道的阻尼范围进行调节。

当减振器在复原行程(也即减振器为拉伸行程)时，有杆腔A体积减小，压力增大，无杆腔B体积增大，压力减小。此时，有杆腔A中的一部分油液经过活塞总成13上的节流通道流入无杆腔B，另一部分油液经活塞杆下端的流通面积随激励频率而变化的阻尼通道(即由第一流通孔19、第二流通孔20、第三流通孔18、第四流通孔23和阻尼小孔24组成的此阻尼通道)流入无杆腔B。流通面积随激励频率而变化的阻尼通道在车身、车轮两个共振偏频时，流通面积最小，减振器阻尼力最大，车身或车轮的振动衰减最快。

由于有杆腔A流入无杆腔B的油液不足以填补无杆腔B的体积增大，还有一部分油液经底阀总成15上的补偿阀由储油腔C流入无杆腔B。其中，导向器3上开设有回油孔17，使导向器3与油封2之间的油液回到储油腔C中。

当减振器在压缩行程时，有杆腔A体积增大，压力减小，无杆腔B体积减小，压力增大。无杆腔B中的一部分油液经过活塞总成13上的节流通道流入有杆腔A，另一部分油液经活塞杆下端的流通面积随激励频率而变化的阻尼通道(即由第一流通孔19、第二流通孔20、第三流通孔18、第四流通孔23和阻尼小孔24组成的此阻尼通道)流入有杆腔A。流通面积随激励频率而变化的阻尼通道在车身、车轮两个共振偏频时，流通面积最小，减振器阻尼力最大，车身或车轮的振动衰减最快。此时，无杆腔B中的油液不止流入有杆腔A，还有一部分油液经底阀总成15上的压缩阀流入储油腔C。需要说明的是，上述补偿阀、压缩阀以及节流通道在现有的减振器结构中属于常规设置，故在本发明中不作具体解释。

如图2所示，图2为分别在三种减振器作用下，车身加速度对路面激励的幅频特性曲线图。图2中，横坐标表示激励频率，纵坐标表示车身加速度对路面激励的幅频特性值，由图中可以看出，采用本发明所述的被动式双偏频变阻尼减振器在车辆的两个共振频率附近产生高阻尼，在非共振频率产生低阻尼，从而使整个幅频特性所覆盖的面积最小，即传递到车身的振动幅度最小，因而提高了整车的舒适性。

如图3所示，图3为分别在三种减振器作用下，轮胎动载荷对路面激励的幅频特性曲线图。图3中，横坐标表示激励频率，纵坐标表示轮胎动载荷对路面激励的幅频特性值，由图中可以看出，采用本发明所述的被动式双偏频变阻尼减振器在车辆的两个共振频率附近产生高阻尼，在非共振频率产生低阻尼，从而使整个幅频特性所覆盖的面积最小，即轮胎跳离地面的几率最小，因而提高了整车的安全性。

综上，本发明所公开的被动式双偏频变阻尼减振器能够使车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷三个评价指标都有所降低，从而最大程度地提高整车的行驶平顺性和安全性。

值得注意的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限定本发明的专利保护范围，本发明还可以对上述各种零部件的结构进行等效的改进。故凡运用本发明的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含在本发明所涵盖的范围内。

Claims (4)

1.一种被动式双偏频变阻尼减振器，该减振器包括：上端盖、骨架油封、导向器、内缸筒、外缸筒、活塞总成、底阀总成、吊耳，其特征在于：所述减振器还包括置于内缸筒中的活塞杆、与活塞杆螺纹连接的套杆、套在所述套杆外围的内质量块、安装在套杆与内质量块之间的内上弹簧、套在内质量块外围的外质量块、安装在套杆与外质量块之间的外上弹簧、与套杆螺纹连接的活塞安装座、安装在活塞安装座与内质量块之间的内下弹簧、安装在活塞安装座与外质量块之间的外下弹簧，紧固螺母将活塞总成固定在活塞安装座上；

所述内质量块与内上弹簧、内下弹簧构成第一振动系统，该第一振动系统具有与车身共振偏频相同的共振频率；所述外质量块与外上弹簧、外下弹簧构成第二振动系统，该第二振动系统具有与车轮共振偏频相同的共振频率。

2.如权利要求1所述的一种被动式双偏频变阻尼减振器，其特征在于，在所述外质量块上开设有第一流通孔、在所述内质量块上开设有第二流通孔、在所述套杆上开设有第三流通孔、在活塞安装座上开设有第四流通孔及阻尼小孔，各个所述流通孔在车辆静止时轴线重合，在车轮或车身接近共振时错位。

3.如权利要求1所述的一种被动式双偏频变阻尼减振器，其特征在于，所述活塞杆为断开式活塞杆，其将所述内缸筒分为有杆腔和无杆腔，所述减振器在复原行程时，有杆腔中的部分油液经过活塞总成上的节流通道流入无杆腔，部分油液经底阀总成上的补偿阀从储油腔流入无杆腔。

4.如权利要求3所述的一种被动式双偏频变阻尼减振器，其特征在于，所述减振器在压缩行程时，无杆腔中的部分油液经活塞总成上的节流通道流入有杆腔，部分油液经活塞杆下端的阻尼通道流入有杆腔，无杆腔中的部分油液还经底阀总成上压缩阀流入储油腔中。