CN108361309A - 具有调谐减震器的阻尼器 - Google Patents

Abstract

减震器包括限定第一腔室的第一管和可移动地设置在第一腔室内的活塞头。空心活塞杆从活塞头延伸。空心活塞杆限定杆腔室，且调谐减震器设置在空心活塞杆的杆腔室内。

Description

具有调谐减震器的阻尼器

引言

本公开总体上涉及诸如在车辆中使用的悬架元件。悬架系统允许簧上质量块与簧下质量块之间的相对移动。在车辆应用中，悬架系统试图保持车轮或轨道与车辆正在上面移动的变化的路面之间的接触。

发明内容

提供了一种减震器，诸如可用在悬架系统中的减震器。减震器包括限定第一腔室的第一管和可移动地设置在第一腔室内的活塞头。空心活塞杆从活塞头延伸。空心活塞杆限定杆腔室，且调谐减震器设置在空心活塞杆的杆腔室内。

调谐减震器包括质量块、弹簧元件和阻尼元件。然而，弹簧元件和阻尼元件两者均可为单式的第一橡胶偏压元件的一部分。调谐减震器还可包括第二橡胶偏压元件，其定位成与第一橡胶偏压元件中的质量块相对。在一些配置中，减震器可包括与第一调谐减震器中的固定或浮动板构件相对的第二调谐减震器。

上述特征和优点以及本主题的其它特征和优点从某些最佳模式和用于实行所公开结构、方法或这两者的其它实施例的以下详述中能够容易显而易见。

附图说明

图1是悬架系统或设备的一部分的示意等距视图。

图2是图1中所示的大致上沿着线2-2截取的悬架系统或设备的示意局部截面图。

图3是图1中所示的悬架设备的活塞的示意局部截面图，其更详细地说明了调谐减震器。

图4是说明调谐减震器对通过悬架设备的振动的总体影响的示意图或曲线图。

图5是可与类似于图1中所示的悬架设备一起使用的另一种活塞的示意局部截面图，其说明了固定板两侧的两个调谐减震器。

图6是可与类似于图1中所示的悬架设备一起使用的另一种活塞的示意局部截面图，其说明了两个混合的调谐减震器。

具体实施方式

在附图中，相同的附图标记在全部几个附图中尽可能地对应于相同或类似的部件。图1中示出了用于车辆的悬架设备10的部分的示意图。悬架设备10可为悬架转角的一部分。图2示出了悬架设备10的大致上沿着图1的线2-2截取的局部截面图。

车辆和与其结合的任何部件可表示多种类型的车辆，包括飞机、火车、汽车或任何其它的滚动平台。另外，重工业、建筑和采矿设备可结合在本文描述的车辆或悬架设备10的特征。

所示的悬架设备10结合其它部件提供簧上质量块12与簧下质量块14之间的相对移动。悬架设备10支撑重量，吸收和减震，并且有助于保持路面与车辆之间的接触。

弹簧支架16可保持诸如螺旋弹簧(未示出)等弹簧元件或弹簧。弹簧支架16和弹簧位于阻尼器或减震器20附近。簧上质量块12通常表示由悬架设备10支撑的车辆的元件，诸如底盘、动力系和乘客舱；且簧下质量块14通常表示路面与悬架设备10之间的部件，诸如车轮和轮胎。

虽然可关于具体应用或行业描述本公开，但是本领域技术人员将认识到本公开的更广泛实用性。本领域一般技术人员将认识到，诸如“上面”、“下面”、“向上”、“向下”等术语是描述性地用于图式，并且并不表示对如由所附权利要求书限定的本公开的范围的限制。诸如“第一”或“第二”等任何数字标记仅是说明性的，且决不旨在限制本公开的范围。

一个图中所示的特征可与任何图中所示的特征组合、为该特征取代或由该特征修改。除非另有说明，否则没有特征、元件或限制与任何其它特征、元件或限制互斥。另外，没有特征、元件或限制是操作所绝对需要的。图中所示的任何具体配置仅是说明性的且所示的具体配置并不限制权利要求书或说明书。

减震器20至少包括限定第一腔室24的第一管22。在其它配置中，第一管22可为内部管，且减震器20也可具有第二管(未示出)。第二管可为外管，并且可限定第二腔室。在这样的配置中，第一管22可相对于第二管移动。

活塞30可移动地设置在第一腔室24内。活塞30包括活塞头32和从活塞头32延伸的空心活塞杆34。活塞头32可移动地设置在第一腔室24内，且空心活塞杆34从活塞头32延伸至第一腔室24中并且可能超出第一腔室24。可形成穿过活塞头32的多个孔33(以虚线示出并且在图2中不可见)。空心活塞杆34可与活塞头32相对地附接或固定至簧上质量块12的一部分。

活塞30与液压流体相互作用以抑制减震器20内的相对移动。活塞30在减震器20内工作以通过将动能转化为可通过液压流体消散的热能来减慢和减小簧上质量块12与簧下质量块14之间的移动幅度。

在所示的配置中，液压流体在其从活塞头32的一侧移动至另一侧时提供阻尼。该移动可经由活塞头32与第一管22的壁之间的小空间或经由孔33发生。替代地，在减震器包括第一管22和外管两者的情况下，当液压流体诸如经由阀在第一腔室24与形成在第一管22与外管之间的腔室之间移动时可能发生阻尼。

空心活塞杆34限定杆腔室36，其不可见并且用虚线示出。如图2中示意地说明，调谐减震器或调谐质量块阻尼器(可简称为TVA 40)设置在空心活塞杆34的杆腔室36内。TVA40在图2中由机械符号说明。在减震器20中，图2中所示的减震器20的TVA 40包括至少一个质量块42、至少一个弹簧元件44和至少一个阻尼元件46。

还参考图13并且继续参考图1至2，示出了活塞30的细节图。在图3中，空心活塞杆34被局部剖开，使得TVA 40可见。

与图2的机械符号形成对比，在图3中，TVA 40被说明为具有示例性物理部件。在图3中所说明的配置中，TVA 40的弹簧元件44和阻尼元件46是单式的第一橡胶偏压元件50的一部分。TVA 40还包括第二橡胶偏压元件52，其定位成与第一橡胶偏压元件50的质量块42相对。然而，TVA40的其它配置可仅具有第一橡胶偏压元件50，使得质量块42的仅一侧被抑制。

第一橡胶偏压元件50和第二橡胶偏压元件52在TVA 40内提供阻尼和弹性功能两者。TVA 40可全部或部分吸收通过簧下质量块14与簧上质量块12之间的减震器20的振动。

第一橡胶偏压元件50和第二橡胶偏压元件52可为例如但不限于高温硅树脂或硅橡胶。第一橡胶偏压元件50和第二橡胶偏压元件52两者均存储能量并且抑制质量块42在杆腔室36的长度上的移动。质量块42可由诸如钢等金属形成，并且可为实心的或可包括孔或腔体来全部微调TVA 40中的质量块的量。替代地，通过改变质量块42的尺寸或通过改变金属的密度来选择质量块42的调谐，使得实际质量块在相同的相对体积内被改变。

在许多配置中，质量块42将被塑形为基本上匹配杆腔室36的横截面，使得在杆腔室36内几乎没有空间来让质量块42进行横向移动或晃动。质量块42的外部与限定杆腔室36的空心活塞杆34的内表面之间的摩擦减小，质量块42可涂覆在诸如聚四氟乙烯(PTFE)等摩擦减小材料或类似材料中，这取决于空心活塞杆34和质量块42的组成以及它们之间的摩擦系数。

还参考图4并且继续参考图1至3，示出了示意图60，其说明了TVA40对减震器20的总体影响。曲线图60绘制了具有和不具有TVA 40的悬架设备10的峰值振动。

曲线图60的x轴62示出了引入至减震器20中的振动的频率。曲线图60的y轴64示出了减震器20由于振动而经历的相对共振力。注意，x轴62和y轴64两者均可为对数的，且该值示出了简单的示意图以说明TVA40对减震器20的总体影响。

第一曲线70示出了在没有TVA 40的情况下不同频率对减震器20的影响，使得振动不被活塞30抵消或抑制。第一曲线70包括单个相对较大的峰值。

用虚线说明的第二曲线72示出了在TVA 40位于空心活塞杆34内的情况下经受不同频率的减震器20，使得振动被活塞30吸收或抑制。如第二曲线72所示，TVA 40有效地将如第一曲线70所示的峰值的无阻尼振幅分成多个较低振幅的峰值。因此，具有TVA 40的减震器20相对于具有空的杆腔室36的减震器20经历减小的振幅。

TVA 40稳定以防止由于谐波振动通过减震器20引起的非所需移动。当针对特定悬架组件10、减震器20和车辆进行调谐时，TVA 40减小悬架组件10的特定振动，使得将非期望振动最小化。

TVA 40可被调谐以减少或消除通过悬架设备10进入车辆的簧上质量块12的振动的特定类型或来源。这些振动可包括但不限于平滑路面抖动或由搓板路面引起的振动。质量块12的尺寸可被设定为质量块在活塞30的质量块的百分之五至百分之二十五之间-即，TVA 40所附接的移动部件的百分之五至百分之二十五之间。

还参考图5且继续参考图1至4，示出了减震器120的一部分的示意平面图。图5说明了减震器120的活塞130。活塞130与流体相互作用以抑制减震器120的移动。

活塞130包括活塞头132和从活塞头132延伸的空心活塞杆134。空心活塞杆134限定杆腔室136。

调谐减震器或调谐质量块阻尼器(可简称为第一TVA 140)设置在空心活塞杆134的杆腔室136内。活塞130还包括位于杆腔室136内的第二TVA 142。

第一TVA 140和第二TVA 142在图5中由机械符号说明。板构件、固定板或简称为板150固定地附接至第一TVA 140与第二TVA 142之间的空心活塞杆134。因此，第一TVA 140和第二TVA 142相对于固定板150和空心活塞杆134移动。第一TVA 140和第二TVA 142可相对于减震器20的单个TVA 40吸收或消除通过活塞130的更宽范围的振动模式。

还参考图6且继续参考图1至5，示出了减震器220的一部分的示意平面图。图6说明了减震器220的活塞230。活塞230与流体相互作用以抑制减震器220的移动。

活塞230包括活塞头232和从活塞头232延伸的空心活塞杆234。空心活塞杆234限定杆腔室236。

活塞230包括第一TVA 240和第二TVA 242，这两者均可移动地设置在杆腔室236内。第一TVA 240和第二TVA 242在图6中用机械符号说明。

板250设置在第一TVA 240与第二TVA 242之间。然而，与固定至空心活塞杆234的情况相反，板250可在空心活塞杆内移动。板250是第一TVA 240与第二TVA 242之间的任何结构或连接的示意图，使得第一TVA 240、第二TVA 242和板250相对于空心活塞杆234移动。

在图6中所示的配置中，混合第一TVA 240和第二TVA 242，使得第一TVA 240与第二TVA 242之间的相互作用可吸收或消除在活塞230中发生的几种振动模式。

详述和图或图式支持并且描述本文讨论的主题。虽然已经详细描述了一些最佳模式和其它实施例，但是存在各种替代设计、配置和实施例。

Claims (10)

1.一种减震器，包括：

第一管，其限定第一腔室；

活塞头，其可移动地设置在所述第一腔室内；

从所述活塞头延伸的空心活塞杆，其中所述空心活塞杆限定杆腔室；以及

调谐减震器，其设置在所述空心活塞杆的所述杆腔室内。

2.根据权利要求1所述的减震器，其中所述调谐减震器包括：

质量块；

弹簧元件；

阻尼元件；且

其中所述弹簧元件和所述阻尼元件是单式的第一橡胶偏压元件的一部分。

3.根据权利要求2所述的减震器，其中所述调谐减震器包括：

第二橡胶偏压元件，其定位成与所述第一橡胶偏压元件中的所述质量块相对。

4.根据权利要求3所述的减震器，其中所述调谐减震器是第一调谐减震器，并且进一步包括：

板构件，其固定至所述空心活塞杆；以及

第二调谐减震器，其与所述第一调谐减震器中的所述板构件相对。

5.根据权利要求3所述的减震器，其中所述调谐减震器是第一调谐减震器，所述减震器进一步包括：

第二调谐减震器；以及

板，其可在所述第一调谐减震器与所述第二调谐减震器之间的所述空心活塞杆内移动，使得所述第一调谐减震器、所述第二调谐减震器和所述板相对于所述空心活塞杆移动。

6.根据权利要求3所述的减震器，

其中所述质量块由钢形成并且涂覆在PTFE中；且

其中所述第一橡胶偏压元件和所述第二橡胶偏压元件由硅橡胶形成。

7.一种悬架系统，包括：

簧上质量块；

簧下质量块；

弹簧，其设置在所述簧上质量块与所述簧下质量块之间；以及

减震器，其设置在所述簧上质量块与所述簧下质量块之间并且在它们之间提供相对移动，所述减震器包括：

第一管，其相对于所述簧上质量块和所述簧下质量块中的一者固定并且限定第一腔室；

活塞，其相对于所述簧上质量块和所述簧下质量块中的另一者固定，并且具有可移动地设置在所述第一腔室内的活塞头和从所述活塞延伸的空心活塞杆，其中所述空心活塞杆限定杆腔室；以及

调谐减震器，其设置在所述空心活塞杆的所述杆腔室内。

8.根据权利要求7所述的悬架系统，其中所述调谐减震器是第一调谐减震器，并且进一步包括：

板构件，其固定至所述空心活塞杆；以及

第二调谐减震器，其与所述第一调谐减震器中的所述板构件相对。

9.根据权利要求7所述的悬架系统，其中所述调谐减震器是第一调谐减震器，所述悬架系统进一步包括：

第二调谐减震器；以及

板，其可在所述第一调谐减震器与所述第二调谐减震器之间的所述空心活塞杆内移动，使得所述第一调谐减震器、所述第二调谐减震器和所述板相对于所述空心活塞杆移动。

10.根据权利要求7所述的悬架系统，

其中所述质量块由钢形成并且涂覆在PTFE中；且

其中所述第一橡胶偏压元件和所述第二橡胶偏压元件由硅橡胶形成。