CN107091293A - 一种电磁式阻尼连续可调减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁式阻尼连续可调减振器，解决了电磁阀位置安装和阻尼力不可调的问题。所述减振器包括：壳体、工作缸、活塞阀、底阀总成、密封总成、电磁阀总成、连接液压管。电磁阀零部件集成在一起，用液压管与减振器的工作缸相连。本阻尼连续可调减振器可以根据输入电流大小，连续的调节减振器阻尼力的大小；电磁阀整体可以安装在车辆底盘的任意部位，不影响原先悬架的布置和设计。该减振器的性能良好，阻尼范围大，且瞬态响快，能够在几十ms内实现阻尼工况连续调节能满足悬架运动过程中实时地调节阻尼力的要求。

Description

一种电磁式阻尼连续可调减振器
技术领域
本发明涉及车辆悬架系统中减振器技术领域，具体涉及一种电磁阀式阻尼连续可调减振器。
背景技术
现代的被动悬架主要包含弹簧和减振器，刚度和阻尼器是不可变的，它们只是在特定的条件下让悬架减振效果达到最优，不能适用于不同行驶道路的控制条件，更加难以兼顾良好的操作群稳定性和乘坐舒适性。可变阻尼减振器作为半主动悬架系统的重要部件，其阻尼力可调可兼顾车辆的操作稳定性和乘坐舒适性。目前，可调阻尼力的减振器一般分为节流孔可调式和阻尼液粘度可变式，其中节流孔式一般分为步进电机控制式和电磁阀式；阻尼液粘度可调式一般为磁流变液和电流变液式。其中进步电机控制节流孔式一般加工精度要求较高，且体积大安装困难，响应较慢，很难满足悬架运动过程的实时调节阻尼力的要求；磁流变减振器尚处于理论研究阶段，磁流液制备、寿命和沉淀等难点上进展缓慢，结构较为复杂且产品性能不稳定且磁流变式减振器成本昂贵。电磁阀式减振器响应能力和精确性好，成本较低，零部件少，结构紧凑，能耗少，性能稳定等特点是目前市场上主动和半主动悬架的主要量产产品。
在对减振器的研究过程中发现大部分电磁阀式减振器仅仅可以分级调节，如申请号为 CN99217931.9的内置三级可调阻尼减振器，此类减振器不能够做到连续阻尼力调节，不能在各种路况下都能使得悬架处于最优的状态即车辆的稳定性和舒适性不能达到最优化。
发明内容
为了克服现有技术领域存在的问题，本发明的目的在于，提供一种电磁阀可随意安装的阻尼连续调节的油液减振器，该装置的原理为通过电磁线圈的电流大小不同时，电磁阀的开启压力和开口不同，从而形成的减振器阻尼力就不同(一定范围内电流越大阻尼力越小)，即形成了一个阻尼力连续可调减振器解决传统被动减振器阻尼力不可调节和电磁阀安装问题。
本发明是通过如下技术方案得以实现的：
一种电磁式阻尼连续可调减振器，包括电磁阀阀体、电磁阀外壳、溢流阀块、流通块、电磁阀上壳体和电磁阀衔铁柱；
所述电磁阀外壳为中空通孔结构，电磁阀外壳底部内侧安装有电磁阀导磁段，电磁阀导磁段内部依次安装有溢流阀块和流通块；其中流通块远离溢流阀块一端安装有先导阀阀芯，先导阀阀芯与流通块配合端安装有先导阀支撑弹簧，先导阀阀芯另一端安装有先导阀弹簧，先导阀弹簧外侧套装有电磁阀衔铁柱，电磁阀衔铁柱置于电磁阀导磁段内；所述电磁阀导磁段内安装有电磁阀衔铁柱段的外侧套装有电磁线圈；电磁阀导磁段与电磁阀阀体之间设置有电磁阀隔磁段，电磁线圈外侧安装有电磁阀上壳体，且电磁阀上壳体与电磁阀外壳组成一个封闭结构。
进一步的，所述溢流阀块与电磁阀导磁段之间设置有卡圈，卡圈用于支撑溢流阀块。
进一步的，所述溢流阀块为环形中空件，一端设置有四个导向柱1201。
进一步的，所述流通块径向设置连通孔三个，用来连通的环形区域与流通块上腔；轴向设置有连通孔三个，用来连通流通块下腔和上腔；下端平面有8个小缺口和溢流块形成了常通节流口。
进一步的，所述电磁阀导磁段与电磁阀外壳螺纹连接，且两者连接位置处设置有电磁阀密封O型圈。
进一步的，所述电磁阀阀体与电磁阀衔铁柱通过调节螺母连接，且调节螺母一端延伸至先导阀弹簧。
进一步的，所述电磁阀外壳与第二液压管相连通，第二液压管与减振器工作缸的下腔I 相连接，且电磁阀外壳与电磁阀导磁段相配合处的一侧开设有孔，该孔与第一液压管相连通，第一液压管与减振器工作缸的上腔J相连接。
有益效果：电磁阀整体可以安置在车辆底盘的任意位置不影响其他零部件的布置，不需要从新设置或布置悬架；减振器的阻尼力可连续可调，性能良好，阻尼范围大，且瞬态响快，能够在几十ms内实现阻尼工况连续调节能满足悬架运动过程中实时地调节阻尼力的要求。大大的提升了车辆的乘坐舒适性和操作稳定性。
本发明提供一种新型电磁阀式阻尼连续可调减振器。它包含储油缸、工作缸、底阀总成、活塞总成、电磁阀总成，所述减振器主体部分和一般被动减振器原理一致，电磁阀整体集成在电磁阀壳体里由两个液压管分别和减振器工作缸的上腔和下腔相连。电磁阀整体可以安装在车辆底盘的任意部位，不影响原先悬架的布置和设计。
所述电磁阀有电磁阀阀体、溢流阀块、流通阀块、先导阀芯、先导阀后弹簧组件、调节螺钉、电磁线圈、电磁阀外壳体。电磁线圈套在电磁阀主体上端。电磁阀弹簧压在先导阀芯后端，先导阀芯作用在流通块上，流通块作用在溢流阀块上。调节螺钉用来调节电磁阀内弹簧的初始压缩量，即设定电磁阀的初始状态。电磁阀外壳体下端有连通减振器工作缸下腔的孔，电磁阀外壳圆周上有连接减振器工作缸上腔的孔。电磁阀阀体上端有隔磁环段和导磁环段，分别由隔磁材料和导磁材料制成。流通块上有轴向常通孔3个连通流通块上下腔，径向常通孔3个连通流通块的环形区域与先导阀芯口。流通块下端面上有8个小的缺口与溢流块形成溢流阀的常通节流孔。
附图说明
图1为本发明局部结构示意图；
图2是本发明整体结构剖视图；
图3是本发明伸张行程油液流动示意图；
图4是本发明压缩行程油液流动示意图；
图5是本发明中图2中的流通块；
图6是本发明中图2中的溢流阀块。
附图标记如下：
1-电磁阀阀体；2-电磁线圈；3-先导阀弹簧；4-先导阀支撑弹簧；5-电磁阀密封O型圈； 6-电磁阀外壳；7-卡圈；8-溢流阀块；10-流通块；11-先导阀阀芯；12-电磁阀导磁段；14-电磁阀衔铁柱；15-电磁阀隔磁段；16-调节螺母；17-电磁阀上壳体；18-第一液压管；19-第二液压管；1201-导向柱；1401-下端面缸口；
具体实施方案
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明提供的电磁阀式连续可调减振器进行详细的说明。
结合附图1，一种电磁式阻尼连续可调减振器，包括电磁阀阀体1、电磁阀外壳6、溢流阀块8、流通块10、电磁阀上壳体17和电磁阀衔铁柱14；所述电磁阀外壳6为中空通孔结构，电磁阀外壳6底部内侧安装有电磁阀导磁段12，电磁阀导磁段12内部依次安装有溢流阀块8和流通块10；其中流通块10远离溢流阀块8的一端安装有先导阀阀芯11，先导阀阀芯11与流通块10配合端安装有先导阀支撑弹簧4，先导阀阀芯11另一端安装有先导阀弹簧 3，先导阀弹簧3外侧套装有电磁阀衔铁柱14，电磁阀衔铁柱14置于电磁阀导磁段12内；所述电磁阀导磁段12内安装有电磁阀衔铁柱14段的外侧套装有电磁线圈2；电磁阀导磁段 12与电磁阀阀体1之间设置有电磁阀隔磁段15，电磁线圈2外侧安装有电磁阀上壳体17，且电磁阀上壳体17与电磁阀外壳6组成一个封闭结构。
结合附图1和2，节流孔A，流通阀阶梯腔B，电磁阀导磁段12的流通孔C、电磁阀阀体节流口D，流通块10的轴向流通孔E、流通块10的下腔F，电磁阀壳体连接口G、M，流通块10径向孔H，流通块上腔K。
结合附图2和3，本发明实施例中的减振器压缩行程工作原理图。电磁阀体流通孔C，电磁阀外壳6连接口G、M，电磁阀阀体1节流口D，流通块10轴向流通孔E；减振器工作缸上腔J；减振器工作缸下腔I。
结合附图5，本发明实施例中的流通块10有上腔W，下腔B，连接上下腔通孔Q，环形孔M和下端面缸口1401。附图6为溢流阀块8上的连通孔B和导向柱1201。
本发明阻尼连续可调减振器最主要的特点是通过电流的大小来控制电磁阀的开启压力和开口大小从而实现减振器阻尼连续可调，且电磁阀整体与减振器分开用液压管连接，电磁阀整体可以安装在底盘的任意位置不需要从新的设计或布置车辆的悬架。
本发明中调节螺母16用来调节电磁阀内弹簧的初始压缩量确定电磁阀的初始状态同时可使量产产品的一致性程度高。
该阻尼连续可调减振器的工作原理按伸张行程和压缩行程分别叙述如下：
伸张行程工作过程：
在伸张行程中，结合附图1、2和3，整个活塞杆在减振器工作缸内向上移动。减振器工作缸上腔内的油液从第一液压管18流进电磁阀，一部分从电磁阀节流孔A进入流通块10径向孔H后从先导阀阀芯11流出经流通块10的轴向流通孔E后通过第二液压管19进入减振器工作缸下腔I，另一部分油液从电磁阀导磁段12的流通孔C流入通过溢流阀D处流进腔F随后通过第二液压管19和第一部分的油液一起进入工作缸下腔I。由于流通块10上三个孔H和三个孔E常通总面积较大，可以认为电磁阀处的节流主要有第一部分的节流孔A和先导阀阀芯11和第二部分溢流阀块8。
当减振器不通电时及电磁线圈电流为0时，电磁阀没有电磁力作用，此时电磁阀弹簧力完全作用在先导阀阀芯11上，先导阀阀芯11开启需要很大的液体压力，与此同时流通块10 环形区域H处压力也很大导致溢流阀开启难从而整个节流效果比较明显，形成的减振器伸张力比较大，减振器处于硬阻尼工况。
当减振器通电时及电磁线圈电流不为0时，电磁阀有电磁力产生，且电流越大电磁力越大。产生的电磁力可以使得电磁弹簧整体向上移动，抵消一部分作用在先导阀芯的弹簧力，此时先导阀开启需要的液体压力就会下降相对于0电流状态下(且电流越大需要的液体压力越小)，与此同时流通块10环形区域H处压力也相对较小，溢流阀开启的压力也变小，整体的节流效果相对于0电流状态下有下降，形成的减振器伸张力也就会下降，且电流越大这种下降效果越明显(在一定电流范围内)，故在可调的电流范围内减振器的伸张力是一片连续可调的区域。且当电流靠近最大调节处时，减振器就处于软阻尼工况。
由于活塞杆的原因，工作缸上腔流下来的油液体积小于下腔增加的体积，下腔有空腔，此时储油缸内的油液便会从底阀的补偿阀处流入工作缸的下腔中填补空腔。
压缩行程工作过程：
压缩行程时，结合附图1、2和4，整个减振器活塞向下移动。一部分油液从下腔I通过第二液压管19流入流通块10的下腔F腔内，F腔内的油液推动流通块通过溢流阀块8流向环形孔C后通过第一液压管18流入减振器工作缸上腔J，一部分油液通过活塞流通阀流入上腔J。其中主要节流部分为电磁阀的溢流阀部分。由于活塞杆的原因，工作缸下腔压缩时行程的流动液体体积大于上腔行程的空腔体积，也会有一部分油液通过底阀上的压缩阀流入储油缸内，这部分在压缩过程中也产生了压缩阻尼力。
当减振器不通电时及电磁线圈电流为0时，电磁阀没有电磁力作用，此时电磁阀弹簧力通过阀芯完全作用在流通块上，此时溢流阀开启需要的液体压力较大，整个节流效果明显，形成的压缩阻尼力处于最大状态，及减振器处于硬阻尼工况。
当减振器通电时及电磁线圈电流不为0时，电磁阀有电磁力产生，此时电磁阀力会抵消一部分电磁阀弹簧力使得通过阀芯作用在流通块上的合力减小，这时溢流阀开启的液体压力就会下降，开启更加容易形成的阻尼压力就会降低，且在电流可调范围内，电流越大这种降低越明显，当电流靠近最大时压缩阻尼力就会处于最小状态及软阻尼工况下。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和给进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电磁式阻尼连续可调减振器，其特征在于，包括电磁阀阀体(1)、电磁阀外壳(6)、溢流阀块(8)、流通块(10)、电磁阀上壳体(17)和电磁阀衔铁柱(14)；
所述电磁阀外壳(6)为中空通孔结构，电磁阀外壳(6)底部内侧安装有电磁阀导磁段(12)，电磁阀导磁段(12)内部依次安装有溢流阀块(8)和流通块(10)；其中流通块(10)远离溢流阀块(8)的一端安装有先导阀阀芯(11)，先导阀阀芯(11)与流通块(10)配合端安装有先导阀支撑弹簧(4)，先导阀阀芯(11)另一端安装有先导阀弹簧(3)，先导阀弹簧(3)外侧套装有电磁阀衔铁柱(14)，电磁阀衔铁柱(14)置于电磁阀导磁段(12)内；所述电磁阀导磁段(12)内安装有电磁阀衔铁柱(14)段的外侧套装有电磁线圈(2)；电磁阀导磁段(12)与电磁阀阀体(1)之间设置有电磁阀隔磁段(15)，电磁线圈(2)外侧安装有电磁阀上壳体(17)，且电磁阀上壳体(17)与电磁阀外壳(6)组成一个封闭结构。
2.根据权利要求1所述的电磁式阻尼连续可调减振器，其特征在于，所述溢流阀块(8)与电磁阀导磁段(12)之间设置有卡圈(7)，卡圈(7)用于支撑溢流阀块(8)。
3.根据权利要求1所述的电磁式阻尼连续可调减振器，其特征在于，所述溢流阀块(8)为环形中空件，一端设置有四个导向柱(1201)。
4.根据权利要求1所述的电磁式阻尼连续可调减振器，其特征在于，所述流通块(10)径向设置连通孔三个，用来连通环形区域与流通块(10)上腔；轴向设置有连通孔三个，用来连通流通块(10)下腔和上腔；下端平面有8个小缺口和溢流块(8)形成了常通节流口。
5.根据权利要求1所述的电磁式阻尼连续可调减振器，其特征在于，所述电磁阀导磁段(12)与电磁阀外壳(6)螺纹连接，且两者连接位置处设置有电磁阀密封O型圈(5)。
6.根据权利要求1所述的电磁式阻尼连续可调减振器，其特征在于，所述电磁阀阀体(1)与电磁阀衔铁柱(14)通过调节螺母(16)连接，且调节螺母(16)的一端延伸至先导阀弹簧(3)。
7.根据权利要求1至6任一项所述的电磁式阻尼连续可调减振器，其特征在于，所述电磁阀外壳(6)与第二液压管(19)相连通，第二液压管(19)与减振器工作缸的下腔I相连接，且电磁阀外壳(6)与电磁阀导磁段(12)相配合处的一侧开设有孔，该孔与第一液压管(18)相连通，第一液压管(18)与减振器工作缸的上腔J相连接。
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