CN108591341B - 液压阻尼器组件 - Google Patents

Abstract

液压阻尼器组件。一种包括高频阀组件的液压阻尼器，所述高频阀组件用于降低在高频和/或低振幅事件期间在回弹冲程期间由液压阻尼器提供的阻尼力的水平。

Description

液压阻尼器组件

技术领域

本公开涉及一种用于车辆悬架系统的液压阻尼器。更具体地，本公开涉及一种包括高频阀组件的液压阻尼器，所述高频阀组件用于降低在高频和/或低振幅事件期间由液压阻尼器提供的阻尼力的水平。

背景技术

本领域已知液压阻尼器用于车辆(诸如汽车)的悬架系统。典型地，液压阻尼器包括容纳在填充有流体的管内的杆和活塞。传递给杆和活塞的悬架运动在阻尼器压缩和回弹时被抑制。通过与杆和活塞的运动相反的流体摩擦力在管内产生阻尼力。

在本领域中已知液压阻尼器包括频率相关的或振幅敏感性阀组件，以为阻尼器提供降低针对高频或低振幅事件的阻尼力的水平的能力，以为乘客提供更好的舒适性和抓地性。然而，已知的阀组件通常是昂贵的、复杂的并且具有有限的可调性能力。因此，期望一种改进的液压阻尼器。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种液压阻尼器组件。该液压阻尼器组件包括围绕轴线并且沿着轴线延伸并且限定腔室的管。主活塞可滑动地设置在管中并将管分成压缩部和回弹部。主活塞可在压缩冲程中朝向所述压缩部移动并且在回弹冲程中朝向所述回弹部移动。主活塞具有面向腔室的回弹部的上端和面向腔室的压缩部的下端。杆在压缩部和回弹部中连接到主活塞，并延伸穿过主活塞。主活塞限定了压缩通道，该压缩通道在主活塞的上端与下端之间延伸并流体地连接压缩部和回弹部。压缩阀覆盖在主活塞的上端处的压缩通道，用于允许流体在主活塞的压缩冲程期间从压缩部流到回弹部，同时防止流体通过压缩通道从回弹部流到压缩部。活塞还限定回弹通道，该回弹通道在主活塞的下端与上端之间延伸并且流体地连接压缩部和回弹部。回弹阀覆盖在主活塞的下端处的回弹通道，用于允许流体在主活塞的回弹冲程期间从回弹部流到压缩部，同时防止流体通过回弹通道从压缩部流到回弹部。辅助壳体在所述压缩部中围绕所述杆设置并且设置成轴向地抵靠所述回弹阀，该辅助壳体限定隔室并且可相对于所述杆轴向移动。弹簧将该辅助壳体朝向所述回弹阀偏置。高频活塞在辅助壳体内相对于杆固定并且将隔室分成底部部分和顶部部分，并限定流体地连接顶部部分和底部部分的至少一个高频通道。高频阀覆盖高频活塞的底面上的高频通道，并允许流体穿过高频通道从顶部部分流到底部部分，同时基本上阻止流体从底部部分流到顶部部分以使壳体轴向远离所述回弹阀移动，以在高频振动或低振幅事件期间提供阻尼力的减小。

因此，在液压阻尼器的操作期间，高频阀组件在高频和/或低振幅事件期间降低由液压阻尼器提供的阻尼力的水平。更具体地，高频阀组件允许在高频盘堆叠(stack)打开时辅助壳体的自由移动，并且限制辅助壳体在相反方向上的移动。因此，在高频和/或低振幅的情况下，由于辅助壳体没有被偏置成抵靠回弹阀，所以阻尼力的水平降低。

根据本公开的另一方面，高频阀限定允许流体从底部部分流到顶部部分的至少一个开口。根据该方面，对高频活塞的限制水平可以通过改变开口的大小来调节，并且可以用来限定适当的操作频率。

根据以上所述，题述高频阀组件具有低成本和非复杂的设计，其与传统的高频阀装置相比提供了改进的性能。

附图说明

将容易理解本发明的其它优点，这是因为通过参考以下结合附图考虑的详细说明，本发明的其它优点将变得更好理解，其中：

图1是根据本公开的一个方面的包括高频阀组件的液压阻尼器的示例性实施方式的侧面剖视图；以及

图2是图1的高频阀组件的放大图；

图3是辅助壳体、高频活塞、高频阀、台肩螺母和弹簧的分解立体图；

图4是处于第一位置的辅助壳体的放大剖视图，其中流体不存在于辅助壳体的底部部分；以及

图5是处于第二位置的辅助壳体的放大剖视图，其中流体存在于辅助壳体的底部部分中，由此压缩弹簧。

具体实施方式

参照附图，其中贯穿这几个视图，相同的标号表示相应的部件，在图1中总体示出了用于车辆悬架系统的液压阻尼器20。应当理解，题述液压阻尼器20可用于包括但不限于汽车、摩托车和休闲车辆的各种车辆的悬架系统。

液压阻尼器20包括在底端24和顶端26之间围绕轴线A设置并且沿着该轴线A延伸的管22。管22限定腔室46、48。下部阀组件28设置在管22的底端24处并且封闭管22的底端24。杆引导件30设置在管22的顶端26处并且封闭管的顶端26。杆引导件30限定沿着轴线A的杆通道32。杆34沿着轴线A轴向可滑动地设置，并且在腔室46、48内的第一端36与腔室46、48外的第二端38之间延伸。杆34延伸穿过杆通道32。杆34具有从第二端38朝向第一端36延伸的主部分40以及从该主部分40延伸到第一端36的榫头部分42。主部分40具有大于榫头部分42的直径的直径。

主活塞44围绕杆34的榫头部分42固定并且将管22的腔室46、48分成下部阀组件28和主活塞44之间的压缩部46以及杆引导件30和主活塞44之间的回弹部48。主活塞44和杆34可在主活塞44朝向管22的底端24移动的压缩冲程和活塞朝向管22的顶端26移动的回弹冲程中移动。

如图2最佳所例示，主活塞44具有在腔室46、48的回弹部48中的上端50和在腔室46、48的压缩部46中的下端52。主活塞44限定至少一个压缩通道54，所述至少一个压缩通道54在上端50与下端52之间延伸并流体地连接压缩部46和回弹部48。柔性压缩阀56覆盖在主活塞44的上端50处的压缩通道54。压缩阀56响应于施加到压缩阀56的预定力，在主活塞44的压缩冲程期间允许流体从压缩部46流到回弹部48，并且防止流体通过压缩通道54从回弹部48流到压缩部46。根据示例性实施方式，压缩阀56是压缩盘堆叠(stack)56，然而，可以使用其它类型的阀。应当理解，压缩阀56的厚度和材料可以根据特定应用选择为响应预定的力提供期望的运动。

主活塞44还限定至少一个回弹通道58，所述至少一个回弹通道58在上端50和下端52之间延伸并且流体地连接压缩部46和回弹部48。柔性回弹阀60覆盖在主活塞44的下端52处的回弹通道58。回弹阀60响应于施加到回弹阀60的预定力，在主活塞44的回弹冲程期间允许流体从回弹部48流到压缩部46，并且防止流体通过回弹通道58从压缩部46流到回弹部48。根据示例性实施方式，回弹阀60是回弹盘堆叠60，然而，可以使用其它类型的阀。像压缩阀56一样，回弹阀60的厚度和材料可以根据特定的应用选择为响应预定的力提供期望的运动。

台肩螺母64、66围绕杆34的榫头部分42设置并固定到其上。在示例性实施方式中，台肩螺母64、66和榫头部分42彼此螺纹连接，然而，应当理解，它们可以以其它方式彼此连接。台肩螺母64、66包括基本上轴向地延伸的护套部分64和相对于该护套部分64径向向外延伸的邻近杆34的第一端36的凸缘部分66。

提供高频阀组件75用于在高频和/或低振幅事件期间降低由液压阻尼器20提供的阻尼力的水平。高频阀组件75包括围绕台肩螺母64、66的护套部分64设置的辅助壳体68。辅助壳体68可在压缩部46中沿着护套部分64轴向移动。辅助壳体68通常为杯形，并且具有轴向延伸的外壁70和从该外壁70径向向内延伸至台肩螺母64、66的径向壁71。辅助壳体68在外壁70、径向壁71和护套部分64之间限定隔室78、80。辅助壳体68的外壁70限定了多个径向通道72，所述多个径向通道72将压缩部46流体地连接至辅助壳体68的隔室78、80。应当理解，可以由外壁70限定仅一个或者多个径向通道72。回弹阀弹簧74在辅助壳体68与台肩螺母64、66的凸缘部分66之间延伸，并且将辅助壳体68朝回弹阀60轴向地偏置，从而阻挡通过回弹阀60的流体的流动。

高频阀组件75还包括高频活塞76，该高频活塞76在辅助壳体68的隔室78、80中围绕护套部分64设置并固定到其上，并且将隔室轴向地分隔成底部部分78和顶部部分80。高频活塞76在底部部分78中的背离主活塞44的底面82与在顶部部分80中的面向主活塞44的顶面84之间轴向地延伸。密封件86径向设置在高频活塞76与辅助壳体68之间，用于防止流体在高频活塞76和辅助壳体68之间通过。

高频活塞76限定在底面82和顶面84之间延伸的多个高频通道88。应当理解，可以提供更多个或仅一个高频通道88。柔性高频阀91、93覆盖高频活塞76的底面82上的高频通道88。高频阀91、93响应于施加到其上的预定力允许流体在活塞的回弹冲程期间通过高频通道88从辅助壳体68的隔室的顶部部分80流入底部部分78，并且阻止流体通过高频通道88从底部部分78流到顶部部分80。在示例性实施方式中，高频阀91、93是高频盘堆叠91、93。更具体地，高频盘堆叠91、93至少包括覆盖高频活塞76的底面82的柔性材料的第一盘91和覆盖该第一盘91的柔性材料的第二盘93。

如图3至图5最佳所示，第一盘91限定了从第一盘91的外周边95径向向内延伸的多个开口95，用于允许有限量的流体通过高频通道88和开口95从辅助壳体68的隔室的底部部分78进入顶部部分80中。开口95以彼此周向等间隔的关系布置，以提供通过开口95的平衡流出并且减少第一盘91和第二盘93上的磨损。开口95的第一宽度小于高频通道88的第二宽度，以限制通过开口95的流体的流速。在示例性实施方式中提供了六个开口95，然而应当理解的是可以使用其它数量的开口95。像压缩阀56和回弹阀60一样，第一盘91和第二盘93的厚度和材料可以根据特定的应用选择为响应预定的力提供期望的运动。

在液压阻尼器20的操作期间，由于存在高频阀组件75，在回弹冲程期间，在高冲程频率和/或低振幅下的阻尼力减小。更具体地，在回弹冲程期间，主回弹阀盘堆叠60打开并且迫使辅助壳体68向下移动并压缩弹簧74。高频盘堆叠91、93打开，从而允许流体进入隔室78、80的底部部分78。同时，当回弹冲程速度开始下降时，高频阀91、93限制流体从底部部分78到顶部部分80的流动。底部部分78中的流体引起压力的积聚，从而迫使辅助壳体68轴向抵靠回弹阀弹簧74(如图5所示)，从而减小由辅助壳体68施加的抵靠回弹阀弹簧74的力，因此减小了在回弹冲程期间由液压阻尼器20提供的阻尼力。由于高频阀91、93限制流体从底部部分78流到顶部部分80，因此辅助壳体68沿相反方向返回其图4中所示的原始位置的运动减慢。

因为高频阀组件75的开口95仅允许流体从底部部分78缓慢地流到顶部部分80，所以回弹阀弹簧74保持压缩预定的时间段。在这种情况下，由高频活塞76在高频和/或低振幅振动下提供的阻尼力由于回弹阀弹簧74缓慢返回到其正常位置而减小了阻尼力水平。

应当理解，对高频活塞76的限制水平可以基于第一盘91上的开口95的大小和数量来调节，并且可以用于限定适当的操作频率。为了提供回弹阀弹簧74的增加的返回时间，可以使用更多的开口95或者使开口95更大。另一方面，为了提供回弹阀弹簧74的减少的返回时间，可以使用更少的开口95，或者可以使开口更小。

应当理解，题述高频阀组件75与现有技术的阀组件相比提供了较低成本和不太复杂的设计，以提供高频和/或低位移阻尼力，同时还提供性能优势。仅作用于回弹阀弹簧74有助于提高舒适性而不会劣化其它车辆性能属性。应当理解，高频阀组件75可以有利地用于具有“+”型阀的双管阻尼器和单管阻尼器。还应当理解，在低冲程频率下的阻尼力水平基本上由回弹阀60和回弹阀弹簧74限定，并因此很大程度上不受题述发明的影响。

显然，根据上述教导，本发明的许多修改和变型是可能的，并且这些修改和变型可以以与具体描述不同的方式来实践，同时在所附权利要求的范围内。这些在先陈述应该被理解为涵盖本发明新颖性实践其实用性的任何组合。

本申请要求2017年4月24日提交的题为“Hydraulic Damper Having a HighFrequency Valve Assembly”的序列号为62/489,275的美国临时专利申请以及2018年3月29日提交的序列号为15/940,738的美国正式专利申请的权益，这两个专利申请的全部公开在此通过引用并入本文。

Claims (12)

1.一种液压阻尼器组件，所述液压阻尼器组件包括：

管，所述管围绕轴线并且沿着所述轴线延伸，并且限定腔室；

主活塞，所述主活塞能够滑动地设置在所述管中并且将所述管分成压缩部和回弹部，并且能够在压缩冲程中朝向所述压缩部移动并且在回弹冲程中朝向所述回弹部移动；

所述主活塞具有面向所述腔室的所述回弹部的上端和面向所述腔室的所述压缩部的下端；

杆，所述杆在所述压缩部和所述回弹部中连接到所述主活塞，并且延伸穿过所述主活塞；

所述主活塞限定压缩通道，所述压缩通道在所述主活塞的所述上端与所述下端之间延伸并且流体地连接所述压缩部和所述回弹部；

压缩阀，所述压缩阀覆盖在所述主活塞的所述上端处的所述压缩通道，用于允许流体在所述主活塞的压缩冲程期间从所述压缩部流到所述回弹部，同时防止流体通过所述压缩通道从所述回弹部流到所述压缩部；

所述主 活塞进一步限定回弹通道，所述回弹通道在所述主活塞的所述下端与所述上端之间延伸并且流体地连接所述压缩部和所述回弹部；

回弹阀，所述回弹阀覆盖在所述主活塞的所述下端处的所述回弹通道，用于允许流体在所述主活塞的回弹冲程期间从所述回弹部流到所述压缩部，同时防止流体通过所述回弹通道从所述压缩部流到所述回弹部；

辅助壳体，所述辅助壳体在所述压缩部中围绕所述杆设置并且设置成轴向地抵靠所述回弹阀，并且限定隔室并且能够相对于所述杆轴向移动；

弹簧，所述弹簧将所述辅助壳体朝向所述回弹阀偏置；

高频活塞，所述高频活塞在所述辅助壳体内相对于所述杆固定并且将所述隔室分成底部部分和顶部部分，并且限定流体地连接所述顶部部分和所述底部部分的至少一个高频通道；以及

高频阀，所述高频阀覆盖所述高频活塞的底面上的所述高频通道，并且允许流体穿过所述高频通道从所述顶部部分流到所述底部部分，同时基本上阻止流体从所述底部部分流到所述顶部部分，以使所述壳体轴向远离所述回弹阀移动，以在高频振动或低振幅事件期间提供阻尼力的减小，

其中，台肩螺母围绕所述杆固定在所述压缩部中，所述台肩螺母包括轴向延伸的护套部分，并且，所述辅助壳体和所述高频活塞围绕所述台肩螺母的所述护套部分定位，

其中，所述高频阀限定至少一个开口，用于允许流体通过所述至少一个高频通道从所述底部部分流到所述顶部部分，其中，所述至少一个开口的第一宽度小于所述至少一个高频通道的第二宽度。

2.根据权利要求1所述的液压阻尼器组件，其中，所述高频阀是高频盘堆叠，所述高频盘堆叠至少包括抵靠所述高频活塞的所述底面设置的柔性材料的第一盘和覆盖所述第一盘的柔性材料的第二盘。

3.根据权利要求2所述的液压阻尼器组件，其中，所述高频阀的所述第一盘具有外周边，并且其中，所述第一盘限定所述至少一个开口，所述至少一个开口从所述外周边径向向内延伸，与所述高频通道对齐。

4.根据权利要求3所述的液压阻尼器组件，其中，所述至少一个高频通道包括多个高频通道，并且其中，所述第一盘的所述至少一个开口包括多个开口，所述多个开口中的每一个均与所述高频通道中的一个对齐。

5.根据权利要求4所述的液压阻尼器组件，其中，所述多个高频通道均匀地彼此周向间隔开，并且其中，所述第一盘的所述多个开口均匀地彼此周向间隔开。

6.根据权利要求4所述的液压阻尼器组件，其中，所述多个高频通道包括九个高频通道。

7.根据权利要求4所述的液压阻尼器组件，其中，所述多个开口包括六个开口。

8.根据权利要求1所述的液压阻尼器组件，其中，所述液压阻尼器组件还包括密封件，所述密封件径向位于所述高频活塞与所述辅助壳体之间，用于防止流体在所述高频活塞与所述辅助壳体之间通过。

9.根据权利要求1所述的液压阻尼器组件，其中，所述辅助壳体包括轴向延伸的外壁和从所述外壁径向向内延伸到台肩螺母的径向壁。

10.根据权利要求9所述的液压阻尼器组件，其中，所述辅助壳体的所述外壁限定至少一个径向通道，所述至少一个径向通道将所述腔室的所述压缩部流体地连接到所述辅助壳体的所述隔室。

11.根据权利要求10所述的液压阻尼器组件，其中，所述至少一个径向通道的所述外壁包括多个径向通道，所述多个径向通道彼此周向间隔开。

12.根据权利要求1所述的液压阻尼器组件，其中，所述台肩螺母还包括从所述护套部分径向向外延伸的凸缘部分，其中，所述弹簧在所述凸缘部分和所述辅助壳体之间延伸。

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