CN106763441B - 一种阻力自动可调的汽车减震器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻力自动可调的汽车减震器，包括外缸体和活动式装配在外缸体中的内缸体，内缸体中充有液压油，内缸体的下端从外缸体底面上的孔伸出且安装有下吊耳，在外缸体的外壁上安装有上吊耳；所述的内缸体的上端安装有内缸盖，外缸体的上端设置有气室；所述的内缸体中装配有活塞，一根空心连杆的下端穿过所述的活塞且与活塞固定，空心连杆的上端穿出所述的内缸盖并安装在所述的气室上；所述的活塞上贯穿式开设有一对阻尼孔和一对节流孔，阻尼孔上安装有伸张阀、压缩阀，节流孔上设置有节流板和节流柱塞。本发明能够使汽车减震器阻尼力的大小始终与实际路面相匹配，从而提高整车行驶的平顺性。

Description

一种阻力自动可调的汽车减震器
技术领域
本发明属于汽车减震技术领域，具体涉及一种阻力可自动调节的汽车减震器，该减震器的阻尼大小可随汽车载重量的增减而增减，以使得减震器的阻尼大小随车架与车桥的相对速度的增减而增减。
背景技术
车辆在行驶的过程中，经常会遇到颠簸的路面，从而引起车辆的冲击，从而降低车辆乘坐的舒适性，为了使汽车在行驶中所受到的由冲击力引起车架和车身的震动迅速衰减以改善汽车的行驶平顺性，在大多数汽车的悬架系统中都有与弹性组件并联安装的减震器。
但是目前大多数汽车悬架上所使用的减震器其阻尼是固定不变的，在汽车行驶过程中，这种由于减震器的阻尼系数固定不变从而使汽车的许多性能在很大的程度上受到限制。例如，车辆在重载和轻载的情况下其整车质量是不同的，从而对减震器的阻尼系数要求不同，若采用固定阻尼的减震器，势必会对整车的行驶性能受到影响。另外，减震器的阻尼力越大，震动衰减得越快，但却使并联的弹性组件的作用不能充分发挥，并且，过大的阻尼力还可能导致减震器连接件及车架的损坏。
为了解决弹性组件与减震器之间这一矛盾，当减震器能满足以下设计要求时，有效地提升减震器的性能：
1.在悬架的压缩行程(车桥与车架相互移近的行程)内，减震器阻尼力应较小，以便充分利用弹性组件的弹性，以缓冲冲击；2.在悬架伸张的行程(车桥与车架相对远离的行程)内，减震器的阻尼力应大，以求迅速减震；3.当车桥与车架的相对速度过大时，减震器应当能自动加大液流通截面积，使阻尼力始终保持在一定的限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种阻力自动可调节的汽车减震器，该减震器的阻尼大小可根据车辆的实际行驶工况而进行匹配性的调节，从而使车辆行驶的平稳性得到进一步提升。
为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：
一种阻力自动可调的汽车减震器，包括外缸体和活动式装配在外缸体中的内缸体，内缸体中充有液压油，内缸体的下端从外缸体底面上的孔伸出且安装有下吊耳，在外缸体的外壁上安装有上吊耳；所述的内缸体的上端安装有内缸盖，外缸体的上端设置有气室；所述的内缸体中装配有活塞，一根空心连杆的下端穿过所述的活塞且与活塞固定，空心连杆的上端穿出所述的内缸盖并安装在所述的气室上；
所述的活塞上贯穿式开设有一对阻尼孔和一对节流孔，其中一个阻尼孔的上端安装伸张阀，一个阻尼孔的下端安装压缩阀；一个节流孔的上端活动式装配有用于调节该节流孔上端开口大小的节流板，另外一个节流孔中部设置有弯折段，弯折段处活动式安装有用于调节该节流孔过流面积大小的节流柱塞。
进一步地，所述的气室包括固定在外缸体上端的气室下盖，以及安装在气室下盖上的气室上盖，在气室中设置有气室膜片，气室膜片将整个气室分隔成上下两个密封腔体；所述的气室上盖上设置有连接口，用于和汽车的空气弹簧连接。
进一步地，所述的空心连杆内部装配有涨推杆，涨推杆的上端穿过所述的气室下盖进入气室中并固定在所述的气室膜片上，涨推杆的下端设置有呈倒圆锥台形结构的推块；所述的节流板连接在一根联动杆上，联动杆的一端穿入空心连杆并顶在所述推块的侧面，在节流板和空心连杆外壁之间的联动杆上套装有复位弹簧。
进一步地，所述的气室下盖上方的涨推杆上套装有调节板，调节板通过调节螺钉安装在气室下盖上，在调节板与所述的气室膜片之间设置有膜片弹簧，膜片弹簧套装在涨推杆上。
进一步地，所述的弯折段上下的活塞中对称开设有弹簧槽，位于上方的弹簧槽中安装有上柱塞弹簧，位于下方的弹簧槽中安装有下柱塞弹簧，所述的节流柱塞设置在上柱塞弹簧和下柱塞弹簧之间。
进一步地，在静止状态下，所述的节流柱塞完全封堵节流孔。
进一步地，所述的压缩阀中的弹簧的刚度小于伸张阀中的弹簧的刚度，且安装压缩阀的阻尼孔的直径大于安装伸张阀的阻尼孔的直径。
进一步地，所述的内缸体上端的外边沿处设置有一圈卡板，在内缸体外部套装有缸体弹簧，缸体弹簧的上端顶在卡板上，缸体弹簧的下端顶在外缸体的底部。
进一步地，所述的外缸体的外壁上沿轴向开设有安装槽，所述的上吊耳安装在安装槽中。
本发明与现有技术相比具有以下技术特点：
本发明充分考虑到了现有技术中未能涉及到的以下技术问题：
(1)汽车在重载和轻载时对减震器阻尼系数要求的不同；(2)汽车悬架在伸张和压缩行程时对减震器阻尼系数的不同；
从而提出了一种阻尼大小可调节的减震器结构，该减震器可以根据汽车行驶的实际情况来改变减震器的减震系数，以满足汽车行驶时对减震器阻尼的要求，并且当车桥与车架相对速度过大时，减震器可自动加大液流通截面积，使得阻尼力始终保持在一定的限度之内，这样汽车在整个行驶过程中，减震器的阻尼力大小始终能与汽车的实际工况相匹配，有效地改善了汽车减震系统的实际使用性能，可以适用于各类机动车上。
附图说明
图1为本发明的整体装配结构示意图；
图2为图1中A-A剖向图(局部)；
图3为图1中B部分的放大图；
图4为活塞的俯视结构示意图；
图5为图4中C-C剖向图；
图6为图4中D-D剖向图；
图中标号代表：1—气室上盖，2—气室膜片，3—气室下盖，4—外缸体，5—内缸盖，6—内缸体，7—缸体弹簧，8—活塞，9—上柱塞弹簧，10—节流柱塞，11—下柱塞弹簧，12—下吊耳，13—节流板，14—复位弹簧，15—涨椎杆，16—空心连杆，17—上吊耳，18—调节螺钉，19—调节板，20—膜片弹簧，21—压缩阀，22—伸张阀，23—推块，24—节流孔，25—阻尼孔，26—连接口，27—联动杆。
具体实施方式
遵从上述技术方案，如图1至图6所示，本发明公开了一种阻力自动可调的汽车减震器，包括外缸体4和活动式装配在外缸体4中的内缸体6，内缸体6中装有液压油，内缸体6可以相对于外缸体4在轴向上运动，内缸体6的下端从外缸体4底面上的孔伸出且安装有下吊耳12，如图1所示，内缸体6上端的外边沿处设置有一圈卡板，在内缸体6外部套装有缸体弹簧7，缸体弹簧7的上端顶在卡板上，缸体弹簧7的下端顶在外缸体4的底部；缸体弹簧7的作用是减轻内缸体6、外缸体4间的冲击。
在外缸体4的外壁上安装有上吊耳17，如图所示，本方案中，外缸体4的外壁上沿轴向开设有安装槽，所述的上吊耳17安装在安装槽中；安装槽的尺寸大于上吊耳17固定板的尺寸，使得上吊耳17可以在安装槽中移动，以调节最合适的安装位置。上吊耳17连接在汽车的车架上，下吊耳12连接汽车的车桥。
所述的内缸体6的上端固定安装有内缸盖5，外缸体4的上端设置有气室；在未收到外力时，内缸盖5与气室之间保持一定的空间，如图1所示，从而为内缸体6的缓冲留有足够的行程距离；气室包括固定在外缸体4上端的气室下盖3，以及安装在气室下盖3上的气室上盖1，在气室中设置有气室膜片2，气室膜片2将整个气室分隔成上下两个密封腔体，保证两个密封腔体完整且无泄漏；所述的气室上盖1上设置有连接口26，连接口26将上密封腔体和汽车的空气弹簧连接起来。
在内缸体6中装配有活塞8，一根空心连杆16的下端穿过所述的活塞8且与活塞8固定，空心连杆16的上端穿出所述的内缸盖5并安装在所述的气室上；如图4所示，活塞8为圆柱形结构，其中部有孔用于安装在空心连杆16上。
所述的活塞8上贯穿式开设有一对阻尼孔25和一对节流孔24，其中一个阻尼孔25的上端安装伸张阀22，一个阻尼孔25的下端安装压缩阀21；压缩阀21中的弹簧的刚度小于伸张阀22中的弹簧的刚度，且安装压缩阀21的阻尼孔25的直径大于安装伸张阀22的阻尼孔25的直径；一对节流孔24中，其中一个节流孔24的上端活动式装配有用于调节该节流孔24上端开口大小的节流板13，即通过调节节流板13的位置，可对该节流孔24上端进行不同程度的封堵，从而调节上端开口的大小；另外一个节流孔24中部设置有弯折段，弯折段处活动式安装有用于调节该节流孔24过流面积大小的节流柱塞10。
具体地，如图2、图3所示，所述的空心连杆16内部装配有涨推杆15，涨推杆15的上端穿过所述的气室下盖3进入气室中并固定在所述的气室膜片2上，涨推杆15的下端设置有呈倒圆锥台形结构的推块23；所述的节流板13连接在一根联动杆27上，联动杆27的一端穿入空心连杆16并顶在所述推块23的侧面，在节流板13和空心连杆16外壁之间的联动杆27上套装有复位弹簧14。当涨推杆15上下移动时，联动杆27与推块23的接触位置不同，由于推块23是变径结构，因此通过推块23对联动杆27的推动作用，可调节节流板13的位置，从而调节了节流孔24上端开口的大小。
如图1所示，气室下盖3上方的涨推杆15上套装有调节板19，调节板19通过穿过气室下盖3的调节螺钉18安装在气室下盖3上，在调节板19与所述的气室膜片2之间设置有膜片弹簧20，膜片弹簧20套装在涨推杆15上。通过调节弹簧，可以调整调节板19的位置，从而达到调节膜片弹簧20刚度的目的。
如图3所示，安装节流柱塞10的节流孔24，可以看成是三段结构，即上段孔、中段孔和下段孔，其中所述的弯折段即为中段孔。上段孔、下段孔均与活塞8的轴向相同，但不在同一条直线上；中段孔大部分处于水平状态，在两端与上段孔和下段孔连接处为弧形弯折结构。弯折段上下的活塞8中对称开设有同轴设置的弹簧槽，位于上方的弹簧槽中安装有上柱塞弹簧9，位于下方的弹簧槽中安装有下柱塞弹簧11，所述的节流柱塞10设置在上柱塞弹簧9和下柱塞弹簧11之间。在静止状态下，即上柱塞弹簧9和下柱塞弹簧11均未受到外界因素影响时，所述的节流柱塞10正好位于节流孔24中，完全封堵节流孔24，此时的过流面积为零；而当受到震动等外界因素影响时，上柱塞弹簧9或下柱塞弹簧11的长度将发生改变，使得节流柱塞10向上或向下移动，部分进入到弹簧槽中，此时节流孔24中产生一定的过留面积，允许介质流过。
下面结合附图说明本发明的一次动用过程：
使用时将减震器上吊耳17连接在车架上，根据车架与车桥间的距离调整上吊耳17在安装槽中的位置，下吊耳12连接在车桥上，然后根距整车初始载重量通过调节螺钉18来对膜片弹簧20的刚度进行调节，从而使减震器处于最佳初始状态。
首先将气室上腔的连接口26与整车的空气弹簧中的高压气体接通，当整个车辆处于空载时，由于整车空气弹簧中的压力较低，此时气室上腔内的气室膜片2所受到气室的压力小于膜片弹簧20的弹力，从而气室膜片2不能推动涨椎杆；而由于涨椎杆没有上下运动，所以节流板13此时处于静止状态，节流孔24上端的开口处于最大状态，此时液压油穿过活塞8在内缸体6的上下腔之间流通时，所受到的阻力较小，所以此时减震器处于一个小阻尼减震状态。
当整车处于重载状态时，由于整车空气弹簧中的压力较高，此时气室上腔充满高压气体，此时气室膜片2所受到的压力大于膜片弹簧20的弹力，从而使气室膜片2在高压气体的作用下向下产生变形，由于气室膜片2向下的变形从而推动涨椎杆在空心连杆16内向下移动，由于涨椎杆向下移动，此时节流板13在涨椎杆前端涨椎楔形斜面的作用下向左移动，由于节流板13向左移动，从而使活塞8上的节流面积减小，从而使油液在油缸上下腔之间流动时，所受到的阻力变大，所以此时减震器处于一个大阻尼的减震状态。
当整车载重量减小时，此时会使整车空气弹簧中的压力减小，此时气室膜片2所受到的气室压力小于膜片弹簧20的弹力，气室膜片2在膜片弹簧20弹力的作用下向上移动，从而带动涨椎杆向上运动，此时节流板13在节流弹簧的作用下向右移动，从而使活塞8上的节流面积增大，从而使油液在油缸上下腔流动时，所受到的阻力变小，所以减震器又从大阻尼状态变为小阻尼状态。
由于整车空气弹簧的压力会随整车载重量的改变而改变，从而使气室膜片2的变形随整车载重量的改变而改变、从而使涨椎杆的上下移动随整车载重量的改变而改变、从而使节流板13的左右移动随整车载重量的改变而改变、从而使节流口的大小随整车载重量的改变而改变，最后使减震器的阻尼随整车载重量的改变而改变。如此，减震器的阻尼会随着整车载重量的不同而自动调节，从而满足汽车在重载和轻载时对减震器阻尼系数要求的不同这一条件。
如图4至图6所示，在减震器的活塞8上分别开有压缩阀21的阻尼孔25与伸张阀22的阻尼孔25。在汽车行驶过程中，当车轮相对车身移开，减震器受拉伸，从而使连接车架的上吊耳17上移，连接车桥的下吊耳12下移，从而使活塞8在外缸体4的带动下向上移动，活塞8上腔压力升高，此时油液压力大于伸张阀22的弹簧弹力，伸张阀22打开，油液通过伸张阀22阻尼孔25流入活塞8下腔，此时油液受到一定的节流阻力，从而使震动衰减。当车桥移近车架时，减震器受压缩，减震器活塞8在外缸体4的带动下下移，活塞8下面腔室容积减小，压力升高，此时油液压力大于压缩阀21的弹簧弹力，压缩阀21打开，油液通过压缩阀21阻尼孔25流入活塞8上腔，此时油液受到一定节流阻力，从而使震动衰减。由于伸张阀22阻尼孔25的直径小于压缩阀21阻尼孔25的直径，伸张阀22的弹簧刚度大于压缩阀21的弹簧刚度，因此在伸张行程时减震器的阻尼力大于压缩行程时的阻尼力，因此可实现减震器在悬架压缩行程内，减震器阻尼力应较小，以便充分利用弹性组件的弹性，以缓冲冲击。在悬架伸张行程内，减震器的阻尼力应大，以求迅速减震的技术要求。
在汽车行驶时，当车架与车桥相向运动的相对速度过大时，减震器惯性节流柱塞10会在惯性力与上柱塞弹簧9、下柱塞弹簧11和弹力的作用下向下运动，从而使节流通道打开，加大液流通道截面积，使减震器的阻尼力始终保持在一定限度之内，从而避免汽车承受过大的冲击载荷。同样，当车架与车桥向反运动的相对速度过大时，减震器惯性节流柱塞10会在惯性力与上柱塞弹簧9、下柱塞弹簧11和弹力的作用下向上运动，从而使节流通道打开加大液流通道截面积，从而使减震器的阻尼力始终保持在一定限度之内，从而避免汽车承受过大的冲击载荷。另外由于外缸体4和内缸体6之间存在缸体弹簧7，所以可以减缓内外缸体4之间的冲击载荷。
如此，在汽车行驶的过程中，减震器的阻尼力会随整车载重量的多少而自动调节；在悬架压缩和伸张两个不同的行程内，减震器的阻尼力不同从而满足悬架压缩和伸张两个不同的行程内对减震器性能要求的不同；当车架与车桥的相对运动速度过大时，减震器能够自动的加大液流通道的截面积，使阻尼力始终保持在一定的限度之内，从而避免承受过大的冲击载荷。

Claims (7)

1.一种阻力自动可调的汽车减震器，包括外缸体(4)和活动式装配在外缸体(4)中的内缸体(6)，内缸体(6)中充有液压油，内缸体(6)的下端从外缸体(4)底面上的孔伸出且安装有下吊耳(12)，在外缸体(4)的外壁上安装有上吊耳(17)；其特征在于，所述的内缸体(6)的上端安装有内缸盖(5)，外缸体(4)的上端设置有气室；所述的内缸体(6)中装配有活塞(8)，一根空心连杆(16)的下端穿过所述的活塞(8)且与活塞(8)固定，空心连杆(16)的上端穿出所述的内缸盖(5)并安装在所述的气室上；
所述的活塞(8)上贯穿式开设有一对阻尼孔(25)和一对节流孔(24)，其中一个阻尼孔(25)的上端安装伸张阀(22)，一个阻尼孔(25)的下端安装压缩阀(21)；一个节流孔(24)的上端活动式装配有用于调节该节流孔(24)上端开口大小的节流板(13)，另外一个节流孔(24)中部设置有弯折段，弯折段处活动式安装有用于调节该节流孔(24)过流面积大小的节流柱塞(10)；
所述的外缸体(4)的外壁上沿轴向开设有安装槽，所述的上吊耳(17)安装在安装槽中；
所述的压缩阀(21)中的弹簧的刚度小于伸张阀(22)中的弹簧的刚度，且安装压缩阀(21)的阻尼孔(25)的直径大于安装伸张阀(22)的阻尼孔(25)的直径。
2.如权利要求1所述的阻力自动可调的汽车减震器，其特征在于，所述的气室包括固定在外缸体(4)上端的气室下盖(3)，以及安装在气室下盖(3)上的气室上盖(1)，在气室中设置有气室膜片(2)，气室膜片(2)将整个气室分隔成上下两个密封腔体；所述的气室上盖(1)上设置有连接口(26)，用于和汽车的空气弹簧连接。
3.如权利要求2所述的阻力自动可调的汽车减震器，其特征在于，所述的空心连杆(16)内部装配有涨推杆(15)，涨推杆(15)的上端穿过所述的气室下盖(3)进入气室中并固定在所述的气室膜片(2)上，涨推杆(15)的下端设置有呈倒圆锥台形结构的推块(23)；所述的节流板(13)连接在一根联动杆(27)上，联动杆(27)的一端穿入空心连杆(16)并顶在所述推块(23)的侧面，在节流板(13)和空心连杆(16)外壁之间的联动杆(27)上套装有复位弹簧(14)。
4.如权利要求3所述的阻力自动可调的汽车减震器，其特征在于，所述的气室下盖(3)上方的涨推杆(15)上套装有调节板(19)，调节板(19)通过调节螺钉(18)安装在气室下盖(3)上，在调节板(19)与所述的气室膜片(2)之间设置有膜片弹簧(20)，膜片弹簧(20)套装在涨推杆(15)上。
5.如权利要求1所述的阻力自动可调的汽车减震器，其特征在于，所述的弯折段上下的活塞(8)中对称开设有弹簧槽，位于上方的弹簧槽中安装有上柱塞弹簧(9)，位于下方的弹簧槽中安装有下柱塞弹簧(11)，所述的节流柱塞(10)设置在上柱塞弹簧(9)和下柱塞弹簧(11)之间。
6.如权利要求5所述的阻力自动可调的汽车减震器，其特征在于，在静止状态下，所述的节流柱塞(10)完全封堵节流孔(24)。
7.如权利要求1所述的阻力自动可调的汽车减震器，其特征在于，所述的内缸体(6)上端的外边沿处设置有一圈卡板，在内缸体(6)外部套装有缸体弹簧(7)，缸体弹簧(7)的上端顶在卡板上，缸体弹簧(7)的下端顶在外缸体(4)的底部。
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