CN109538680A - 具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器 - Google Patents

具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器 Download PDF

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Abstract

一种单筒减振器，主活塞组件采用具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件，在压缩及复原行程液压油通过主活塞组件的梯度多孔金属材料的三维互通群孔由高压侧进入低压侧油腔，液压油在微孔中流动时被金属丝强制性地分割流动，液压油与众多金属丝在二者的界面区域发生强烈剪切和内摩擦形成阻尼作用，梯度多孔金属材料包括：1级多孔/大孔支撑平板、2级多孔/中孔支撑平板(P2)、核心阻尼层(P3)，梯度多孔金属材料采用对称叠层结构并压紧：(P1)/(P2)/(P3)/(P2)/(P1)；通过梯度支撑的多孔材料的设计，保证了作为主要阻尼作用的叠层金属编织网不致于过早疲劳断裂，减振器具有优越的性能和寿命。

Description

具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减 振器
技术领域
本发明属于减振器领域，尤其是采用单筒形式的高性能减振器领域。
技术背景
在现代车辆工程中，随着消费升级的日益提高，对车辆平顺性、舒适性的要求越来越高。当车辆运行中由地面干扰引起的冲击或振动通过车轮传递时，悬架对车身是一个有效的隔振装置，与悬架匹配良好的减振器，可以将90％左右的振动能量阻隔并吸收掉。
车辆悬架，目前广泛采用的是筒式液压减振器，减振器内的工作介质常采用液压油，严格地讲应该称之为液体紊流阻尼器。液体紊流阻尼器是迄今为止在技术上相对成熟的一种减振器。从阻力和吸收能量方面作比较，它重量轻、外形小，能获得比较稳定的阻力，并且可以按需要设定和调整工作速度与阻力的函数关系。
传统的双向作用筒式液压减振器的原理图如说明书附图1所示，主要部件包括：活塞杆1、上部油腔2、活塞上分布的流通阀3、下部油腔4、底阀上的补偿阀5和压缩阀6、储油腔7、活塞上的伸张阀8、油封9。减振器上下两端相对运动时，液压油流经阀门的一定的通道产生节流作用，由阀两端的压差形成阻尼力，来实现减振器的阻尼特性。
双向作用筒式液压减振器工作原理说明如下：在压缩行程时，指车轮移近车身，减振器受压缩，此时减振器内活塞向下移动，活塞下腔室的容积减少，油压升高，油液流经流通阀3流到活塞上部的油腔室2(上腔)。上部油腔2被活塞杆1占去了一部分空间，因而上腔增加的容积小于下腔减小的容积，一部分油液于是就推开压缩阀6，流回储油腔7，这些阀对油的节流作用形成悬架受压缩运动的阻尼力。减振器在伸张行程时，车轮相当于远离车身，减振器受拉伸这时减振器的活塞向上移动，活塞上腔油压升高，流通阀3关闭，上腔内的油液推开伸张阀8流入下腔4，由于活塞杆的存在，自上腔流来的油液不足以充满下腔增加的容积，促使下腔产生一定的真空度，这时储油腔7中的油液推开补偿阀5流进下腔4进行补充，由于这些阀的节流作用对悬架在伸张运动时起到阻尼作用。
传统的双向作用筒式液压减振器存在四大缺点，一是活塞阀和底阀的结构很复杂，产品的一致性受限于加工和装配精度不好保证；二是阻尼作用主要靠阀片的节流作用，活塞每次往复运动时阀片部分的节流面积较小、产生的内摩擦吸能效果有限、虽然能够提供较大的反向作用力，但是吸收转化振动能量的速度不够；三是存在下面详述的高速畸变现象；四是为了形成一定的阻尼作用，通常的传统双向作用筒式液压减振器的内部压力设计在3-5MPa，过高的内压容易导致活塞杆与油封之间摩擦力大，容易导致活塞杆磨损而产生漏油现象，减振器的寿命有限。
说明书附图2为一种目前常用的双向作用筒式液压减振器的典型活塞阀的结构，其至少包括12个零件，包括流通阀弹簧1，流通阀节流阀片2，活塞3，活塞环4，伸张阀节流阀片5，调整垫片6，垫圈7，伸张阀弹簧座8，间隔套9，垫片10，伸张阀弹簧11，活塞螺母12；图3为常见的底阀的结构，其至少包括9个零件，包括补偿阀弹簧座1，补偿阀弹簧2，补偿阀阀片3，底阀座4，压缩阀节流阀片5，垫片6，调整垫片7，压缩阀阀片8，阀杆9。通常对伸张阀弹簧的刚度和预紧力设计的大于压缩阀，在同样压力作用下，伸张阀及相应的常通缝隙的通道载面积总和小于压缩阀及相应常通缝隙通道截面积总和，这使得减振器的伸张行程产生的阻尼力大于压缩行程的阻尼力，达到迅速减振的要求。
说明书附图3为一种典型的目前常用的双向作用筒式液压减振器的底阀的结构，其至少包括9个零件，包括补偿阀弹簧座1，补偿阀弹簧2，补偿阀阀片3，底阀座4，压缩阀节流阀片5，垫片6，调整垫片7，压缩阀阀片8，阀杆9。两大阀系零部件众多，产品一致性和可靠性管理困难。
传统的双筒式液压减振器在复原行程末期，活塞处于减振器工作腔顶部，此时，流入下腔的工作液不足以充满减振器下腔，在后续压缩行程初期，活塞便会“空行”一段距离，表现在示功图上为空程。下腔工作液的补偿是由底阀上开设的补偿阀完成的，由于液压减振器的结构所限，补偿阀的开度是有一定限值的，补偿的最大流量也是一定的。减振器复原行程中，下腔要求补偿的流量却是随减振器工作速度的增大而增加的。因此，当速度增大到一定程度时，便会发生补偿阀补油不足的现象，使压缩行程最终出现空程，这称为减振器的高速畸变。双向作用筒式液压减振器，无论将补偿阀设计得如何灵敏，都存在着一个临界速度：当减振器工作速度高于此临界速度时，减振器外特性便会发生畸变，这是一般液压减振器固有的缺陷，若想避免这种高速畸变发生，可以采用充气式减振器，以提高储油腔内的压力，形成一定的背压，增大贮油缸和工作缸下腔的压差，提高了补偿阀的补偿能力，从而提高临界速度，使减振器具有更高的抗畸变能力，充气式减振器内的工作液在预充的气体作用下，提高了补偿阀的补偿能力，从而提高临界速度，即使减振器受到急剧的拉伸和压缩作用，工作液也不会产生“乳化”和“空化”现象，有利于消除一般液压减振器固有的缺陷、减振器的工作噪音，使减振器的工作性能更加稳定，高频状态下舒适性得到了充分的提高。
当车辆在较坏的路面连续行驶时，充气式减振器比液压式减振器具有良好阻尼力的持续性和高速特性。因为减振器油在连续或高速工作下很容易发生泡沫化现象，从而使减振器工作时产生空程导致阻力不连续(这种现象在压缩行程尤为严重)，充入低压氮气后基本消除了泡沫化现象，从而也就消除了阻力的空程和不连续现象，提高了整车乘座舒适和高速的操稳性。另外降低了减振器工作的减振器油高速流动产生的“嘶嘶”声，从而降低了整车的噪音。充气式减振器会比普通液振器的使用寿命长，因为阻力持续性得到了保证，特别是车辆在较坏的路面上行驶时，减少了减振器工作空程，在一定程度上减少了对整车，特别是悬架零件的冲击，不但提高减振器本身的寿命，而且也提高了悬架其它零件的使用寿命。由于采用浮动浮塞而减少了一套阀门系统，使结构大为简化，零件数约减少15％。
说明书附图4为一种典型的充气式减振器，其中1为活塞杆，2为筒体，3为压紧螺母，4为伸张阀，5为浮动活塞的O型密封圈，6为气囊，7为浮动活塞，8为下腔，10为上腔，11为油封组件。充气减振器缺点是对密封性要求高，因此制造充气减振器的难度在于：减振器的充气方法及是充气后减振器阻力的控制、密封和寿命的保证。需要采用专用的充气装置及工艺、设计专用的密封件以保证减振器在充气后的综合性能。专用充气设备需专业减振器设备厂家制造。另外充气减振器的缺点是活塞阀的结构复杂，同样存在加工和装备精度导致的产品一致性和稳定性不足的缺点。另外阻尼作用主要靠阀体处狭缝的节流作用，活塞每次往复运动时节流面积较小、产生的内摩擦吸能效果有限、虽然能够提供较大的反向作用力，但是吸收转化振动能量的能力不够，减振效果有限。
发明内容
基于现有技术和产品的以上种种不足之处，本发明提出了一种新的具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，以下进行详细阐述。
具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，其主要技术特征在于，该单筒减振器主要包括以下零部件(详见说明书附图5和附图6)：圆筒体(1)，上部油封组件(2)，压紧元件(3)，活塞杆(4)，连接于活塞杆上的主活塞组件(5)及其紧固螺母(6)，主活塞组件(5)采用具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为主要阻尼元件，在筒体下部可以上下运动并起到油封作用的浮动活塞组件(7)，与浮动活塞组件(7)相连接的起到背压支撑作用的气囊或金属弹簧制作的弹性元件(8)，对弹性元件(8)起支撑作用的下密封盖(9)，在主活塞组件(5)和浮动活塞组件(7)之间的支撑弹簧(10)，上部油封组件(2)和浮动活塞组件(7)之间的空间充满液压油；在压缩行程时，活塞杆(4)带动主活塞组件(5)在筒体内向下运动，主活塞组件(5)上部的油腔(11)中的液压油的压力增高，液压油通过主活塞组件(5)的梯度多孔金属材料的三维互通群孔由上部的油腔(11)中进入到下部的油腔(12)中，同时支撑弹簧(10)和浮动活塞组件(7)受压后也会向下部运动、浮动活塞组件(7)向下部的运动可以提供上部新进入筒体内的活塞杆所对应的体积；在回复行程时，活塞杆(4)带动主活塞组件(5)向上部运动，主活塞组件(5)上部的油腔(11)中的液压油的压力降低，浮动活塞组件(7)在下部弹性元件(8)积累的弹性势能作用下向上部运动，压迫下部的油腔(12)中的液压油通过主活塞组件的梯度多孔金属材料的三维互通群孔进入上部油腔(11)中、浮动活塞组件(7)向上部的运动，从而补偿从筒体内出去的活塞杆所对应的体积；主活塞组件(5)中所采用的梯度多孔金属材料主要包括：1级多孔(大孔)支撑平板(P1)、2级多孔(中孔)支撑平板(P2)、具有三维互通群孔(小孔)的核心阻尼层(P3)；1级多孔支撑平板(P1)具有以下技术特征：开口孔径介于3-6毫米、厚度介于4-9毫米的多孔金属板、至少与2级多孔支撑平板(P2)接触的一面要保持平面、另一面保持平面或在非开孔区设置1-5毫米高的加强筋以提高1级多孔支撑平板(P1)的抗挠曲变形能力；2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于0.8-2.1毫米、厚度介于0.8-2.1毫米、有效开口面积比例介于15-45％的多孔金属平板；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、目数介于30-170目的叠层金属编织网、总层数介于5-41层；主活塞组件5中所采用的梯度多孔金属材料采用对称叠层结构并压紧：(P1)/(P2)/(P3)/(P2)/(P1)；该减振器内部的液压油在40℃下的运动粘度介于8-180mm2/s。
以下对本发明做进一步解释，本发明通过采用三种大、中、小孔径的多孔金属材料构成梯度多孔材料、用作阻尼元件，其中的1级多孔支撑平板(P1)对于2级多孔支撑平板(P2)起到平整性支撑作用，要求1级多孔支撑平板(P1)具有挠曲变形小、刚度大的特性，因此(P1)的开口孔径不宜大于6毫米、厚度不宜小于3毫米，厚度控制小于等于9毫米是基于够用原则，太厚则浪费材料，开口孔径小于3毫米则导致在金属厚板的厚度方向打孔加工困难；2级多孔支撑平板(P2)对于核心的阻尼层(P3)起到支撑作用，控制合理的开口孔径、厚度和开口面积比对于保证质量很重要，如果2级多孔支撑平板(P2)的开口孔径大于2.1毫米、开口面积比大于45％、厚度小于0.8毫米，则容易导致核心阻尼层(P3)中的叠层多孔编织网受到液体压力后变形量增大，核心阻尼层(P3)中的更细的叠层多孔编织网在活塞组件往复运动过程中相应的凹凸变形、容易出现疲劳断裂，导致减振器寿命不足；如果2级多孔支撑平板(P2)的开口孔径过小、厚度过大会导致孔加工难度大，成本增加，；如果2级多孔支撑平板(P2)的开口面积比小于15％、通流面积则过小、在叠加上核心阻尼层(P3)后则阻尼力过大；具有三维互通群孔的核心阻尼层(P3)要求平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数介于30-170目的金属编织不同的组合而叠层、总层数介于5-41层、可以保证合理的阻尼作用和振动能转化为液压油与叠层金属编织网三维群孔之间的内摩擦热量，大小目数的不同叠层组合可以保障粗网对细网的有效支撑作用、也组合后提供了适当的阻尼作用，叠层金属编织网低于5层会导致液压油与叠层金属编织网三维群孔之间的内摩擦作用不足，多于41层则导致液压油与叠层金属编织网三维群孔之间的阻力过大，主活塞组件(5)高速往复运动时容易导致阻尼力急剧上升；叠层金属编织网如果目数大于170目、过细的金属纤维其断裂伸长率降低、耐疲劳断裂能力不够好；叠层金属编织网如果目数小于30目，过粗的金属丝网阻尼力不够，另外一个缺点是对相邻的较细金属丝网的支撑作用不好，容易导致相邻的较细的金属丝网疲劳断裂；主活塞组件5中所采用的梯度多孔金属材料采用对称叠层结构并压紧：(P1)/(P2)/(P3)/(P2)/(P1)，这样保障了具有三维互通群孔的核心阻尼层(P3)材料在往复运动的液压力作用下的变形量小、耐疲劳寿命得到保证；该减振器内部的液压油在40℃下的运动粘度介于8-180mm2/s，如果液压油具有过小的粘度则容易导致其在核心阻尼层(P3)的金属丝(纤维)的三维互通群孔中流动时的阻尼作用不足；如果采用高粘度的液压油，高粘度的液压油意味着油品中的分子量略高，高分子的卷曲、缠绕作用更强烈，高分子量的液压油在与众多的金属丝或金属纤维在二者的界面区域发生强烈的有效剪切和内摩擦，从而可以产生较强大的阻尼作用，则使得阻尼力过大；通过调整核心阻尼层(P3)中金属编织网的结构构成，比如采用不同目数的金属编织网层叠、采用不同的层数，可以调节优化微多群孔金属编织网的孔径和孔隙率，从而得到不同的阻尼大小；根据本发明的技术理念，可以采用不同核心阻尼层的结构构成(P3)和不同粘度的液压油相组合使用，如果选用层数相对较多，群孔的孔径相对较小、阻力相对较大的核心阻尼层(P3)，则可以和低粘度的液压油搭配使用；反之，如果选用层数相对较少、群孔的孔径相对较大、阻力相对较小的核心阻尼层(P3)，则可以和相对高粘度的液压油搭配使用。
本发明在主活塞组件(5)和浮动活塞组件(7)之间设置的支撑弹簧(10)以及在与浮动活塞组件(7)下部设置起到背压支撑作用的气囊或金属弹簧制作的弹性元件(8)，可以起到静平衡的作用，当车辆处于静止或者低速、平坦路面时保证与减振器相连的车架的基本水平高度、防止主活塞组件缓慢下移；另外支撑弹簧(10)以及在与浮动活塞组件(7)下部设置起到背压支撑作用的气囊或金属弹簧制作的弹性元件(8)利用其积累的弹性势能也可以防止高速振动激励条件下出现的内部油腔中的液压油上下流动不及时的现象。
以下通过说明书附图以及实施例对本发明进一步阐释。
附图说明
说明书附图1所示为目前主流的双向作用筒式液压减振器的原理图，主要部件包括：活塞杆1、上部油腔2、活塞上分布的流通阀3、下部油腔4、底阀上的补偿阀5和压缩阀6、储油腔7、活塞上的伸张阀8、油封9。
说明书附图2为一种目前常用的双向作用筒式液压减振器的典型活塞阀的结构，其至少包括12个零件，包括流通阀弹簧1，流通阀节流阀片2，活塞3，活塞环4，伸张阀节流阀片5，调整垫片6，垫圈7，伸张阀弹簧座8，间隔套9，垫片10，伸张阀弹簧11，活塞螺母12。
说明书附图3为一种目前常用的双向作用筒式液压减振器的常见的底阀的结构，其至少包括9个零件，包括补偿阀弹簧座1，补偿阀弹簧2，补偿阀阀片3，底阀座4，压缩阀节流阀片5，垫片6，调整垫片7，压缩阀阀片8，阀杆9。
说明书附图4为一种典型的充气式减振器，其中1为活塞杆，2为筒体，3为压紧螺母，4为伸张阀，5为浮动活塞的O型密封圈，6为气囊，7为浮动活塞，8为下腔，10为上腔，11为油封组件。
说明书附图5为本发明的典型结构原理图，其中1为内部光滑的圆筒体，2为上部油封组件，3为压紧元件，4为活塞杆，5为连接于活塞杆上的主活塞组件，6为紧固螺母，7为在筒体下部可以上下运动并起到油封作用的浮动活塞组件，8为与浮动活塞组件7相连接的起到背压支撑作用的气囊或金属弹簧制作的弹性元件，9为对弹性元件8起支撑作用的下密封盖，10为在主活塞组件5和浮动活塞组件7之间的支撑弹簧，11为主活塞组件上部的油腔，12为主活塞组件下部的油腔。
说明书附图6为附图5中的主活塞组件(5)所采用的具有三维互通群孔的梯度多孔金属材料作为主要阻尼元件的结构原理图，其中P1为1级多孔(大孔)支撑平板、P2为2级多孔(中孔)支撑平板、P3为具有三维互通群孔(小孔)的核心阻尼层，主活塞组件采用的梯度多孔金属材料、采用对称叠层结构并压紧：(P1)/(P2)/(P3)/(P2)/(P1)。
具体实施例
实施例1：具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的1级多孔支撑平板(P1)具有以下技术特征：开口孔径5毫米、厚度7毫米的多孔金属平板；2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于0.9-1.5毫米、厚度介于0.9-1.5毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数60和120目的两种不锈钢编织网交替叠层、即60目/120目/60目/120目------60目/120目/60目、总层数介于9-31层。
实施例2：具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的1级多孔支撑平板(P1)具有以下技术特征：开口孔径5毫米、厚度6毫米的多孔金属平板；2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于0.9-1.2毫米、厚度介于0.9-1.2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数70和140目的两种不锈钢编织网交替叠层、即70目/140目/70目/140目------70目/140目/70目、总层数介于9-31层。
实施例3：具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的1级多孔支撑平板(P1)具有以下技术特征：开口孔径5毫米、厚度6毫米的多孔金属平板；2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于1.4-2毫米、厚度介于1.4-2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数50和120目的两种不锈钢编织网交替叠层、即50目/120目/50目/120目------50目/120目/50目、总层数介于9-31层。
实施例4：具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的1级多孔支撑平板(P1)具有以下技术特征：开口孔径5毫米、厚度9毫米的多孔金属平板；2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于0.9-1.2毫米、厚度介于0.9-1.2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数80和140目的两种不锈钢编织网交替叠层、即80目/140目/80目/140目------80目/140目/80目、总层数介于9-31层。
实施例5：具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的1级多孔支撑平板(P1)具有以下技术特征：开口孔径5毫米、厚度8毫米的多孔金属平板；2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于1.4-2毫米、厚度介于1.4-2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数40和120目的两种锈钢编织网交替叠层、即40目/120目/40目/120目------40目/120目/40目、总层数介于9-31层。
实施例6：具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，其特征在于，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的1级多孔支撑平板(P1)具有以下技术特征：开口孔径5毫米、厚度8毫米的多孔金属平板；2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于0.9-1.2毫米、厚度介于0.9-1.2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数80和170目的两种不锈钢编织网交替叠层、即80目/170目/80目/170目------80目/170目/80目、总层数介于9-31层。
实施例7：具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的1级多孔支撑平板(P1)具有以下技术特征：开口孔径5毫米、厚度8毫米的多孔金属平板；2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于1.4-2毫米、厚度介于1.4-2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数30的不锈钢编织网做保护层、70目和140目的两种不锈钢编织网叠层、即30目/70目/140目/70/140目------70目/140目/70目/30目、总层数介于9-31层。
实施例8：具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的1级多孔支撑平板(P1)具有以下技术特征：开口孔径5毫米、厚度6毫米的多孔金属平板；2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于1.4-2毫米、厚度介于1.4-2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数40的不锈钢编织网做保护层、80目和140目的两种不锈钢编织网叠层、即40目/80目/140目/80/140目------80目/140目/80目/40目、总层数介于9-31层。
实施例9：具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的1级多孔支撑平板(P1)具有以下技术特征：开口孔径5毫米、厚度6毫米的多孔金属平板；2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于1.4-2毫米、厚度介于1.4-2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数50的不锈钢编织网做保护层、80目和170目的两种不锈钢编织网叠层、即50目/80目/170目/80/170目------80目/170目/80目/50目、总层数介于9-31层。

Claims (10)

1.具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，其特征在于，该单筒减振器主要包括以下零部件：圆筒体(1)，上部油封组件(2)，压紧元件(3)，活塞杆(4)，连接于活塞杆上的主活塞组件(5)及其紧固螺母(6)，主活塞组件(5)采用具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为主要阻尼元件，在筒体下部可以上下运动并起到油封作用的浮动活塞组件(7)，与浮动活塞组件(7)相连接的起到背压支撑作用的气囊或金属弹簧制作的弹性元件(8)，对弹性元件(8)起支撑作用的下密封盖(9)，在主活塞组件(5)和浮动活塞组件(7)之间的支撑弹簧(10)，上部油封组件(2)和浮动活塞组件(7)之间的空间充满液压油；在压缩行程时，活塞杆(4)带动主活塞组件(5)在筒体内向下运动，主活塞组件(5)上部的油腔(11)中的液压油的压力增高，液压油通过主活塞组件(5)的梯度多孔金属材料的三维群孔由上部的油腔(11)中进入到下部的油腔(12)中，同时支撑弹簧(10)和浮动活塞组件(7)受压后也会向下部运动、浮动活塞组件(7)向下部的运动可以提供上部新进入筒体内的活塞杆所对应的体积；在回复行程时，活塞杆(4)带动主活塞组件(5)向上部运动，主活塞组件(5)上部的油腔(11)中的液压油的压力降低，浮动活塞组件(7)在下部弹性元件(8)积累的弹性势能作用下向上部运动，压迫下部的油腔(12)中的液压油通过主活塞组件的梯度多孔金属材料的三维群孔进入上部油腔(11)中、浮动活塞组件(7)向上部的运动，从而补偿从筒体内出去的活塞杆所对应的体积；主活塞组件(5)中所采用的具有三维群孔的梯度多孔金属材料主要包括：1级多孔支撑平板(P1)、2级多孔支撑平板(P2)、核心阻尼层(P3)；1级多孔支撑平板(P1)具有以下技术特征：开口孔径介于3-6毫米、厚度介于4-9毫米的多孔金属板、至少与2级多孔支撑平板(P2)接触的一面要保持平面、另一面保持平面或在非开孔区设置1-5毫米高的加强筋以提高1级多孔支撑平板(P1)的抗挠曲变形能力；2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于0.8-2.1毫米、厚度介于0.8-2.1毫米、有效开口面积比例介于15-45％的多孔金属平板；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、目数介于30-170目的叠层金属编织网、总层数介于5-41层；主活塞组件5中所采用的具有三维群孔的梯度多孔金属材料采用对称叠层结构并压紧：(P1)/(P2)/(P3)/(P2)/(P1)；该减振器内部的液压油在40℃下的运动粘度介于8-180mm2/s。
2.根据权利1所述的具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，其特征在于，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于0.9-1.5毫米、厚度介于0.9-1.5毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数60和120目的两种不锈钢编织网交替叠层、即60目/120目/60目/120目------60目/120目/60目、总层数介于9-31层。
3.根据权利1所述的具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，其特征在于，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于0.9-1.2毫米、厚度介于0.9-1.2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数70和140目的两种不锈钢编织网交替叠层、即70目/140目/70目/140目------70目/140目/70目、总层数介于9-31层。
4.根据权利1所述的具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，其特征在于，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于1.4-2毫米、厚度介于1.4-2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数50和120目的两种不锈钢编织网交替叠层、即50目/120目/50目/120目------50目/120目/50目、总层数介于9-31层。
5.根据权利1所述的具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，其特征在于，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于0.9-1.2毫米、厚度介于0.9-1.2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数80和140目的两种不锈钢编织网交替叠层、即80目/140目/80目/140目------80目/140目/80目、总层数介于9-31层。
6.根据权利1所述的具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，其特征在于，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于1.4-2毫米、厚度介于1.4-2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数40和120目的两种锈钢编织网交替叠层、即40目/120目/40目/120目------40目/120目/40目、总层数介于9-31层。
7.根据权利1所述的具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，其特征在于，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于0.9-1.2毫米、厚度介于0.9-1.2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数80和170目的两种不锈钢编织网交替叠层、即80目/170目/80目/170目------80目/170目/80目、总层数介于9-31层。
8.根据权利1所述的具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，其特征在于，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于1.4-2毫米、厚度介于1.4-2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数30的不锈钢编织网做保护层、70目和140目的两种不锈钢编织网叠层、即30目/70目/140目/70/140目------70目/140目/70目/30目、总层数介于9-31层。
9.根据权利1所述的具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，其特征在于，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于1.4-2毫米、厚度介于1.4-2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数40的不锈钢编织网做保护层、80目和140目的两种不锈钢编织网叠层、即40目/80目/140目/80/140目------80目/140目/80目/40目、总层数介于9-31层。
10.根据权利1所述的具有三维群孔的梯度多孔金属材料作为阻尼元件的单筒减振器，其特征在于，该单筒减振器的主活塞组件(5)中的2级多孔支撑平板(P2)具有以下技术特征：开口孔径介于1.4-2毫米、厚度介于1.4-2毫米、有效开口面积比例介于20-40％；核心阻尼层(P3)具有以下技术特征：平整夹紧在2级多孔支撑平板(P2)两组的中间、采用目数50的不锈钢编织网做保护层、80目和170目的两种不锈钢编织网叠层、即50目/80目/170目/80/170目------80目/170目/80目/50目、总层数介于9-31层。
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