CN108361310A - 一种汽车调校减振器及其阻尼调整方法 - Google Patents

一种汽车调校减振器及其阻尼调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种汽车调校减振器包括：活塞杆，具有轴向贯通的空心腔体；以及调节杆，其设置在空心腔体中的上部，能够沿活塞杆轴向移动；具有锥形前端的节流销，其设置在空心腔体中，并且后端抵靠所述调节杆的下端，节流销能够沿着活塞杆轴向移动；贯穿孔，其设置在活塞杆下部侧面对应所述节流销的下部位置，贯穿孔与活塞杆的空心腔体连通；节流座，其轴向具有通孔，固定在空心腔体内所述节流销的锥形前端部分伸入节流座中；单向阀，其设置节流座内部，本装置通过改变调节杆沿活塞杆轴线方向的位置，改变活塞杆两侧腔体之间的油液流量实现阻尼力大小调节，易于实现，还提供了一种汽车调校减振器阻尼调整方法。

Description

一种汽车调校减振器及其阻尼调整方法
技术领域
本发明涉及汽车减振器技术领域的一种装置，更确切地说，本发明涉及一种汽车调校减振器和一种汽车调校减振器阻尼调整方法。
背景技术
为改善汽车行驶平顺性，悬架中与弹性元件并联安装减振器，为衰减震动，汽车悬架系统中采用减振器多是液力减振器，其工作原理是当车架和车桥间受震动出现相对运动时，减振器内的活塞上下移动，减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内，此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对震动形成阻尼力，使汽车震动能量转化为油液热能，再由减振器吸收散发到大气中，阻尼力的改变一种是改变节流孔大小来调节阻尼，另一种是通过改变减振器液的粘性调节阻尼，但这两种方法均不易操作。
发明内容
本发明设计开发了一种汽车调校减振器，通过改变调节杆沿活塞杆轴线方向的位置，改变活塞杆两侧腔体之间的油液流量实现阻尼力大小调节，易于实现。
本发明还提供了一种汽车调校减震器阻尼调节方法，给出了节流销与节流座之间的缝隙与阻尼力的正比关系，便于调节阻尼力。
本发明还设计开发了一种，
一种汽车调校减振器，包括：
活塞杆，其具有轴向贯通的空心腔体；以及
调节杆，其设置在所述空心腔体中的上部，能够沿所述活塞杆轴向移动；
具有锥形前端的节流销，其设置在所述空心腔体中，并且后端抵靠所述调节杆的下端，所述节流销能够沿着活塞杆轴向移动；
贯穿孔，其设置在所述活塞杆下部侧面对应所述节流销的下部位置，所述贯穿孔与所述活塞杆的空心腔体连通；
节流座，其轴向具有通孔，固定在所述空心腔体内；所述节流销的锥形前端部分伸入所述节流座中；
单向阀，其设置所述节流座内部，当减振器在压缩形成中，所述单向阀能够封闭；当减振器在拉伸形成中，所述单向阀能够打开。
优选的是，还包括：外调整机构，其设置在所述活塞杆一端，包括：
外调整螺柱，其为阶梯轴结构，所述外调整螺柱的一端与所述调节杆间隙配合；
外锁紧螺母，其螺纹连接活塞杆总成一端，并具有内螺纹通孔，所述外锁紧螺母通过所述内螺纹通孔套设在所述外调整螺柱上；
外调整螺帽，其轴心具有阶梯状内螺纹孔，并与所述外调整螺柱另一端螺纹配合。
优选的是，所述节流销为为多层环槽型结构。
优选的是，所述节流座内通孔为阶梯孔，所述阶梯孔两端孔径大，中间孔径小。
优选的是，所述活塞杆的空心结构为阶梯形通孔，所述贯穿孔为十字孔。
优选的是，所述活塞杆的材质为钢，所述活塞杆的中间区域外表面采用高频淬火处理。
优选的是，所述活塞杆另一端通过内锁紧螺母密封。
优选的是，还包括导向套与密封组成，包括：
导向套，其设置在储油缸内壁与活塞杆外壁之间，其材质为粉末冶金；
橡胶套，其设置于储油缸内壁和活塞杆外壁之间，起到密封的作用，防止油液泄露；
压盖，其套设在所述活塞杆上，并扣合在所述导向套一端。
优选的是，所述外调整螺柱与调节杆连接的一端截面为正六边形，且所述正六边形为圆角结构；所述调节杆与所述外调整螺柱连接端具有截面为正六边形的配合孔；
所述外锁紧螺母的顶帽沿所述轴心对称分布六个凹槽，用于容纳滚珠；
所述调整螺帽具有两个阶梯孔，用于安装滚珠，所述两个阶梯孔对称分布在所述调整螺帽内螺纹孔两侧。
一种汽车调校减振器阻尼调整方法，包括：
通过改变节流销与节流座之间的缝隙，进而改变节流销与节流座之间的液体流量，从而实现改变阻尼力，其关系公式为：
其中A为活塞作用面积，v0为活塞运动速度，m为剪切系数，为0.792。L为节流销和节流座之间的缝隙，δ为液体流动区的宽度，D为节流座内阶梯孔大径面积，h为节流座内阶梯孔的小孔端直径，k为油液剪切应力。
本发明的有益效果
本发明专利是这样实现的,通过旋动外调整机构，带动调节杆沿活塞杆轴线方向左右移动，配合活塞杆高压十字孔高压作用，使得节流阀内部节流销与节流座之间的缝隙改变，从而改变流经节流销与节流座之间缝隙的液体流量，从而改变阻尼力大小。
本发明专利的优点在于，相比较通过改变节流孔大小和通过改变减振器液粘性这两种调节阻尼大小的方法，本设计阻尼调校减振器调校方法更加简单方便，操作容易，节约成本。
附图说明
图1为本发明所述的调校减振器结构示意图。
图2为本发明所述的调校活塞杆的结构示意图。
图3为本发明所述的活塞杆内通孔结构示意图。
图4为本发明所述的节流阀的结构示意图。
图5本发明所述的节流销的剖视图。
图6本法明所述的节流销的右视图。
图7本发明所述的节流座的剖视图。
图8本发明所述的节流座的右视图。
图9本发明所述的调节杆的主视图。
图10本发明所述的调节杆的左视图。
图11为本发明所述的阻尼调校执行机构结构示意图。
图12为本发明所述的外调整螺帽剖视图。
图13为本发明所述的外调整螺帽右视图。
图14为本发明所述的外锁紧螺母左视图。
图15为本发明所述的外锁紧螺母剖视图。
图16为本发明所述的外调整螺柱主视图。
图17为本发明所述的外调整螺柱右视图。
图18为本发明所述的调校减振器阀系结构示意图。
图19为本发明所述的活塞总成结构示意图。
图20为本发明所述的内锁紧螺母主视图。
图21为本发明所述的内锁紧螺母剖视图。
图22为本发明所述的底阀总成的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本发明提供的汽车调校减振器，包括：阻尼调校执行机构100、活塞杆200和阀系300。
活塞杆200是空心的，空心杆腔用于安装调节杆260和节流阀总成310。活塞杆两端都有螺纹结构，其用户端还有内螺纹结构，活塞杆200上有十字孔231，使得油液在活塞杆复原行程中产生小孔高压。活塞杆轴径最大的轴段，有一段区域是高频淬火处理，增强其力学性能。
如图2所示，活塞杆200，内部具有阶梯状通孔，包括：用户连接端210，其一端连接外调整机构，即阻尼调校执行机构100；淬火端220的一端与用户连接端210的另一端一体成型，淬火端220外径大于用户连接端外径，淬火端采用高频淬火处理，该区域钢的强度、硬度等力学性能得到提升。节流端230的一端与连接淬火端220的另一端，紧固端240，其一端连接所述节流端的另一端，另一端可拆卸连接密封结构，节流端230外部结构为销状与紧固端240的连接处半径最小，节流端230大径位置具有贯穿的十字孔231，十字孔231与活塞杆内的通孔连通紧固，紧固端240具有外螺纹，与紧固螺母270，将活塞体280固定在活塞杆200上，紧固端240一端连接节流端230，另一端采用内锁紧螺母282节流端240具有环形凹槽241。活塞杆限位块242，弹性支撑设置在环形凹槽241内，环形凹槽结构用于安装钢丝，钢丝作用是为了卡活塞杆限位块242。
如图3所示，活塞杆内的通孔，包括：第一通孔251，其贯穿在用户连接端210内部；第二通孔252，其为阶梯孔贯穿淬火端220；第三通孔253，其贯穿节流端230。其中，第一通孔251与第二通孔252小径的一端内径相同，第三通孔253与第二通孔252大径的一端内径相同。
如图8-9所示，调节杆260一端具有外螺纹，第一通孔251具有内螺纹，调节杆螺纹连接所述用户连接端，节流销261连接调节杆260另一端。
如图4-7所示，节流销230为多层环槽型结构，作用是防止油液从节流销的右侧通过节流销与活塞杆空心杆腔内壁之间的缝隙进入节流销261的左侧，从而保证节流销261左端与调节杆261右端之间的缝隙是空气，单向球阀261，其位于第三通孔253内，设置在内锁紧螺母和节流销261之间，单向球阀固定在节流座263上，活塞杆200的淬火端设置有导向套和密封总成290，其底端设置有弹簧托291，顶部设置有压盖292，其中节流销261的环槽内设置至少一道密封圈，即在261的环形外壁和活塞200的内壁形成密封。
如图10-16所示，外调整机构100包括外调整螺柱130、外锁紧螺母120和外调整螺帽110，其中，外调整螺柱130为阶梯轴结构，外调整螺柱130的一端与调节杆260间隙配合；外锁紧螺母120螺纹连接活塞杆总成一端，并具有内螺纹通孔，外锁紧螺母120通过内螺纹通孔套设在所调整螺柱130上；外调整螺帽110轴心具有阶梯状内螺纹孔111，并与外调整螺柱130另一端螺纹配合。外调整螺柱130与调节杆260连接的一端截面为正六边形，且正六边形为圆角结构，类似于六方扳手的结构，调节杆260与外调整螺柱130连接端具有截面为正六边形的配合孔264，外锁紧螺母120包括：顶帽121，其截面为正六边形，且正六边形为圆角结构；螺母体122，其为柱形，与顶帽121一体成型，并具有外螺纹，轴心具有内螺纹通孔；顶帽121沿轴心对称分布六个凹槽121a，用于容纳滚珠，外调整螺帽110具有两个阶梯孔112，用于安装滚珠，两个阶梯孔对称分布在调整螺帽内螺纹孔两侧，阶梯孔内设置有弹簧，设置在滚珠和阶梯孔底壁之间。
外调整机构100的组成部分外调整螺柱130右端的类似于外六方扳手的结构131与调节杆260的用户端的内六方孔间隙配合外调整器通过其组成部分外锁紧螺母120的右侧外螺纹结构与活塞杆200用户端的内螺纹结构螺纹配合，调节杆260同样利用其用户端外螺纹结构与活塞杆200内螺纹结构螺纹配合。
如图17-22所示，调校减振器阀系，包括储油缸330、工作缸340、活塞总成350，其中，工作缸340设置在储油缸330内部，活塞总成350设置在工作缸340内，活塞总成350将工作缸340分隔为有杆腔和无杆腔，活塞总成具有活塞孔281，能够连通有杆腔和无杆腔，活塞体上设置有活塞环281。
节流阀总成装于活塞杆200内部空腔中，节流阀310由节流销261、节流座263、单向球阀262组成，节流销是一种多层环槽形结构，作用是防止油液从节流销261的右侧通过节流销与活塞杆200空心杆腔内壁之间的缝隙进入节流销的左侧，从而保证节流销左端与调节杆260右端之间的缝隙是空气，单向球阀由弹簧和滚珠组成，装于节流座的内部空腔之中，它的作用是起单向导通作用，即油液只能由单向球阀的滚珠端流向另一端，调节杆260与节流销261之间并不是连着的，它们之间有缝隙。
流通阀，其设置在所述活塞孔一端；流通阀包括流通阀片和流通阀体，流通阀片321，其套设在流通阀体上，并与流通阀体活动连接，流通阀和活塞总成350之间设置有流通阀垫片324，复原阀325置在活塞孔另一端，位于无杆腔的一端。
活塞阀总成350装于活塞杆200径向右侧，并由内锁紧螺母锁紧，并将工作缸分隔为有杆腔与无杆腔，减振器油液通过活塞杆200上的高压十字孔结构，节流销261与节流座263之间的缝隙，以及流通阀片321、活塞孔281、复原阀片322等结构之间进行液体交换，导向套与密封组成290由橡胶套与导向套组成，橡胶套装于储油缸330内壁与活塞杆200外壁之间，起到密封的作用，防止油液泄露；导向套装在储油缸330内壁与活塞杆200外壁之间，导向套的材质是粉末冶金，导向套的作用是起导向作用。
如图22所示，底阀总成400设置在活塞杆导向套与密封总成290的另一端，包括：补偿阀阀片410、底阀体420、压缩阀阀片430和压阀压盖440，其中，其中底阀体设置在底阀总成400中心位置，中心具有底阀长通孔460、底阀长通孔460的一端具有补偿阀阀片410，另一侧设置有压缩阀阀片430，其中压缩阀阀片430通过压阀压盖440固定在底阀体200上，导向套与密封总成290通过连接板360连接汽车。
在活塞杆200复原行程中(因为压缩行程中，阻尼力不改变，所以这里不考虑)，活塞杆有杆腔内压力大，无杆腔331内压力小，这时候一部分油液会由有杆腔通过流通阀片321、活塞孔281、复原阀片322压入无杆腔332；另一部分油液通过活塞杆上的十字孔231结构压入节流销261、节流座263之间的缝隙，并流向单向球阀262。
实施以调校减振器的工作过程为例，做进一步说明
旋动外调整机构100，每次可以旋动60°，因为外调整机构的组成部分外锁紧螺母120左端面是沿轴线四周均匀分布的6个凹槽结构，带动调节杆260沿活塞杆200轴线方向左右移动，从而改变了调节杆200右端与节流销261左端之间的缝隙，调节杆260与节流销261之间并不是连在一起的。在活塞杆复原行程中，从左往右看，假使外调整机构向逆时针旋动，那么带动调节杆260向左运动，调节杆260右端与节流销261左端之间的缝隙将会变大，因为这时候调节杆260右端与节流销261之间的缝隙是空气，所以油液会在压力下经过十字孔将节流销261左端压向调节杆260右端，这样节流销与节流座263之间的缝隙就会变大，从而从十字孔通过节流销261与节流座263之间的油液流量会变大，阻力(复原阻力)就会变小。同理，还是在活塞杆复原行程过程中，假使外调整机构100顺时针旋动，调节杆260会向右运动，假如调节杆260右端顶到节流销261左端，那么会使节流销261与节流座263之间的缝隙减小，这样通过活塞杆十字孔结构压入节流销261与节流座263之间的油液流量减少，阻力(复原阻力)增大，从而实现了调整阻尼力(复原阻尼力)大小。
当活塞总成向左移动时工作缸340的有杆腔331的减振器油液流向为：工作缸的有杆腔331流向活塞杆十字孔231，然后流入节流销261与节流座263之间的缝隙，其中，缝隙大小由节流销261左右位置决定，即受调节杆260控制，经由单向球阀，再通过内紧固螺母中心孔，最后流入工作缸的无杆腔332。
由于有杆腔331油液量比无杆腔332油液量小，即相差活塞杆所占体积，无杆腔331油液量的补偿的油液流向为：储油缸和工作缸中间腔经底阀总成400流入无杆腔332。
当活塞向右移动时，单向阀由于压力作用而关闭，节流阀总成不起作用。
工作缸无杆腔减振器油液流向分为两个部分：第一部分，工作缸的无杆腔331经活塞总成的活塞孔流入工作缸的有杆腔331；第二部分，工作缸的无杆腔332经底阀总成400流入储油缸和工作缸的中间腔。
一种汽车调校减振器阻尼调整方法，包括：
通过改变节流销与节流座之间的缝隙，进而改变节流销与节流座之间的液体流量，从而实现改变阻尼力，其关系公式为：
其中A为活塞作用面积，v0为活塞运动速度，m为剪切系数，为0.792。L为节流销和节流座之间的缝隙，δ为液体流动区的宽度，D为节流座内阶梯孔大径面积，h为节流座内阶梯孔的小孔端直径，k为油液剪切应力。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种汽车调校减振器，其特征在于，包括：
活塞杆，其具有轴向贯通的空心腔体；以及
调节杆，其设置在所述空心腔体中的上部，能够沿所述活塞杆轴向移动；
具有锥形前端的节流销，其设置在所述空心腔体中，并且后端抵靠所述调节杆的下端，所述节流销能够沿着活塞杆轴向移动；
贯穿孔，其设置在所述活塞杆下部侧面对应所述节流销的下部位置，所述贯穿孔与所述活塞杆的空心腔体连通；
节流座，其轴向具有通孔，固定在所述空心腔体内；所述节流销的锥形前端部分伸入所述节流座中；
单向阀，其设置所述节流座内部，当减振器在压缩形成中，所述单向阀能够封闭；当减振器在拉伸形成中，所述单向阀能够打开。
2.根据权利要求1所述的汽车调校减振器，其特征在于，还包括：外调整机构，其设置在所述活塞杆一端，包括：
外调整螺柱，其为阶梯轴结构，所述外调整螺柱的一端与所述调节杆间隙配合；
外锁紧螺母，其螺纹连接活塞杆总成一端，并具有内螺纹通孔，所述外锁紧螺母通过所述内螺纹通孔套设在所述外调整螺柱上；
外调整螺帽，其轴心具有阶梯状内螺纹孔，并与所述外调整螺柱另一端螺纹配合。
3.根据权利要求1所述的汽车调校减振器，其特征在于，所述节流销为为多层环槽型结构。
4.根据权利要求3所述的汽车调校减振器，其特征在于，所述节流座内通孔为阶梯孔，所述阶梯孔两端孔径大，中间孔径小。
5.根据权利要求1所述的汽车调校减振器，其特征在于，所述活塞杆的空心结构为阶梯形通孔，所述贯穿孔为十字孔。
6.根据权利要求5所述的汽车调校减振器，其特征在于，所述活塞杆的材质为钢，所述活塞杆的中间区域外表面采用高频淬火处理。
7.根据权利要求1所述的汽车调校减振器，其特征在于，所述活塞杆另一端通过内锁紧螺母密封，所述内锁紧螺母具有通孔，以连通所述活塞杆内部空心腔体和工作缸。
8.根据权利要求1-2和4-7中任一项所述的汽车调校减振器，其特征在于，还包括导向套与密封组成，包括：
导向套，其设置在储油缸内壁与活塞杆外壁之间，其材质为粉末冶金；
橡胶套，其设置于储油缸内壁和活塞杆外壁之间，起到密封的作用，防止油液泄露；
压盖，其套设在所述活塞杆上，并扣合在所述导向套一端。
9.根据权利要求2所述的汽车调校减振器，其特征在于，所述外调整螺柱与调节杆连接的一端截面为正六边形，且所述正六边形为圆角结构；所述调节杆与所述外调整螺柱连接端具有截面为正六边形的配合孔；
所述外锁紧螺母的顶帽沿所述轴心对称分布六个凹槽，用于容纳滚珠；
所述调整螺帽具有两个阶梯孔，用于安装滚珠，所述两个阶梯孔对称分布在所述调整螺帽内螺纹孔两侧。
10.一种汽车调校减振器阻尼调整方法，其特征在于，包括：
通过改变节流销与节流座之间的缝隙，进而改变节流销与节流座之间的液体流量，从而实现改变阻尼力，其关系公式为：
其中A为活塞作用面积，v0为活塞运动速度，m为剪切系数，为0.792。L为节流销和节流座之间的缝隙，δ为液体流动区的宽度，D为节流座内阶梯孔大径面积，h为节流座内阶梯孔的小孔端直径，k为油液剪切应力。
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